Как сделать каркас кровли своими руками? Металлические стропила для крыши – особенности устройства и монтажа Сложный крыша каркас как собирать.

Вариантов материала для строительства частного дома на современном рынке множество. Самые распространённые — кирпичные, блочные и из брёвен. Но в последнее время всё большую популярность обретают каркасные дома. Они отличаются простым и быстрым монтажом. Его можно произвести самостоятельно, не прибегая к помощи профессионалов. Ниже вы найдёте рекомендации, как возвести крышу каркасного дома своими руками.

Конструкция кровли обладает большим весом и опирают её на несущие стены дома . В случае с каркасным домом крышу устанавливают на вертикальные стойки, обшитые ОСБ-плитами до середины бруса верхней обвязки. Декоративную облицовку стен делают после монтажа кровли. А после этого производят подшивку фронтонного и карнизного свесов.

Возводятся и обшиваются до сборки крыши. Поэтому перед началом работ нужно подготовить проект, где будет определён внешний вид крыши и её уклон. Фронтон может крепиться и параллельно с монтажом крыши, но предварительно всё же придётся устанавливать крайние стропильные фермы, надёжно закреплённые с помощью раскосов.

Высота крыши каркасного дома обычно более 6 метров . Перед началом работ необходимо определиться с типом стропильной системы. В зависимости от ширины перекрываемого пролёта стропила могут иметь коньковую доску, опорную стяжку или скатые раскосы, если есть центральная несущая стена. Если пролёт небольшой, то обычно устанавливают стропильные затяжки. В качестве опорной стяжки могут выступать мансардные стены.

Стропила крепят с помощью гвоздей, саморезов, металлических пластин или уголков. Шаг стропил определяют в пределах 40 — 100 сантиметров. Эта цифра зависит от размера сечения деревянных балок, из которых выполняются стойки. Они могут быть в пределах 2,5 — 5 метров.

На наружные несущие вертикальные стойки стены для опирания стропильных ног укладывают деревянные бруски сечением 10х10 сантиметров, называемые мауэрлатами. Обязательное условие его установки — жёсткая фиксация. Соединять стропильные ноги лучше всего с помощью зубчатых накладок. Если перекрываемый пролёт более пяти метров, необходима установка специального подпора под стропила. После установки для укладки кровельного покрытия монтируют обрешетку. Она может быть выполнена из ОСБ-плит, фанеры, обрезных, полуобрезных или необрезных досок. Это зависит от выбранного кровельного покрытия.

При условии наличия мансардного этажа, крышу необходимо делать утеплённой . Утеплитель располагают между стропилами. При условии, что его толщина составляет 10 — 15 см, сечение стропил будет равно 15х5-15х7 см. Сечение стропил выбирают по толщине утеплителя и величине снеговой нагрузки. Для этого производят расчёты. Если нет возможности его провести, то берут сечение стропил больше. При толщине утеплителя более 15 см, подойдут стропила сечением 20х7 см.

При монтаже стропил на мауэрлат вырезают в опорном бруске треугольник, равный 1/3 высоты стропила.

Крыша может иметь один или несколько скатов. При этом сложная крыша смотрится интереснее. Но самым оптимальным вариантом, как по затрачиваемым суммам, так и по проводимым работам, будет двускатная крыша. Она не имеет ендов и у неё всего лишь один конек, что будет несомненным плюсом при возведении крыши своими руками, так как эти места в конструкции самые уязвимые.

При выборе величины уклона стоит учитывать, что при показателе менее 28 градусов нагрузки на стропильную систему увеличиваются . Это приведёт к необходимости строгого расчёта и контроля за несущими элементами. А при уклоне, превышающем 50 градусов, усиливаются ветровые нагрузки. Оптимальным выбором будет уклон в пределах 35-45 градусов. Такая крыша и смотреться будет лучше, и снег на ней не будет задерживаться.

Монтаж крыши

Монтаж крыши рассмотрим на примере дома с габаритными параметрами 6х8 метров, двускатной крышей с уклоном в 45 градусов, где в качестве кровельного покрытия использован битумный шифер. В конструкции предусмотрен мансардный этаж с высотой стен 1,1-1,6 метров.

Высоту стен мансардного этажа делать меньше 1,1 метра не стоит. Это вызовет неудобство при эксплуатации подкровельного пространства. При холодном чердаке стены поднимать не нужно, при этом конструкция крыши не поменяется.

В качестве стропильной системы будем использовать две наклонные стропильные ноги, соединённые ригелем для обеспечения жесткости. Его ещё называют затяжкой, перемычкой, поперечиной и т. д.

Наличие мансардного этажа предполагает . Поэтому в качестве сечения стропил выберем параметры 15х5 см. А толщину утеплителя возьмем 15 см (по расчету для Москвы — 138 мм).

Далее необходимо определиться с длиной стропил. Это можно сделать, произведя расчёты. Прежде всего, необходимо определиться с углом наклона. Если вы ещё не знаете, какой наклон выбрать, следуйте инструкции ниже

Две рейки длиной 6 метров нужно сбить с помощью гвоздей в виде буквы «Л». Это наглядно покажет, как будет выглядеть стропильная ферма. Работы проводятся на земле. После этого стоит подготовить пробный ригель. Он представляет из себя длинную рейку, которую прикладывают к стропилам, чтобы отмерить его длину.

После этого поднимаем получившуюся ферму на крышу и опираем на брус верхней обвязки. Далее методом подбора определяемся с углом наклона и, соответственно, с длиной стропил. При определении этого параметра необходимо учитывать, что свес стропил относительно стены должен быть на величину 30-55 см.

Свес кровли делают для защиты стен дома от атмосферных осадков. При отсутствии водостока свес делают не менее 50 см.

При таком способе подбора длины стропил необходимо учесть, что итоговая высота будет на 5 см. ниже из-за установки на мауэрлат. Чтобы произвести такую установку, в бруске мауэрлата вырезают прямоугольник 5х5-5х6 см. для стропил сечением 15х5 см. А при примерке стропил необходимо разметить, где будет происходить опирание и провести вертикаль. Таким образом, мы обозначим одну сторону треугольника, а вторую размечаем на земле под углом 90 градусов.

Шаг стропил определяется в зависимости от сечения стропил и ската крыши . Для рассматриваемого примера лучше всего подойдёт шаг в 70-80 см.

Следующий этап — подготовка нужного количества стропильных ног. Для этого используем уже размеченную стропильную ферму. Эти работы стоит проводить на земле. Каждую следующую стропильную ногу отмечаем по первому образцу, чтобы не допустить накапливания ошибок.

Затем приступаем к креплениям ригелей. Наилучшее место для их размещения — максимально низко. Ригель необходим, чтобы воспринимать распор, при этом, чем он ниже, тем лучше работает.

В условиях наличия мансардного этажа наилучшая высота крепления ригелей – 2,25 — 2,35 метра . Это позволит разместить дверные проёмы высотой 2,1 метра. При уменьшении высоты проёмов можно располагать ригели ниже. Но при этом и высота помещений будет, соответственно, ниже. Чтобы высоту помещений сделать равной 2,5 метра, что считается наиболее удобным параметром, ригели делают на идентичной высоте 2,5 метра.

Наличие контробрешётки позволит обеспечить зазор на вентиляцию в кровле. Их должно быть два — нижний и верхний вентзазор, высотой 2-4 см. каждый. Это делается независимо от того, утеплённая ли кровля.

Нижний вентзазор делают под слоем гидроизоляции, а верхний — над. Они позволяют обеспечивать выветривание конденсата и препятствуют скапливанию воды. Наличие обоих вентзазоров будет условием того, что деревянные элементы не покроются плесенью или грибком.

Контробрешётку крепят на стропила вдоль. Шаг для них выбирают в соответствии с шагом стропил. Сечение досок для этих целей подойдёт 2х5 см.

Далее производим крепление обрешётки. Размер сечения и шага будет зависит от выбранного материала для кровли. По условию нашего примера, это . Поэтому выбираем необрезные доски для обрешётки сечением 4х5 см. А монтировать их будем с шагом 35 см.

Длину обрешётки выбираем с учётом наличия свеса за крайнюю стропильную ногу в 20-50 см. Его можно приравнять к свесу стропил.

Выбор материала

Для кровельных работ подойдёт невысушенная древесина (иногда её называют влажной) . Приобрести её можно на пилораме. При выборе обращают внимание на внешний вид. Если древесина серая, то это может говорить о наличии грибка. Невысушенная древесина потребует меньше финансовых вложений, нежели сушёная, поскольку её цена зависит от кубического, а не от квадратного метра.

После покупки с древесины обязательно следует снять кору – это предупредит образование короедов.

После расчёта элементов крыши следует произвести заказ материала. При этом необходимо учитывать, что стандартная длина пиломатериалов обойдётся дешевле. А обрезать их можно самостоятельно, расходуя остатки на что-нибудь ещё.

Строительство крыши – один из важнейших этапов возведения дома. Стропильная часть крыши требует особого внимания, как на этапе проектирования, так и на этапе непосредственной сборки. Прежде чем приступать к монтажу стропильной системы крыши, придется разобраться во всех тонкостях вопроса. Расчеты лучше всего доверить профессионалам. В проектировании крыши учитывается огромное количество факторов, это ветровые и снеговые нагрузки, вес стропильной системы и кровельных материалов, геометрия и технические параметры строения.

Существуют специализированные компьютерные программы для вычисления оптимальной конструкции крыши и подсчета количества необходимых строительных материалов. Нагрузки и воздействия можно уточнить в одноименном СНиП 2.01.07-85. Там же приведены корректирующие коэффициенты для отдельных регионов. Почти все расчеты необходимо увеличивать на 10% для создания запаса прочности.

После того, как готов проект крыши, встает вопрос о правильности монтажа стропил крыши. Стропильные фермы, в большинстве случаев, представляют собой треугольник. Это самая прочная и экономически выгодная форма. Стропила могут быть выполнены из различных материалов: дерево, металл или железобетон.

Допускается и сочетание различных материалов в одной конструкции.

Соединения стропил

Стропильные фермы можно сделать самостоятельно, в соответствии с проектом, или заказать изготовленные в заводских условиях. Изготовление на заказ не накладывает ограничений по форме, объему и размерам. На заводе может быть сделана как стропильная система целиком, так и отдельные элементы для последующей сборки непосредственно на месте. Крепления стропил промышленного производства обычно выполняют с помощью металлических пластин, предусмотренных производителем. Стропила, изготовленные самостоятельно соединяются схемой паз-шип и укрепляются гвоздями, болтами, скобами и хомутами.

Необходимо учитывать, что деревянные элементы стропильной системы должны иметь влажность не выше 20%. Материал может дать усушку. Крепление стропил крыши гвоздями или скобами допустимо только для сухого материала. Если процент влажности вызывает хоть малейшее сомнение, стоит выбрать крепление болтами. Их можно будет подтянуть со временем, но отверстия для болтов ослабляют прочность стропил.

Требования к конструкции

К конструкции стропильной части крыши предъявляется три основных требования:

• Жесткость;
• Оптимальность веса;
• Качество материалов.

Требование жесткости напрямую относится к местам стыков и креплений всех элементов стропильной системы. Как уже говорилось выше, стропильная система, это система треугольных ферм, устанавливаемых параллельно друг другу. Треугольная форма сама по себе обеспечивает жесткость конструкции, но стропила должны быть надежно закреплены относительно друг друга. Даже малейшая подвижность может привести к плачевным последствиям.

Требование оптимальности веса исполняется на этапах расчетов. Общий вес складывается из всех элементов стропильной системы, гидро- паро- и теплоизоляции, кровельного материала. К примеру, натуральная черепица весит 40-60 кг/м2 , шифер 10-14 кг/м2, битумная черепица 6-8 кг/м2, а металлочерепица 3,5-4,5 кг/м2, Необходимо учитывать, какой вес способны выдержать опорные стены строения, с учетом постоянных и переменных нагрузок, ведь к массе самой кровли добавятся еще воздействия ветра и объем снега.

Качество материалов можно оценить по нескольким параметрам. Сорт древесины должен быть 1-3 сорта, с минимальным количеством сучков. Предпочтение отдается хвойным породам. Допустимая длина доски их хвойных пород древесины – 6,5м, из лиственных – 4,5. Мауэрлат, подушки и прогоны делают из твердых лиственных пород.

Вне зависимости от стоимости и качества материалов, необходимо помнить о гидроизоляции и обработке всех деревянных элементов антисептиками и антипиренами.

Основные части конструкции стропильной системы

Мауэрлат – это основание стропильной системы. Мауэрлат равномерно распределяет нагрузку на наружные стены строения.

Стропильная нога – жестко фиксирует элементы кровли, отвечает за угол наклона ската. От расположения стропильных ног зависит внешний вид крыши.

Прогон – скрепляет стропильные ноги. Коньковый прогон располагается верхним, боковые прогоны – сбоку.

Затяжка – скрепляет стропильные ноги в нижней части и предотвращает их «разъезжание». Стойки и подкосы – обеспечивают стропильной системе дополнительную жесткость.

Лежень – расположен снизу, параллельно коньку и служит основанием и опорой стойкам и подкосам.

Обрешетка – устраивается перпендикулярно стропильным ногам. Выполняется из досок или брусков Она призвана передавать нагрузку с кровельного материала на стропильные ноги и служить основанием для кровельного материала.

Конек крыши – место стыка двух скатов крыши. Вдоль конька набивается сплошная обрешетка для усиления данной части конструкции.

Кобылки – устраиваются для организации свеса.

Свес крыши – это расстояние от стены дома до края кровли, предназначенный для защиты дома от попадания на стены избыточного количества осадков.

Формы крыш и стропильных систем

Форма крыши определяется, в первую очередь, геометрией здания. Различные формы крыш можно комбинировать в случаях сложных в плане строений.

Крыши с уклоном от 2,5 до 10 градусов называют плоскими. Не всякое здание можно перекрывать плоской кровлей. Важны габариты строения и переменные нагрузки, свойственные для региона строительства.

Односкатная кровля имеет самое простое устройство стропильной системы и уклон от 14 до 26 градусов. Такое устройство кровли идеально подходит для пристроев, веранд, небольших сооружений, в которых одна из параллельных стен выше другой.

Крыша с двумя скатами имеет более сложную систему стропил. Подкровельное пространство может быть как нежилым, чердачным, так и мансардным, благоустроенным. Уклон двускатной кровли принимают в диапазоне от 14 до 60 градусов. Стропильные системы двускатной кровли различаются еще и по типу. Бывают висячими и наслонными, в зависимости от габаритов и геометрии здания.

Четырехскатная кровля называется вальмовой или полувальмовой. Уклон такой кровли допускается от 20 до 60 градусов, а длина перекрываемого пролета может быть до 12 метров. Такая конструкция требует внутренних опор. Отсутствие фронтонов значительно экономит материалы, но устройство и монтаж стропильной системы требует больше внимания и средств, чем в случае двускатной крыши.

Ломаные крыши в нижнем ярусе могут иметь уклон до 60 градусов, верхний же ярус обычно более пологий. Чаще всего, ломанную крышу используют для устройства мансарды. Допустимая ширина дома до 10 м.

Стропильные системы тоже могут различаться по форме.

Форма стропильной системы определяется габаритами строения и назначением подкровельного пространства. Подкосы, стойки и сами стропила могут быть использованы в качестве декоративных элементов интерьера или чердака.

Типы стропильных систем

Кроме всего прочего, стропильные системы различаются еще и по типу. Бывают висячими и наслонными. Выбор типа стропильных систем зависит, как и все в кровле, от габаритов перекрываемого строения и положения несущих стен.

Система с висячими стропилами

Систему с висячими стропилами выбирают в том случае, если в здании нет внутренних несущих стен, а длина пролета не превышает 6 метров. В верхней части стропила опираются друг на друга, а снизу опорой выступает мауэрлат. Мауэрлат устанавливают в каменном или кирпичном доме. В случае, когда дом выстроен по каркасной технологии, стропила крепятся к верхней обвязке. В срубах из бревна или бруса – к верхнему венцу. Распор стропил уменьшается за счет затяжки. Балочные затяжки могут служить перекрытием верхнего этажа.

Затяжка располагается в самом низу. Если ее помещают выше, то называют ригелем. В случаях, когда перекрываемый пролет больше 6 метров, систему с висячими стропилами дополняют опорными стойками и раскосами. Для организации свеса используют кобылки. Специалисты рекомендуют наращивать стропила кобылой даже в случае возможности организации свеса за счет собственной длины стропильной ноги. Такое наращивание позволит опереть стропила на мауэрлат всей доступной площадью сечения. А сечение кобылки выбирают меньше сечения стропил.

Наслонные стропильные системы

Основным требованием для организации наслонной стропильной системы является наличие в здании внутренней несущей стены или колонн. Крыша с наслонными стропилами может перекрывать пролеты от 10 до 16 метров. Уклон при этом выбирается исходя из погодных особенностей местности. В верхней части стропила опираются на коньковый прогон, в нижней – на мауэрлат. Параллельно коньковому прогону устраивается лежень, на который опираются стойки. Это позволяет обойтись без затяжек и ригелей. Если стропильная нога не имеет подкоса или опоры, ее длина не должна превышать 4,5 метров. Элементы наслонной стропильной системы должны иметь толщину не менее 5 см.

Вне зависимости от того, какой тип стропильной системы был запроектирован, важно:

• Нельзя добавлять в проект крыши узлы «от себя». Даже если кажется, что так будет надежнее. Смещение нагрузок, самое незначительное на первый взгляд, может привести к перекосу конструкции и возможному обрушению.
• Мауэрлат обязательно выравнивают в горизонтальной плоскости относительно стен дома. Следом, так же строго горизонтально стыкуют его со стропильной ногой. Вертикальные и горизонтальные уровни крайне важны для того, чтобы не допустить перекосов.
• Стропильные ноги, стойки и подкосы располагают строго симметрично.
• Для того, чтобы стропила не загнивали, в чердаках предусматривают продухи, а в мансардах – щели.
• Важным является соблюдение технологии утепления и пароизоляции крыши.
• Места стыков деревянных элементов с каменными стенами обязательно выстилают гидроизоляционными материалами.
• При расчетах стропильной системы важно учитывать местоположение дымоходов. Это может повлиять на ширину шага установки стропил.

Соединительные элементы

Допускается система креплений элементов способом врубки, но следует помнить, что это не самый экономичный способ. Врубка требует довольно большой площади сечения, для того, чтобы конструкция в целом не теряла своей прочности. А это означает, что и вес всей крыши, и стоимость строительных материалов будут значительно выше. В связи с этим, чаще всего узлы крепят нагелями и болтами.

Часто используют крепления с помощью стальных перфорированных накладок. В продаже представлено огромное количество такого крепежа, различного по форме и назначению. Перфорированные накладки имеют специальное покрытие, защищающее их от коррозии. Закрепляют их при помощи гвоздей.

Крыша каркасного дома может иметь от одного до нескольких скатов, и сложные крыши интереснее и дают больше возможностей для планировки мансард. Но для легких каркасных домов считается оптимальной двускатная крыша - и в экономическом аспекте, и с точки зрения возможности выполнения работ своими руками. Для устройства двускатных крыш не потребуется сложных работ по устройству ендов, конек всего одни - это тоже плюс для работ своими руками. Частные строители возводят дома для постоянного проживания и дачные домики на основе стоечно-балочного деревянного каркаса, от фундамента до крыши своими руками. Чердачное балочное перекрытие и конструкции крыши выполняют после обеспечения полной стабильности несущему стеновому каркасу. Балки чердачного перекрытия закрепляют точно по стойкам стенового каркаса. Применяют для балок чердака каркасного дома обычно толстые доски, пропитанные антисептическим и антипиреновым составом. Доски монтируют на торец, с предварительным выполнением запилов на треть ширины. По глубине запил соответствует аналогичным размерам брусьев или досок верхнего обвязочного пояса каркаса.

Устройство каркаса крыши, чердачное перекрытие дома из каркаса

Крепят балки металлическими уголками – одна сторона уголка присоединяется к обвязочной балке, вторая – к чердачной. Крепежные уголки устанавливают с обеих сторон балок. Дальше приступают к установке стропильной системы каркасного дома. для того, чтобы работать на перекрытии, по балкам предварительно делают временные настилы для безопасного перемещения в ходе работ. Сборка элементов стропил в рамы – стропильная пара – предпочтительна внизу с последующим подъемом готового стропильного элемента. Такой способ сборки дает преимущество в скорости и удобстве – стропильную пару потребуется установить с выверкой по вертикали и горизонтали и укрепить на верхнем обвязочном поясе или по балочному перекрытию. Работая в одиночку, невозможно поднимать крупные элементы наверх, даже пользуясь средствами малой механизации, поэтому работы на чердаке и крыше каркасного дома выполняют, как правило, бригадой минимум из двух человек.

Крепления стропильных ног возможно различными методами. Угол наклона крыши диктует метод крепежа и применение крепежных элементов, которых существует множество, как для жесткого крепления, так и с возможностью небольшой свободы – в случаях, когда возможна усадка строения. Основной метод крепления стропил каркасного дома – это установка досок на верхние обвязки с предварительным срезом концов стропильных ног под определенными углами, крепеж делают на специальных уголках.

Варианты крепежа стропильных ног посредством вырезки пазов и дальнейшем монтаже и закрепления на обвязочном брусе так же применяются. Возможно также крепление стропил на выступы балок перекрытия – по обеим сторонам крыши.

Способ крепежа, когда стропильные ноги прикручиваются к балкам перекрытия, требует точной подгонки-срезки стропильных досок под углом, при этом должен быть заранее предусмотрен выход балок за контур стены на 30 - 50 см.

Крепление стропильных ног в уровне конька выполняют на болтах и широких шайбах, посредством металлических или деревянных накладных элементов. Совсем простой способ скрепить между собой стропила по коньку – это прикручивание досок стропил к общему коньковому элементу, применяется данный способ для небольших хозпостроек, крыш дачных домиков.

У стропильной системы возможна только одна затяжка, которая придает общую жесткость всему каркасу крыши. Если крышный скат имеет большой размер, то дополнительно устанавливаются стоечные боковые элементы, подкосные и срединные детали – для обеспечения крыше надежности и прочности. Выбор элементов крыши делают в зависимости от толщин и размеров всех деталей каркасной системы, которая в свою очередь зависит от материла и массы кровельного покрытия, а также ветровых и снеговых нагрузок по району местности. Перед тем, как приступать к кровельному настилу, в некоторых случаях обшивают фанерными листами или вагонкой фронтоны крыши, но эту часть работы можно выполнить и после настилки кровельного материала.

Кровля каркасного дома

Стропильную систему надежно закрывают ветровлагозащитной мембраной, которую укладывают по перпендикуляру к осям стропильных ног. Начинают монтаж мембраны снизу – от карнизов. Пленки мембран укладывают с нахлестом не менее 150 мм, соединяют полосы водостойким строительным скотчем. Кровля каркасного дома обычно выполняется вентилируемой, с пароизоляционным слоем защитными мембранами. Пленочные мембранеы пристреливают к доскам стропильных ног степлерными скобами, затем поверх пленки на стропилах крепят контррейку размером 30*50 мм для обеспечения вентиляционного зазора между мембраной и кровельным покрытием.

Следующим этапом выполняют обрешетку, по которой будет монтироваться кровельное покрытие. Виды обрешетки применяются для каркасных домов различные: сплошные из фанерных листов или ОСП, доски с плотной подгонкой - это случай выбора мягких кровельных материалов, требующих ровной и плотной сплошной основы. Если кровельное покрытие выбрано листовое или штучное, то обрешетку выполняют разреженную, из брусков сечением 50*50 мм, с расчетным шагом в зависимости от вида, габаритов кровельных покрытий и нагрузки от них.

Кровельные покрытия монтируют завершающим этапом, начиная установку рядами всегда по одной стороне крышного ската, снизу от уровня карниза. Листы кровельных покрытий укладывают с нахлестом в одну-две волны в вертикальном положении и с нахлестом не менее 20-25 см в горизонтальном направлении укладки. Точный размер нахлеста зависит от угла наклона крышного ската.

Одни из современных материалов, все более популярные для кровель каркасных домов – это новые виды кровельного профнастила и металлочерепица. Небольшая масса, долговечность и надежность обеспечивают эксплуатацию здания без ремонтов, несложно монтируются и не дают значительных нагрузок на каркас дома. один из самых красивых и востребованных кровельных материалов – гибкая черепица – несмотря на сравнительно высокие цены, также вызывает интерес и имеет некоторые преимущества для устройства кровель каркасных домов.

Стропила и обрешетка – каркас крыши, который несет на себе всю тяжесть кровельного пирога, термоизоляции, снеговую нагрузку, поэтому они должны обладать высокой несущей способностью, прочностью. Идея использовать металлические стропила, чтобы конструкция кровли получилась более жесткой, не нова, но ранее она применялась в основном для перекрытия промышленных или хозяйственных сооружений. Сейчас стропильный каркас и обрешетка из металлопрофиля считаются реальной альтернативой деревянным элементам крыши, если длина ската превышает 10 метров.

Конструкция стропильного каркаса крыши состоит из множества взаимосвязанных элементов, которые образуют фермы. Шаг, величину сечения между стропилами и другими опорами определяет расчет нагрузок, которым они подвергаются в процессе эксплуатации. Кровельный каркас выполняет следующие функции:

1. Распределение нагрузки. Взаимосвязанные узлы, усиленные уголками, равномерно распределяют вес кровли, который может достигать с учетом снеговой нагрузки до 500-600 кг. Чем больше сечение стропил и меньше шаг между ними, тем большую несущую способность имеет конструкция.
2. Придание уклона и формы. Стропила, расположенные под углом к основанию крыши, формируют наклонную плоскость скатов, благодаря чему на поверхности кровли не скапливается снег и вода.
3. Формирование основания для фиксации кровельного материала. Крепление финишного покрытия кровельного пирога происходит к каркасу кровли. Обрешетка выступает как основа для фиксации покрытия, распределяющая его вес равномерно по стропильным балкам.

Обратите внимание! Какими должны быть все узлы, стропила и обрешетка кровельной конструкции определяет инженерный расчет. Чтобы определить необходимую несущую способность каркаса, необходимо вычислить суммарную нагрузку, которой он будет подвергаться. Для этого складывают вес кровельного материала, утеплителя, гидроизоляции, максимальную снеговую нагрузку с весом стропильной системы.

Виды стропильных систем

Наиболее распространённым материалом, из которого изготавливается обрешетка и стропила каркаса кровли, считается древесина. Однако, если вес кровельного материала достаточно велик, а длина ската больше 6 метров, то конструкция получается слишком массивной. Строителям приходится уменьшать шаг между стропильными ногами, увеличивать их сечение, из-за чего узлы кровли приобретают большой вес, увеличивая нагрузку на фундамент. Разгрузить несущие стены и основание постройки можно, используя более прочные, но легкие металлические стропила. По типу использованного материала выделяют следующие типы стропильных систем:

• Деревянные. Стропила и обрешетка из дерева применяются для возведения крыш, длина ската которых не превышает 7-10 метров. Крепление элементов каркаса между собой происходит с помощью саморезов, гвоздей или подвижных металлических элементов. Шаг между ногами обычно бывает в пределах 50-80 см.
• Металлические. Металлические кровельные каркасы изготавливают из стального металлопрофиля с цинковым покрытием, который не боится влаги. Стропила и обрешетка из этого материала легкие, прочные, поэтому шаг между ними можно увеличить до 1,5-2 метра. Крепление металлопрофиля выполняют при помощи сварки или крепежных элементов. Металлические узлы крыши применяют при длине ската от 10 метров.
• Комбинированные. Стропильный каркас, сочетающий металлические и деревянные узлы, называют комбинированным. Сочетание опорных элементов из дерева и оцинкованной стали позволяет сделать более дешевую конструкцию, обладающую высокой несущей способностью, увеличив шаг между стропилами.

Учтите, что металлические и деревянные элементы каркаса нельзя соединять между собой без прокладки из гидроизоляционного материала или обработки антисептическим препаратом. Так как металл обладает высокой теплопроводностью, его соседство с деревом приводит к образованию конденсата и загниванию стропил.

Методы крепления

Металлические стропила собирают в фермы треугольной, трапециевидной или арочной формы. К балкам рамы прикрепляют внутренние ребра жесткости, которые образуют уголки, значительно увеличивающие несущую способность каркаса. Такая система позволяет сделать шаг между стропилами больше, сделав расчет на опорные возможности каждой фермы. Крепление металлических элементов каркаса крыши выполняют одним из следующих методов:

1. Крепление с помощью сварки. Если сварить детали стропильной системы с помощью сварочного аппарата, можно получить жесткую конструкцию, обладающую высокой прочностью и несущей способностью. Если правильно выполнить расчет кровли, можно облегчить каркас и снизить нагрузку на фундамент сооружения. Недостаток этого метода в том, что выполнить сварку может только профессионал с помощью специального оборудования.
2. Крепление с помощью болтов. Фиксация стропил с помощью крепежных элементов позволяет выполнить менее жесткое крепление. Этот способ сборки стропильного каркаса на основе металлопрофиля используется в частном домостроении, где длина скатов не превышает 10 метров. Отказ от сварки позволяет ускорить монтаж крыши.

Опытные мастера делают расчет на то, что и стропила могут выдержать больший вес, чем деревянные, поэтому можно увеличить шаг между ними и уменьшить толщину сечения элементов. Более того, в строительных магазинах продаются готовые стропильные фермы, крепление которых выполнялось методом сварки, пригодные для перекрытия построек стандартной ширины.

Преимущества

Металлический стропильный каркас используют для возведения крыш любой формы, любой скатности с уклоном от 1-2 градусов. В качестве материала, из которого изготавливаются стропила и обрешетка, используются стальные уголки, трубы круглого и прямоугольного сечения, тавры. Чтобы правильно подобрать толщину элементов каркаса и выбрать шаг между ними, выполняют расчет конструкции крыши, учитывающий постоянные и временные нагрузки, которые передаются стропильным балкам в процессе эксплуатации. Достоинствами стропильной системы из этого материала считают:

• Пожарная безопасность. В отличии от деревянных, металлическим балкам каркаса не страны возгорания, что повышает пожаробезопасность здания.
• Простота обслуживания. Цинковое гальваническое покрытие, которым покрывают стальные уголки, защищает каркас крыши от коррозии в течении всего срока службы. Им, в отличии от деревянных, не требуется ежегодная обработка антисептиком.
• Безотходность. Хотя металлические конструкции обходятся достаточно дорого, оно считается экономически выгодным, так как крепление выполняется сварным методом, а отходов практически не остается.
• Долгий срок службы. Если правильно выполнить расчет нагрузок, то кровельный каркас из металла прослужит более 100 лет, что превышает срок эксплуатации даже самых устойчивых кровельных покрытий.

Профессиональные кровельщики считают, что целесообразно использовать сварные металлоконструкции для изготовления стропильного каркаса крыши при длине ската от 10-12 метров. При этом главная задача – правильно выполнить расчет нагрузок, а затем определить шаг между ногами в соответствии с климатическими характеристиками и свойствами кровельного материала.

Недостатки

Несмотря на очевидные достоинства, металлические стропильные системы – не самое популярное конструктивное решение в частном домостроении. Даже большой шаг между стропилами и разреженная обрешетка при высокой стоимости метала не могут сделать конструкцию дешевле деревянной. Недостатками металлических стропил считают:

1. Высокая теплопроводность. Металл обладает высоким коэффициентом теплопроводности, поэтому стропила и образуют мостики холодна. С точки зрения энергоэффектвности, каркас из металлопрофиля – не лучшее решение.
2. Проблематичность транспортировки и монтажа. Выбирая металлическую стропильную систему, принимайте в расчет, что перевозить, поднимать на высоту и осуществлять крепление длинных и тяжелых элементов сложнее, чем стропила пиломатериалов стандартной длины.
3. Сложность монтажа. Для подъема на высоту и фиксации ферм используется специальная техника, аренда или покупка которой обходится дорого.
4. Деформация под действием высокой температуры. Хотя металл считают негорючим материалов, во время пожара он сильно деформируется, что обычно приводит к обрушению кровли.

Чтобы определить имеет ли смысл использовать более дорогие стропильные элементы из металлопрофиля, нужно выполнить расчет каркаса крыши. Если длина ската превышает 10 метров, а нагрузка более 450-600 кг, то монтаж металлического каркаса экономически целесообразен.

Видео-инструкция

Стропила выполняют ряд значимых кровельных функций. Они задают конфигурацию будущей крыши, воспринимают атмосферные нагрузки, удерживают материал. В числе стропильных обязанностей формирование ровных плоскостей для укладки покрытия и обеспечение пространства под компоненты кровельного пирога.

Для того чтобы столь ценная часть крыши безупречно справлялась с перечисленными задачами, нужны сведения о правилах и принципах ее устройства. Информация полезна и тем, кем сооружается стропильная система двухскатной крыши своими руками, и тем, кто решит прибегнуть к услугам наемной бригады строителей.

В устройстве стропильного каркаса для скатных крыш используют деревянные и металлические балки. Исходным материалом для первого варианта служит доска, бревно, брус.

Второй сооружают из металлопроката: швеллера, профильной трубы, двутавра, уголка. Есть комбинированные конструкции со стальными наиболее нагружаемыми деталями и элементами из древесины на менее ответственных участках.

Кроме «железной» прочности у металла имеется масса недостатков. К ним относятся теплотехнические качества, неудовлетворяющие владельцев жилых строений. Разочаровывает необходимость в применении сварных соединений. Чаще всего стальными стропилами оборудуют индустриальные строения, реже частные бытовки, собранные из металлических модулей.

В деле самостоятельного сооружения стропильных конструкций для частных домов в приоритете древесина. С ней работать несложно, она легче, «теплей», привлекательней по экологическим критериям. К тому же для выполнения узловых соединений не потребуется сварочный аппарат и навыки сварщика.

Стропила – основополагающий элемент

Основной «игрок» каркаса для сооружения крыши – стропило, в среде кровельщиков называемое стропильной ногой. Лежни, раскосы, бабки, прогоны, затяжки, даже мауэрлат могут использоваться или не использоваться в зависимости от архитектурной сложности и габаритов крыши.

Стропила, применяемые в строительстве каркаса двухскатных крыш, по техническим признакам и способу укладки подразделяются на:

• Наслонные стропильные ноги, обе пятки которых имеют под собой надежные конструктивные опоры. Нижний край наслонного стропила упирается в мауэрлат или в потолочный венец сруба. Опорой для верхнего края может служить зеркальный аналог смежной стропилины или прогон, представляющий собой горизонтально проложенную под коньком балку. В первом случае стропильная система называется распорной, во втором безраспорной.
• Висячие стропила, верх которых упирается друг в дружку, а низ базируется на дополнительной балке – затяжке. Последняя соединяет две нижние пятки смежных стропильных ног, в результате получается треугольный модуль, именуемый стропильной фермой. Затяжка гасит процессы растяжения, благодаря чему на стены действует только вертикально направленная нагрузка. Конструкция с висячими стропилами хоть и является распорной, но сам распор на стены не передает.

В соответствии с технологической спецификой стропильных ног сооружаемые из них конструкции делятся на наслонные и висячие. Для устойчивости конструкции оснащают подкосами и дополнительными стойками.

Для устройства опор верха наслонных стропилин монтируют лежни и прогоны. В реальности стропильная конструкция намного сложнее, чем описанные элементарные шаблоны.

Отметим, что формирование каркаса двухскатной крыши может вообще производится без стропильной конструкции. В таких ситуациях предполагаемые плоскости скатов образуются слегами – балками, уложенными прямо на несущие фронтоны.

Однако интересует нас сейчас конкретно устройство стропильной системы двухскатной кровли, а в нем задействованы могут быть как висячие или наслонные стропила, так и комбинация обоих типов.

Тонкости крепления стропильных ног

Крепление стропильной системы к кирпичным, пенобетонным, газобетонным стенам производится через мауэрлат, который в свою очередь фиксируется анкерами.

Между мауэрлатом, представляющим собой деревянную раму, и стенами из указанных материалов в обязательном порядке прокладывается гидроизоляционная прослойка из рубероида, гидроизола и т.д.

Верх кирпичных стен иногда специально выкладывают так, чтобы по внешнему периметру получилось нечто вроде невысокого парапета. Так надо, чтобы размещенный внутри парапета мауэрлат и стены не распирали стропильные ноги.

Стропила каркаса крыш деревянных домов опираются на верхний венец либо на потолочные балки. Соединение во всех случаях выполняется врубками и дублируется гвоздями, болтами, металлическими или деревянными пластинами.

Как обойтись без зубодробительных расчетов?

Крайне желательно, чтобы сечение и линейные размеры деревянных балок определялись проектом. Проектировщик даст четкие расчетные обоснования геометрическим параметрам доски или бруса с учетом всего спектра нагрузок и погодных условий. Если в распоряжении домашнего мастера проектной разработки нет, путь его лежит на стройплощадку дома с подобной кровельной конструкцией.

На этажность возводимого здания внимание можно не обращать. Проще и правильнее выяснить требующиеся размеры у прораба, чем узнавать их у владельцев шаткого самостроя. Ведь в руках прораба документация с четким расчетом нагрузок на 1м² крыши в конкретном регионе.

Шаг установки стропилин определяет тип и вес кровельного покрытия. Чем оно тяжелее, тем меньше должно быть расстояние между стропильными ногами. Для укладки глиняной черепицы, например, оптимальным расстоянием между стропилами будет 0,6-0,7м, а для и профлиста допустимо 1,5-2,0 м.

Однако даже при превышении шага, требующегося для правильно монтажа кровли, имеется выход. Это устройство усиливающей контробрешетки. Правда она увеличит и вес крыши, и бюджет строительства. Поэтому с шагом стропил разобраться лучше до сооружения стропильной системы.

Народные умельцы вычисляют шаг стропилин согласно конструктивным особенностям постройки, банально разделив длину ската на равные расстояния. Для утепленных крыш шаг между стропилинами подбирают, исходя из ширины плит теплоизоляции.

У нас на сайте вы можете найти , который возможно вам также очень поможет при строительстве.

Стропильные конструкции наслонного типа

Стропильные конструкции наслонного типа значительно проще в исполнении, чем их висячие собратья. Обоснованный плюс наслонной схемы заключается в обеспечении полноценного проветривания, которое напрямую связано с долгосрочностью службы.

Отличительные конструктивные особенности:

• Обязательное наличие опоры под коньковой пяткой стропильной ноги. Роль опоры может играть прогон – деревянная балка, опирающаяся на стойки или на внутреннюю стену строения, или верхний торец смежной стропилины.
• Использование мауэрлата для возведения стропильной конструкции по стенам из кирпича или искусственного камня.
• Применение дополнительных прогонов и стоек там, где стропильным ногам по причине крупного габарита крыши требуется дополнительные точки опоры.

Минус схемы заключается в наличии конструктивных элементов, влияющих на планировку внутреннего пространства эксплуатируемого чердака.

Если чердак холодный и в нем не предполагается организация полезных помещений, то наслонной конструкции стропильной системы для устройства двухскатной крыши стоит отдать предпочтение.

Типовая последовательность работ по сооружению наслонной стропильной конструкции:

• Первым делом промеряем высоты постройки, диагонали и горизонтальность верхнего среза остова. При выявлении вертикальных отклонений кирпичных и бетонных стен, устраняем их цементно-песчаной стяжкой. Превышение высот сруба стесываем. Путем подкладывания щепы под мауэрлат с вертикальными огрехами можно бороться, если величина их незначительна.
• Поверхность перекрытия под укладку лежня необходимо тоже выровнять. Он, мауэрлат и прогон должны быть четко горизонтальны, но расположение перечисленных элементов в одной плоскости не обязательно.
• Обрабатываем все деревянные детали конструкции перед установкой антипиренами и антисептическими препаратами.
• По бетонным и кирпичным стенам прокладываем гидроизоляцию под установку мауэрлата.
• Укладываем брус мауэрлата на стены, вымеряем его диагонали. Если понадобится, слегка передвигаем брусья и поворачиваем углы, стремясь добиться идеальной геометрии. Выравниваем раму по горизонтали при необходимости.
• Монтируем мауэрлатную раму. Сращивание брусьев в единую раму производится посредством косых врубок, места соединений дублируются болтами.
• Фиксируем положение мауэрлата. Крепеж производится либо скобами к загодя заложенным в стену деревянным пробкам, либо анкерными болтами.
• Размечаем положение лежня. Его ось должна отступать от брусьев мауэрлата на равные расстояния с каждой стороны. Если прогон будет опираться только на стойки без лежня, процедуру разметки проводим только для этих столбиков.
• Устанавливаем лежень на двухслойную гидроизоляцию. К основанию его крепим анкерными болтами, с внутренней стеной соединяем проволочными скрутками или скобами.
• Размечаем точки установки стропильных ног.
• Выпиливаем стойки по единым размерам, т.к. лежень у нас выставлен в горизонт. Высота стоек должна учитывать размеры сечения прогона и лежня.
• Устанавливаем стойки. Если предусмотрено проектом, раскрепляем их распорками.
• Укладываем на стойки прогон. Снова проверяем геометрию, затем устанавливаем скобы, металлические накладки, деревянные крепежные пластины.
• Устанавливаем пробную стропильную доску, размечаем на ней места подрезки. Если мауэрлат выставлен строго в горизонт, нет необходимости в подгонке стропилин на крыше по факту. Первая доска может использоваться в качестве шаблона для изготовления остальных.
• Размечаем точки установки стропилин. Народные мастера для разметки обычно заготавливают пару реек, длина которых равна просвету между стропилинами.
• По разметке устанавливаем стропильные ноги и крепим их сначала внизу к мауэрлату, затем вверху к прогону друг к другу. К мауэрлату проволочной связкой прикручивается каждая вторая стропилина. В деревянных домах стропилины прикручивают ко второму от верхнего ряда венцу.

Если подстропильная система сделана безупречно, наслонные доски монтируются в произвольном порядке.

Если уверенности в идеальном сооружении нет, то сначала устанавливаются крайние пары стропилин. Между ними натягивается контрольная бечевка или леска, согласно которой подгоняется положение вновь устанавливаемых стропил.

Завершается монтаж стропильной конструкции установкой кобылок, если длина стропильных ног не позволяет сформировать свес требующейся длины. К слову, для деревянных построек свес должен «выходить» за контур здания на 50см. Если запланирована организация козырька, под него устанавливаются отдельные мини-стропила.

Еще одно полезное видео о строительстве двухскатной стропильной основы своими руками:

Висячие стропильные системы

Висячая разновидность стропильных систем представляет собой треугольник. Две верхние стороны треугольника сложены парой стропилин, а основанием служит соединяющая нижние пятки затяжка.

Применение затяжки позволяет нейтрализовать действие распора, потому на стены с висячими стропильными конструкциями действует только вес обрешетки, кровли плюс в зависимости от сезона вес осадков.

Специфика висячих стропильных систем

Характерные черты стропильных конструкций висячего типа:

• Обязательное наличие затяжки, выполненной чаще всего из древесины, реже из металла.
• Возможность отказаться от использования мауэрлата. Раму из бруса с успехом заменит уложенная на двуслойную гидроизоляцию доска.
• Установка на стены готовых замкнутых треугольников – стропильных ферм.

К достоинствам висячей схемы относят свободное от стоек пространство под кровлей, позволяющее организовать мансарду без столбов и перегородок. Есть недостатки.

Первый из них – ограничения по крутизне скатов: угол их уклона может быть минимум 1/6 пролета треугольной фермы, настоятельно рекомендованы более крутые крыши. Второй минус заключается в необходимости доскональных расчетов для грамотного устройства карнизных узлов.

Кроме всего прочего, угол стропильной фермы устанавливать придется с ювелирной точностью, т.к. оси соединяемых компонентов висячей стропильной системы должны пересекаться в точке, проекция которой обязана попадать на центральную ось мауэрлата или заменяющей его подкладочной доски.

Тонкости большепролетных висячих систем

Затяжка – самый длинный элемент висячей стропильной конструкции. Со временем она, как свойственно всем пиломатериалам, деформируется и провисает под действием собственной массы.

Владельцев домов с пролетами 3-5м указанное обстоятельство не слишком беспокоит, а вот хозяевам зданий с пролетами 6 и более метров стоит задуматься об установке дополнительных деталей, исключающих геометрические изменения затяжки.

Чтобы предотвратить провисание в схеме монтажа стропильной системы для большепролетной двухскатной крыши имеется весьма значимый компонент. Это подвеска, называемая бабкой.

Чаще всего она представляет собой брусок, прикрепленный деревянными прибоинами к вершине стропильной фермы. Не следует путать бабку со стойками, т.к. ее нижняя часть вообще не должна соприкасаться с затяжкой. И установка стоек в качестве опор в висячих системах не применяется.

Суть заключается в том, что бабка как бы висит на коньковом узле, а уже к ней присоединяется затяжка с помощью болтов или прибитых деревянных накладок. Чтобы корректировать провисающую затяжку используются хомуты резьбового или цангового типа.

Регулировку положения затяжки можно устроить в зоне конькового узла, а бабку с ней соединить жестко врубкой. Вместо бруска на нежилых чердаках для изготовления описанного стягивающего элемента может быть использована арматура. Бабку или подвес рекомендуется устроить еще и там, где затяжка собирается из двух брусьев, для поддержки участка соединения.

В усовершенствованной висячей системе подобного типа бабку дополняют подкосные балки. Силы напряжения в образовавшемся ромбе гасятся самопроизвольно благодаря грамотной расстановке действующих на систему векторных нагрузок.

В результате стропильная система радует стабильностью при незначительной и не слишком дорогой модернизации.

Висячий тип для мансард

С целью увеличения полезного пространства затяжка стропильных треугольников для мансарды переносится ближе к коньку. У вполне резонного перемещения есть дополнительные плюсы: оно позволяет использовать затяжки в качестве основы для подшивки потолка.

Присоединяется к стропилам она путем врубки полусковороднем с дублированием болтом. От провисания ее оберегают посредством установки короткой бабки.

Ощутимый недостаток мансардной висячей конструкции заключается в необходимости точных расчетов. Самостоятельно рассчитать ее слишком сложно, лучше воспользоваться готовым проектом.

Какая конструкция более экономически выгодна?

Стоимость – немаловажный аргумент для самостоятельного строителя. Естественно, цена сооружения у обоих типов стропильных систем не может быть одинаковой, потому что:

• В строительстве наслонной конструкции для изготовления стропильных ног используется доска или брус небольшого сечения. Т.к. наслонные стропилины имеют под собой две надежные опоры, требования к их мощности ниже, чем в висячем варианте.
• В строительстве висячей конструкции стропила выполняют из толстого бруса. Для изготовления затяжки требуется аналогичный в сечении материал. Даже с учетом отказа от мауэрлата расход будет ощутимо больше.

Сэкономить на сортности материала не получится. Для несущих элементов обоих систем: стропилин, прогонов, лежней, мауэрлата, бабок, стоек нужен пиломатериал 2го сорта.

Для ригелей и затяжек, работающих на растяжение, потребуется 1ий сорт. В изготовлении менее ответственных деревянных накладок может применяться 3ий сорт. Без подсчета можно сказать, что в сооружении висячих систем дорогой материал используется в большем объеме.

Висячие фермы собирают на открытой площадке рядом с объектом, затем транспортируют в собранном виде наверх. Для подъема увесистых треугольных арок из бруса потребуется техника, за аренду которой придется платить. Да и проект для сложных узлов висячего варианта тоже чего-то стоит.

Видео-инструктаж по устройству стропильной конструкции висячей категории:

Методов сооружения стропильных систем для крыш с двумя скатами на самом деле гораздо больше.

Мы описали лишь базовые разновидности, которые в реальности применимы для небольших дачных домиков и построек без архитектурных затей. Однако представленной информации достаточно, чтобы справиться со строительством простой стропильной конструкции.