Как сделать каркас для крыши. Сборка крыши каркасная технология. Основные части конструкции стропильной системы

К несущим частям всегда предъявляют высокие требования. Основными несущими элементами являются стены, фундамент и крыша.

Каркас крыши играет очень важную роль. Ведь именно от него зависит насколько долго простоит крыша.

Строительство стропильной системы очень часто вызывает трудности у начинающих мастеров. Эта статья поможет сделать каркас крыши своими руками.

Существует несколько видов стропильной системы. Выбор того или иного вида зависит назначения здания, характера покрытия и типа крыши.

Каркас крыши может быть:

Металлическим. Такую стропильную систему, как правило, конструируют при промышленном строительстве. Связано это, в первую очередь, с большими затратами. Также строительство металлического каркаса подразумевает большие площади и объемы;
Деревянным. Каркас этого вида применяют при строительстве жилых зданий со скатной крышей. Является наиболее распространенным видом;
Из железобетонных плит. Выполняют функцию несущей основы при строительстве плоской кровли.

Перед тем, как приступить к конструированию каркаса крыши своими руками, нужно определиться с типом стропильной системы. Выполнять роль опоры – главное назначение любой стропильной системы.

Стропильные ноги или стропила – это деревянные брусья, имеющие сечение 150×50 миллиметров. Сверху на них крепят обрешетку, а затем – кровельный материал.

Существует две разновидности каркасов крыш: наслонные и висячие. Они отличаются друг от друга способом соединения стропил. Оба этих вида используют при строительстве частных домов. Различаются они тем, что в висячей стропильной системе используют мауэрлат – продольный брус с сечением 100X100 мм.

Верхняя часть должна опираться на центральную несущую стену, а не соединяться друг с другом.

Конструктивные и планировочные характеристики возводимого здания играют важную роль при выборе типа стропильной системы.

Наслонную стропильную систему желательно использовать если расстояние между опорными стенами слишком большое. В таком случае возводят “промежуточную” стену в центре здания, которая выполняет функцию дополнительной опоры. В результате стропила не будут провисать.

В противном случае обычно используют висячую стропильную систему. Но если каркас крыши изготавливается из металла, то дополнительные стены не нужны.

Особенности монтажа

При проектировании стропильной системы следует учитывать следующие моменты:

Если в проживаемой местности влажный климат, то лучше выбрать кровельный материал, обладающий наилучшей водонепроницаемостью;
Необходимо обеспечить вентиляцию чердачного помещения. Если этого не сделать, то через некоторое время несущие элементы конструкции выйдут из строя;
Конструкция должна выдерживать не только собственный вес крыши с ее элементами. Она должна выстоять под слоем снега, опавшей листвы, а также выдержать давление, создаваемое ветром;

Необходимые материалы и инструменты

При конструировании каркаса крыши своими руками понадобится:

Молоток;
Дрель;
Рубанок;
Уровень;
Пила;
Саморезы по дереву;
Рулетка;
Перчатки;
Кронштейны;
Антипирены;
Скобы;
Антисептики для древесины;
Брус с сечением 150×50 мм (для стропил);
Шпильки 8 мм и 10 мм (для стропил);
Брус с сечением 100×100 мм (для мауэрлата);
Крепежные шпильки (для мауэрлата);
Рейки с сечением 40×40 мм (для обрешетки).

Деревянные элементы конструкции нужно обработать антисептиком и антипиреном. Это продлит срок службы конструкции, а также сведет риск ее возгорания к минимуму.

Каркас кровли с двумя скатами

Начинать монтаж каркаса нужно после того, как:

подготовлены все инструменты;
закуплены необходимые материалы;
обработаны деревянные элементы антисептиками и антипиренами.

Укладка мауэрлата является начальным этапом строительства каркаса двускатной кровли. распределяет и передает нагрузку от стропил к несущим стенам.

Важно отметить, что древесина может вытянуть влагу из бетонного основания, после чего оно рассыплется. Для того чтобы избежать это, необходимо постелить под брусья рубероид в несколько слоев.

Устройство стропильной системы

Монтаж стропильной системы включает в себя следующие этапы:

Определяем расстояние между стропильными ногами. Оно, как правило, составляет 80 – 90 сантиметров. Это расстояние соответствует размерам обрешеточного бруса;
Делаем отверстия в мауэрлате для закрепления стропил;
Строительство каркаса крыши обычно начинают с фронтона здания. Необходимо установить торцевые стропила с обоих краев крыши. После этого между их коньками натягиваем шнур. Этот шнур поможет ровно выставить промежуточные элементы;
Фиксируем все стропильные ноги на мауэрлате с помощью стальных скоб и кронштейнов. Выступ стропил за периметр здания должен быть примерно 40 сантиметров.
Для фиксации нижней части стропил необходимо воспользоваться обвязкой, которая опирается на мауэрлат. Если же стропило имеет недостаточную длину, то его нужно нарастить. Для этого следует наложить на стропило другой брус с нахлестом не менее 100 сантиметров. Столь большой нахлест нужен для того, чтобы крыша не утратила своей жесткости;
Необходимо установить дополнительные затяжки между стропильными ногами, если каркас крыши имеет шестиметровый пролет. Их крепят между опорными стропилами;
После того, как была выполнена установка всех стропил приступаем к фиксации стропил в строго вертикальном положении. Для этих целей используют коньковый брус. Его крепят в верхней части каркаса крыши;
При использовании мягких кровельных материалов нужно делать сплошную обрешетку. Для этого используют влагостойкую фанеру либо ОСБ – плиты. Если кровля будет изготовлена из металлочерепицы, шифера, профнастила, то обрешетку следует делать прореженную. Для повышения прочности крыши независимо от используемого кровельного материала возле коньковой части изготавливают сплошную обрешетку.

Особенности строительства каркаса крыши

Но расслабляться на этом шаге недопустимо. Мелкие просчеты приведут к необходимости преждевременного ремонта, а если сделать серьезную ошибку, может разрушиться все здание. Узнайте, какие материалы подходят для выбранного проекта, продумайте тип кровли, решите, нужно ли в строении чердачное помещение и будет ли оно эксплуатироваться. Изучите краткую инструкцию по монтажу, чтобы сделать все самому или проконтролировать работу мастеров.

Подготовительные работы

Крышу каркасного дома с плоской кровлей можно построить своими руками, но за более сложные проекты в одиночку лучше не браться. Еще на этапе проектирования дома важно продумать:

Форму крыши.
Уклоны, которые потребуется выполнить для скатов.
Кровельный материал.
Устройство стропильной системы .
Расстояние между стропилами и их сечением.
Шаг обрешетки.
Материалы для утепления, пароизоляции, гидроизоляции.

Виды крыш по форме

По форме крыша каркасного дома бывает:

Плоская односкатная – самая дешевая и простая в монтаже.
Двускатная – подходит для одноэтажных и двухэтажных домов с небольшой площадью и прямоугольных зданий.
Ломаная – идеальная для проектов с мансардой.
Четырехскатная – используется для строений любого типа, устойчива к ветряным нагрузкам.
Многощипцовая – сложная конструкция, состоящая из нескольких скатов. Подходит для проектов многоуровневых домов.
Шпилеобразная – оригинальная, идеальная для снежных регионов, но требует сложных расчетов.

Выбирая форму крыши, учитывают:

Площадь, этажность, общий проект и дизайн дома.
Выбранный кровельный материал.
Климатические условия региона (ветер, снег).
Бюджет.

Следует отметить, что самым безопасным признается уклон скатов, составляющий от 30 до 45 градусов .

Основные критерии выбора материала

Для крыши каркасного дома можно выбирать различные кровельные материалы, но предпочтение нужно отдавать более легким. Это правило особенно важно, если фундамент не рассчитан на большие нагрузки.

битумную черепицу;
полимерпесчаную черепицу;
профнастил;
шифер;
металлическую черепицу;
цементно-песчаную черепицу.

Для тяжелых кровельных материалов следует делать обрешетку более частой. Дополнительно нужно использовать слой гидроизоляционного материала. Необходимо следить за шагом крепления основного материала кровли. Если сделать его чаще, то вероятность протекания крыши удастся свести к минимуму.

При монтаже кровельных материалов важно придерживаться следующих углов наклона :

Минимум 10 градусов для профнастила.
От 12 и 60 градусами для шифера.
Для еврошифера нижний показатель составляет 6 градусов.
Для керамической плитки – от 18 до 60 градусов. Такого же показателя следует придерживаться при закреплении полимерпесчаной черепицы.
Для битумной черепицы – более 12 градусов.
Металлочерепица требует монтажа под углом свыше 15 градусов.

Особенности монтажа кровли

Проще всего своими руками сделать односкатную кровлю, другие варианты потребуют знаний и опыта.

Строительство крыши включает этапы:

Монтаж стропильной системы.
Установка материала для утепления, пароизоляции и гидроизоляции.
Обрешетка и контробрешетка.
Монтаж кровельного материала.

Стропильная система крыши каркасного дома должна быть грамотно рассчитана. Для этого анализу подвергается сечение, шаг и непосредственно сама длина. Строители отмечают, что в первую очередь прочность конструкции зависит от следующих параметров:

Сечение можно подобрать по специальным строительным таблицам или выполнить все расчеты своими руками.

Монтаж стропильной системы

Крыша каркасного дома прослужит долго в том случае, если правильно и прочно зафиксировать потолочные балки. Для этого рекомендуется использовать брус с сечением 50 на 150 (200) мм.

На первом этапе потребуется создать особый шаблон стропильных ног. Для этого все манипуляции следует совершать по схеме:

Взять две доски и расположить их по отношению друг к другу под прямым углом. Для прочной фиксации допускается использовать обычные гвозди.
Полученный элемент дополнительно закрепить на одном крае мауэрлата.
Посредством перемещения досок выставить угол, который в дальнейшем будет использоваться в качестве ската.
От края стены отступить не менее 40 сантиметров . Полученное пространство будет использоваться для водяного стока.
После получения необходимого угла надежно зафиксировать балку. Строители советуют отмечать линию среза простым карандашом.

После приготовления нескольких шаблонов потребуется соединить между собой две пары стропил. Закрепление производится по обе стороны. При необходимости в дальнейшем могут быть также отдельно наращены ноги.

Для состыковки вполне подойдут обычные толстые болты. Такой вариант в несколько раз безопаснее, особенно если провести сравнение с креплением гвоздями. Между двумя соседними ногами дополнительно потребуется установить поперечный вариант крепления.

Односкатный каркасный дом будет защищен от непогоды в том случае, если все элементы кровли правильно установить. Для этого между боковыми стропилами натягивают веревку. Она будет служить маяком и ориентиром, по которому проверяется уровень. Закрепление дальнейших элементов производится на расстоянии 60 или 80 сантиментов . Такой шаг рекомендуется соблюдать постоянно.

Предварительно делаются расчеты, необходимые для определения количества стропил. Между отдельными элементами стропильной фермы потребуется прибить две доски. Они обеспечат необходимую фиксацию. Для дополнительной защиты от атмосферных осадков следует установить диффузную мембрану .

Размер и шаг обрешетки можно рассчитать самостоятельно, используя формулы. При этом следует учесть в обязательном порядке уклон и особенности конкретного материала. Для возведения обрешетки допускается выбрать брус, сечение которого составляет от 40 до 50 мм.

Укладка кровельного материала

На первом этапе монтируется карнизная планка. Для этого целесообразно использовать саморезы. Только после этого допускается поднимать на крышу металлочерепицу. Она также закрепляется на карнизной планке при помощи саморезов.

Бывают ситуации, когда одного листа не хватает. В таком случае целесообразно нарастить длину. Для этого закрепление делают внахлест. По такой технологии укладывается весь материал.

Подробно и доступно о монтаже кровли рассказано в видео.

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:

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.
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.
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:

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.
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:

Высокая теплопроводность. Металл обладает высоким коэффициентом теплопроводности, поэтому стропила и образуют мостики холодна. С точки зрения энергоэффектвности, каркас из металлопрофиля – не лучшее решение.
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.
Сложность монтажа. Для подъема на высоту и фиксации ферм используется специальная техника, аренда или покупка которой обходится дорого.
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

Проектируя любое жилое строение, архитекторы особое внимание уделяют крыше, так как она выполняет не одну, а сразу несколько функций, в зависимости от ее конструктивных особенностей. Нужно сказать, что далеко не всех будущих домовладельцев удовлетворяет обычная двухскатная крыша, хотя ее можно назвать самой надежной, так как она имеет всего две скатные плоскости и один стык между ними. Многих привлекают более сложные конструкции, которые добавляют строению особую привлекательность и оригинальность. Другие, более практичные домовладельцы, предпочитают мансардные конструкции, которые одновременно способны выполнять роль кровли и второго этажа.

Основой любой крыши является индивидуальная стропильная система, имеющая свои конструктивные особенности. Сделать выбор нужного каркаса крыши будет значительно проще, если заранее разобраться какие же виды и схемы стропильных систем используются в строительной практике. После получения подобной информации станет более понятно, насколько сложны такие конструкции в монтаже. Особенно это важно знать, если каркас для крыши предполагается возводить самостоятельно.

Основные функциональные задачи стропильных систем

При обустройстве скатных конструкций крыш, стропильная система является каркасом для покрытия и для удержания материалов «кровельного пирога». При грамотном монтаже каркасной конструкции будут создаваться необходимые условия для правильной и неутепленных типов кровель, защищающих стены и внутреннее пространство дома от различных атмосферных воздействий.

Кровельная конструкция также всегда является завершающим архитектурным элементом экстерьерного оформления строения, своим видом поддерживая его стилистическое направление. Тем не менее, конструктивные особенности стропильных систем в первую очередь должны соответствовать требованиям прочности и надежности, которым должна соответствовать крыша, и лишь затем уже – эстетическим критериям.

Каркас стропильной системы формирует конфигурацию и угол наклона крыши. Эти параметры во многом зависят от природных факторов, характерных для конкретного региона, а также от желания и возможностей домовладельца:

Количество осадков в разные периоды года.
Направление и средняя скорость ветра в местности, где будет возводиться постройка.
Планы по применению пространства под крышей – обустройства в нем жилых или нежилых помещений, или же использования его лишь в качестве воздушной прослойки для термоизоляции расположенных ниже помещений.
Разновидность планируемого материала кровельного покрытия.
Финансовые возможности домовладельца.

Атмосферные осадки и сила потоков ветра дают весьма чувствительную нагрузку на строение кровли. Например, в регионах с обильными снегопадами не стоит выбирать стропильную систему с небольшим углом наклона скатов, так как снеговые массы будут задерживаться на их поверхности, что может привести к деформации каркаса или кровельного покрытия или к протеканиям.

Если же местность, где будет производиться стройка, славится своими ветрами, то лучше выбирать конструкцию с небольшим уклоном ската, чтобы случающиеся резкие порывы не сорвали отдельных элементов крыши и кровли.

Основные элементы конструкции крыши

Детали и узлы стропильных систем

В зависимости от выбранного вида стропильной системы, используемые элементы конструкции могут значительно разниться, однако, существуют детали, которые присутствуют и в простых, и в сложных системах крыш.

К основным элементам стропильной системы скатной крыши относятся:

Стропильные ноги, формирующие скаты кровли.
- деревянный брус, закрепляемый на стенах дома и служащий для фиксации на нем нижней части стропильных ног.

Конек - это стык каркасов двух скатов. Он обычно является самой высокой горизонтальной линией крыши и служит опорой, на которой закрепляются стропила. Конек может быть сформирован стропилами, скрепленными между собой под определенным углом или же зафиксированными на коньковой доске (прогоне).
Обрешетка - это рейки или брус, монтируемые на стропила с определенным шагом и служащие основой для настила выбранного кровельного материала.
Подпорные элементы, куда можно отнеси лежни, прогоны, стойки, подкосы, стяжки и другие детали, служат для повышения жесткости стропильных ног, поддержки конька, связывания отдельных деталей в общую конструкцию.

Кроме упомянутых деталей конструкции, в нее могут быть включены и другие элементы, функции которых направлены на упрочнение системы и оптимальное распределение нагрузок крыши на стены строения.

Стропильная система подразделяется по нескольким категориям в зависимости от разных особенностей своей конструкции.

Чердачное пространство

Прежде чем перейти к рассмотрению разных видов крыш, стоит разобраться, каким может быть чердачное пространство, так как многие собственники с успехом используют его в качестве хозяйственных и полноценных жилых помещений.

Конструкцию скатных крыш можно разделить на бесчердачные и чердачные. Первый вариант называется именно так оттого, что пространство под крышей имеет небольшую высоту и используется только в качестве утепляющей сверху помещения здания воздушной прослойки. К таким системам обычно относится или же имеющая несколько скатов, но расположенных под очень незначительным углом.

Чердачная конструкция, имеющая достаточно большую высоту конька, может использоваться по-разному, быть утепленной и неутепленной. К таким вариантам можно отнести мансардный или же двухскатный вариант. Если выбирается кровля с высоким коньком, то в обязательном порядке необходимо учитывать ветровые нагрузки в регионе, где выстроен дом.

Уклон скатов

Чтобы определить оптимальный наклон скатов крыши будущего жилого строения, в первую очередь нужно присмотреться к уже выстроенным малоэтажным соседским домам. Если они стоят уже не один год и стойко выдерживают ветровые нагрузки, то их конструкцию смело можно брать за основу. В том же случае, когда владельцами поставлена цель создать эксклюзивный оригинальный проект, непохожий на стоящие рядом постройки, необходимо ознакомиться с конструктивными и эксплуатационными особенностями различных стропильных систем и произвести соответствующие расчеты.

Следует учитывать, что от того, насколько велик уклон скатов крыши, зависит изменение касательных и нормальных значений силы ветра — чем круче угол наклона, тем большее значение имеют нормальные силы и меньше касательные. Если крыша пологая, то на конструкцию больше влияет касательная нагрузка ветра, так как увеличивается подъемная сила с подветренной стороны и уменьшается с наветренной.

Зимняя снеговая нагрузка тоже должна быть учтена при проектировании кровли. Обычно этот фактор рассматривается в комплексе с ветровой нагрузкой, так как с наветренной стороны снеговая нагрузка будет гораздо ниже, чем с подветренного ската. Кроме этого, на скатах существуют места, где обязательно будет собираться снег, давая большую нагрузку на эту область, поэтому ее следует укрепить дополнительными стропилами.

Уклон скатов крыш может варьироваться от 10 до 60 градусов, и он должен быть выбран не только с учетом консолидированной внешней нагрузки, но и в зависимости от кровельного покрытия, которое планируется использовать. Этот фактор учитывается потому, что кровельные материалы различаются по своей массе, для их закрепления требуется различное количество элементов стропильной системы, а значит, будет разниться и нагрузка на стены дома, и насколько она будет большой, тоже зависит от угла уклона крыши. Немаловажное значение имеют и особенности каждого покрытия по сопротивляемости проникновению влаги – многим кровельным материалам в любом случае необходимо тот или иной уклон для обеспечения свободного схода ливневой воды или тающего снега. Кроме этого, выбирая уклон крыши, нужно заранее продумать то, как будет осуществляться процесс очистки и ремонтных работ на кровле.

Планируя тот или иной угол скатов крыши нужно знать, чем меньше стыков между листами покрытия, и чем они герметичнее, тем меньше можно делать уклон ската, конечно, если не предполагается устроить в чердачном пространстве жилое или хозяйственное помещение.

Если же для покрытия кровли используется материал, состоящий из небольших элементов, например, керамическая черепица, то уклон скатов нужно делать достаточно крутым, чтобы вода никогда не задерживалась на поверхности.

Учитывая вес кровельного материала, нужно знать – чем тяжелее покрытие, тем угол скатов должен быть больше, так как в этом случае нагрузка правильно распределится на стропильную систему и несущие стены.

Для покрытия крыши могут быть использованы следующие материалы: или профильный лист, оцинкованная сталь, волнистые асбестобетонные и битумно-волокнистые листы, цементная и керамическая черепица, рубероид, мягкая кровля и другие кровельные материалы. Ниже на иллюстрации показаны допустимые углы крутизны скатов для различных типов кровельных покрытий.

Базовые конструкции стропильных систем

В первую очередь стоит рассмотреть базовые виды стропильных систем относительно расположения стен дома, которые применяются во всех конструкциях крыш. Базовые варианты разделяют на наслонную, висячую, а также комбинированную, то есть включающую в свою конструкцию элементы и первого, и второго типа систем.

крепления для стропил

Наслонная система

В постройках, где предусмотрены внутренние несущие стены, чаще устанавливается наслонная стропильная система. Монтировать ее гораздо проще, чем висячую, так как внутренние несущие стены обеспечивают для ее элементов надежную опору, а кроме того, для этой конструкции потребуется меньшее количество материалов.

Для стропил в этой системе определяющей опорной точкой является коньковая доска, на которой они и закрепляются. Безраспорный вид наслонной системы может быть обустроен в трех вариантах:

В первом варианте верхняя сторона стропил фиксируется на коньковой опоре, называемой скользящей, а нижняя их сторона закрепляется путем врубки к мауэрлату. Дополнительно стропила в нижней части фиксируется к стене с помощью проволоки или скоб.

Во втором случае стропила в верхней части подрезаются под определенным углом и соединяются между собой при помощи специальных металлических пластин.

Нижний же край стропильных ног крепится к мауэрлату подвижными креплениями.

В третьем варианте стропила жестко скрепляются в верхней части брусками или обработанными досками, расположенными горизонтально, параллельно друг другу с обеих сторон соединенных под углом стропил, а между ними защемляется коньковый прогон.

В нижней части для закрепления стропил, так же, как и в предыдущем случае, применяются скользящие крепления.

Необходимо пояснить, почему для фиксации стропил на мауэрлате часто используются именно скользящие крепления. Дело в том, что они способны избавить несущие стены от излишнего напряжения, так как стропила не зафиксированы жестко, и при усадке строения они имеют возможность сдвигаться, не деформируя при этом общей конструкции кровельной системы.

Этот вид крепления применяется только в наслонных системах, что также отличает их от висячего варианта.

Однако в некоторых случаях для наслонных стропил применяют распорную систему, в которой нижний конец стропил жестко фиксируется к мауэрлату, а чтобы снять нагрузку со стен в конструкцию встраиваются затяжки и подкосы. Этот вариант и называется комплексным, так как включает в себя элементы наслонной и висячей системы.

Укажите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать величину превышения Lbc"

Базовая длина (горизонтальная проекция ската)

Планируемый угол уклона кровли α (градусов)

Калькулятор расчета длины стропила

Расчет проводится на основании величин горизонтальной проекции (Lсд) и высоты стропильного треугольника, определенной ранее (Lbc).

При желании можно включить в расчет и ширину карнизного свеса, если он создается за счет выступающих стропил.

Введите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать длину стропила"

Величина превышения Lbc (метров)

Длина горизонтальной проекции стропила Lсд (метров)

Условия расчета:

Требуемая ширина карнизного свеса (метров)

Количество свесов:

Двускатная стропильная система

Двускатные стропильные системы - самые популярные для одноэтажных частных домов. Они аккуратно смотрятся, хорошо вписываются в любой стиль постройки, надежны и могут быть использованы, в зависимости от угла их уклона, для обустройства чердака под жилые комнаты, подсобные помещения или же просто для создания воздушной прослойки, удерживающей тепло в здании.

саморезы по дереву

Надо определиться с ее типом, который зависит от геометрической формы и материала кровли. Эта статья посвящена конструкции и последовательности сборки крыши по каркасной технологии. Каркасная технология универсальна для крыш любой формы и предполагает использование любого материала кровли. Для проектирования каркасной крыши учитывают нагрузку снегового покрова той местности, где происходит строительство и размеры возводимого здания.

В специальной литературе содержится много статей, посвященных форме крыш, техническим и экономическим аспектам строительства. В нашей статье будет подробно рассмотрена только установка кровли из нового материала «Shingles «.

Итак, какие требования должны предъявляться к крыше, собранной по каркасной технологии?

Такая крыша должна обеспечивать перемещение нагрузки (ветровой или снеговой) на стены дома, также она должна защищать все детали, из которых сделан каркас дома, от атмосферных осадков (дождя, снега, излишней влаги). Под крышей необходимо оставить достаточно места для монтажа утеплителя, который будет изолировать чердачное помещение от теплых помещений дома, чердак должен хорошо вентилироваться и проветриваться, сама кровля и каркас крыши необходимо хорошо защищать от неблагоприятного воздействия теплой части дома (особенно тепла и влаги).

Основные требования, которые предъявляются к перекрытию.

От правильного расчета перекрытия будет зависеть все дальнейшее строительство. Каркас крыши начинают строить именно с перекрытия. Части перекрытия следующие: опорная балка, каркас пола и его настил. Обшивка, которая делается на перекрытии одновременно является черным полом. На него в дальнейшем будет укладываться чистовая отделка пола. Приведенные ниже цифры применяют только для деревянного каркаса, в котором расстояние между балками перекрытия не больше 600 мм, а нагрузка на пол не больше 2,4 кРа.

Итак, влажность досок должна быть не больше 19%. Стрела прогиба досок должна иметь определенные показатели — для доски длиной 4,6 м — не более 12,7 мм (если потолок будет обшиваться гипсокартоном) и 19 мм (если потолок не будет обшиваться гипсокартоном). По стандартам это доски таких сортов как отборный, первый или второй толщиной 9,2 мм для первого случая и доски третьего и четвертого сорта толщиной 1,4 мм для второго случая. Крепление перекрытия к фундаменту осуществляется при помощи опорной доски, а между этажами перекрытие привязывается к верхней обвязке стен. Опорная доска и каркас перекрытия подвала должны иметь сечение 38х89 мм.

Основные правила строительства и проектирования каркасной крыши.

Максимальная величина свободного пролета не должна превышать 12,2 метра.

Самое большое расстояние от фермы до фермы (или между стропилами) не должно превышать 600 мм.

Если крыша собирается по стропильной схеме, то величина основных элементов каркаса соотносится с шириной пролетов и величиной нагрузки снегового пласта. Сами стропила бываю следующих видов:

стоящие свободно;
стропила, которые поддерживают нагрузку от чердачного потолка (каркас его перекрытий).

В дальнейшем для удобства будем называть их свободными стропилами и нагруженными стропилами. Существуют специальные таблицы, по которым определяют размер необходимого сечения стропил. Так же, параметры чердачного перекрытия можно определить по таблицам. Доски, из которых изготавливают стропила и потолочные балки, должны быть с размером сечения 38х89 мм. Если в виде кровли используется тяжелая глиняная черепица, а окна в здании большие мансардные, то будет необходимо усилить каркас крыши или рассчитывать параметры как для нагруженных стропил. Если крыша имеет уклон менее 28 градусов (при этом полный пролет относится к подъему как 1:4), то применяется расчет для нагруженных стропил.

В таблице приведены минимальные значения толщины обшивки, в зависимости от расстояний между стропилами или фермами:

Важно отметить, что все детали, составляющие крышу, должны надежно и прочно соединяться между собой. В строительстве чердачного перекрытия необходимо, чтобы стропила и балки надежно опирались на стену. Опорой может служить и подстропильный брус, который называется мауэрлат. Сверху стропила приходят к коньковой доске и там соединяются между собой. Пропорции конька должны быть следующими: ширина его не должна быть меньше, чем длина опоры стропила; размеры самого сечения коньковой доски 17,5х140 мм, не меньше. Лучше, если коньковая доска будет превышать по размерам стропильные доски. При креплении стропил на коньковой доске нельзя допускать их смещения. Между стропилами и коньковой доской, а так же между стропилами и мауэрлатом, должен быть прямой угол.

Для того, чтобы прикрепить стропила к мауэлату необходимо сделать в нем выпил. Длина самой опоры должна быть не меньше 38 мм. Если используются коньковые и ендовные стропила то длина опоры 50 мм, доски, из которых они сделаны по толщине не меньше 38 мм.

Между укороченными стропилами (нарыжниками) и коньковыми или ендовными стропилами необходимо соблюдать угол 45 градусов по отношению к плоскости перекрытия.

Не мешает напомнить, что крыша — это защита внешней отделки стен от неблагоприятных погодных воздействий, поэтому стропила должны выступать за границу стен на 400-500 мм, а для деревянных стен этот показатель еще больше — 550 мм. Расстояние от края стены до всех концов стропил должно быть одинаковы. Свободные концы стропил соединяются между собой с помощью специальной доски, которая называется валиком. Соединение досок валика крыши может быть только в торцевой части стропил. Валик изготавливают из доски толщиной 17,5 мм минимум, но обычно используются такие же доски, как и для стропил.
Если уклон крыши 1:3 и больше, то расчетный пролет крыши можно сделать меньше. Это достигается использованием подпорок, бугелей и дополнительных подпорок для конька. Дополнительные элементы каркаса необходимо изготавливать из досок с размером сечения не меньше, чем 38х89 мм.

Если уклон крыши 1:4 и меньше, используют косые распорки. В такой крыше не лишне использовать и дополнительные стены, чтобы передать нагрузку от стропил на балки перекрытия. В таком случае необходимо установление сплошных распорок под этими стенами между балок перекрытия. Максимальный прогиб этих балок при воздействии рассчитанной снеговой нагрузки должен быть 25 мм.

В том случае, когда балки, из которых изготовлено перекрытие, не соединены между противоположными стропилами, обязательно поставить дополнительную опору конька (если угол крыши 1:3 и меньше). Если этот угол больше, такая опора не является обязательной при условии надежности сочленения узла в нижней части стропил.

Для крепления различных дополнительных систем и коммуникаций в каркасе крыши делают выпилы и отверстия. Параметры выпилов (их размеры и положение) соответствуют требованиям, которые предъявляются для каркаса перекрытия.

Обрешетка каркаса крыши может изготавливаться из фанеры, доски, ДСП и других материалов. По толщине они зависят от того, какое расстояние оставлено между стропилами. Если используются листовые материалы, то их толщина должна соответствовать опоре кромок на деревянный каркас крыши. Листовые материалы, которые используются при строительстве, могут значительно улучшить внешний вид крыши. Кроме того, они могут усилить всю конструкцию каркаса. Конечно, при использовании таких материалов важно соблюдать все основные правила строения каркасной крыши. Из многолетнего опыта строительства можно выделить следующие самые удачные материалы для обрешетки: ДВП (особенно марки П-3), ДСиП не шлифованные или имеющие фенолформальдегидную основу. Кроме того, ДСиП имеет больший показатель огнестойкости по отношению к доскам и фанере.

При расстоянии между стропилами 300 мм толщина обшивки следующая: фанера — 7,5 мм; ДСиП — 9,5 мм; доска — 17 мм. При расстоянии в 400 мм толщина фанеры — 7,5 мм (все края с опорой) и 9,5 мм (между стропил без опоры), толщина ДСиП — 9,5 мм (все края с опорой) и 11,1 мм (между стропил без опоры), толщина доски — 17 мм. При расстоянии между стропилами 600 мм, толщина фанеры — 9,5 мм (все края с опорой) и 12,5 мм (между стропил без опоры), толщина ДСиП — 11,1 мм (все края с опорой) и 12,7 мм (между стропил без опоры), толщина доски — 19 мм. Это минимальные показатели.

Чердачное помещение, расположенное между утеплителем и обшивкой крыши, должно иметь вентиляционные отверстия. Хорошая вентиляция позволяет сохранить все свойства утеплителя и предотвратить неблагоприятное воздействие влаги и тепла на сами помещения в здании, каркас и кровлю.

Размеры вентиляционных отверстий зависят от площади ковра утеплителя и должны составлять не менее 1/300 части от площади утеплителя на перекрытиях чердака. При угле наклона крыши 1:6 и меньше, площадь вентиляционных отверстий должна составлять 1/150 часть от площади утеплителя. Половину вентиляционных отверстий необходимо разместить около конька, другую половину в софите. Распределение вентиляционных отверстий вдоль софита должно быть равномерным. Между утеплителем и обрешеткой необходимо оставить расстояние не меньше 75 мм. Если это правило сложно выполнимо, то между утеплителем и обрешеткой устанавливают специальные экраны.

Отверстие на чердак должно обязательно закрываться люком и иметь размер 500х700 мм (не меньше). Люк должен располагаться в таком месте, чтобы между ним и ближайшими стропилами было расстояние больше 600 мм. Люк необходимо утеплить. В качестве материала для утепления обычно используют пенопласт (толщина 100-150 мм).

Саму кровлю на крышах каркасного типа изготавливают из самых разнообразных материалов. В этой статье мы дадим описание материалу, который широко применяется в Северной Америке и называется « Shingles ». В переводе на русский язык это слово означает «дранка». Основа «Shingles» разная — дерево, металл и др. Для удешевления кровли в строениях эконом-класса, этот материал используют на битумной основе, которая имеет крупно-зернистую подсыпку (типа рубероид). Основными преимуществами данного материала являются высокая технологичность, долговечность, эстетичный внешний вид. В России «Shingles» уже широко представлен в строительных магазинах и начинает изготавливаться на собственных производствах. Таким материалом можно укрывать крыши с уклоном 1:6 и больше.

В специальных строительных таблицах можно найти информацию о необходимом количестве гвоздей для сборки стропил и балок перекрытия. При формировании соединительных узлов не требуется создавать дополнительные ветровые связи.

Теперь мы остановимся на стропильной схеме каркаса крыши (наиболее важных ее узлах).

Между стропилами и балками перекрытия может быть разное расстояние. Соединяться они должны не менее, чем через 1.2 метра. Соединяются сторопила и балки перекрытия с помощью различных узлов. Другая их важная функция, кроме соединительной, это обеспечение необходимого места для прокладки утеплителя и формирования пространства для свободной циркуляции воздуха (вентиляции чердака).

Стропила и перекрытия могут опираться либо на стены, либо на мауэрлатную доску, которая установлена на балках перекрытия.

Приведем обязательные правила установки досок мауэрлата: вторая доска мауэрлата должна стоять, аналогично как на верхней обвязке стен при условии, что существует смещение опоры стропил в сторону балок перекрытия больше, чем 50 метров. Первая доска мауэрлата должна быть обязательно прибита (двумя гвоздями 82 мм) к каждой балке перекрытия чердака. Обязательно установить обвязочную доску на балки перекрытия, особенно если они не связаны со стропилами напрямую.

Если стропила и балки перекрытия располагаются на равном расстоянии, лучше сделать двойной узел соединения. Для этого используют одинарную мауэрлатную доску, а при достаточной толщине утеплителя, дополнительно делают опору на верхнюю вязку стены.

Для соединения каждого стропила с коньком требуется не менее трех гвоздей 82 мм с обратной стороны и не менее четырех гвоздей 57 мм со стороны стропила. Соединение стропил и бугеля осуществляется тремя гвоздями 76 мм. Положение бугеля должно быть строго горизонтальное. Соединение укороченного стропила (нарожника) и ендового или конькового стропила должно быть с помощью двух гвоздей 82 мм.

Листовой материал обрешетки можно прикрепить к стропилам аналогично обшивке каркаса перекрытия. Листы укладываются с зазором не менее 2 мм. При необходимости можно установить опору для кромок листов обшивки. Обычно это доска с размером сечения 38х38 мм. Правила ее крепления те же, что и для распорок перекрытия.

Если каркас крыши изготавливается из ферм, то в работе учитываются те же правила и нормативы, что и при установке балок перекрытия.

Для изготовления больших крыш, особенно имеющих только два ската, а так же крыш, которые имеют большой неподдерживаемый свес, лучше применять фермы. Для строительства многощипцовых и вальмовых крыш идеально подходит стропильная схема каркаса. В одном здании можно совместить обе схемы проектирования.

Фермы с большим пролетом могут позволить отказаться от сооружения средней несущей стены. Таким способом в домах получается так называемая свободная внутренняя планировка.

Для облегчения конструкции крыши, а так же для ее удешевления, необходимо уменьшать сечение досок, которые используются для стропил и элементов, усиливающих каркас. В этих целях используются более качественные доски лучшего сорта. Так же, в этих целях уменьшают расстояние между стропилами и передают нагрузку от стропил на несущие стены с помощью различных узлов соединения.

При разработке соединения стропил и перекрытия, необходимо обязательно предусмотреть пространство для утеплителя, достаточное для его свободной вентиляции. Кроме того, важно правильно вычислить расстояние между верхней частью оконного проема и горизонтальной поверхностью софита.

Материал покрытия выбирается с учетом определенного угла наклона крыши.

При проектировании угол наклона крыши лучше задавать в градусах. При этом не нужно будет вычислять размеры подъема конька.

При установке крыши над мансардным помещением, рассчитывать характеристики стропил лучше, основываясь на характеристиках прочности. При этом потом можно будет достроить дополнительную конструкцию, в которой будет размещен утеплитель и обеспечена его достаточная вентиляция.

Доски для стропил нужно выбирать с учетом возможности их дальнейшего усиления (в случае, если будет эксплуатироваться чердак) с помощью бугелей. Категорически запрещено перемещать нагрузку от стропил на балки перекрытия, которые расположены свободно в пролете.

Для придания крыше красивой формы проектировщики стремятся создать одинаковый уклон для всех поверхностей. Для кровли применять дорогой, долговечный материал не всегда обоснованно. Давно просчитано, что даже самый долговечный материал требует периодически ремонта. Поэтому, иногда выгоднее полностью заменить недорогое покрытие, чем постоянно ремонтировать старое.