Виды крыш на металлическом каркасе. Строение каркаса крыши и его расчет

Вне зависимости от сложности каждое здание имеет свою основу, свой «скелет». Это – прочный фундамент, каркас стен и, безусловно, каркас кровли. От прочности установки перечисленных составляющих зависит долговечность эксплуатации дома, комфортность проживания в нем, частота ремонтных работ. Рассмотрим монтаж кровельного каркаса, его основные характеристики и схему конструирования. Итоговый результат работ определит качество постройки и надежность покрытия крыши.

• Каркас кровли стропильного вида – создается из пиломатериала, безупречен для скатных крыш

• Металлический каркас крыши – создается из балок, подходит для промышленных построек

• Бетонный каркас – конструируется из бетонных плит, используется для плоских кровельных видов

Крыши из пиломатериала встречаются чаще всего при строительстве частного дома. Популярны в создании двухскатных крыш. Остальные виды не представляют интереса для строительства жилого дома. Они не подлежат рассмотрению.

Разновидности каркасного строения стропил

Каркасная постройка тесно связана со стропильной системой. Необходимо выбрать правильный вид стропильной установки. Нагрузка каркаса часто ложится на стропила. Для прочного удержания нагрузки стропильная система состоит из деревянных брусьев с сечением 15 на 5 сантиметров. На брусья и происходит крепление каркасной установки, или обрешетки.

Стропильные установки бывают:

1. Висячие

1. Наслонные

Оба варианта используются в возведении жилого дома. Разница заключается в способности висячих стропил делать упор на мауэрлат крыши. Эта строительная деталь имеет внешний вид деревянного бруска, прикрепленного на конечном ряде укладки несущей стены. Его изготовление может быть выполнено своими руками, понадобится лишь брус с сечением 10 сантиметров.

Верхние края стропильных конструкций соединяются коньковым элементом (наслонные стропила не нуждаются в верхнем креплении).

Установка каркасной конструкции зависит от типа самого строения дома, его особенности должны быть изучены в обязательном порядке. Нужно знать промежутки внешних несущих стен. Промежуток больше 600 сантиметров непозволительно использовать в монтаже висячей стропильной установки. Такие случаи предусматривает наслонный вариант стропил с возведенной несущей стеной. Можно использовать и металлические колонны в качестве опорной системы.

Правильная установка стропил позволит кровле не провисать и сохранит качество на все время ее использования.

Какие строительные материалы использовать для конструкции каркаса?

Конструирование каркаса кровли своими руками – весьма трудоемкий процесс. Для него потребуются:

• Брус из дерева 15 на 5 сантиметров для создания стропильных конструкций
• Брус из дерева 10 на 10 сантиметров для мауэрлата
• Деревянные дощечки для обрешетки
• Дополнительные крепежные элементы (саморезы, болты)

Пригодятся и вспомогательные электрические приборы – дрель, шуруповерт, молоток, пила, измерительная рулетка, рубильный топор, отвес. Особых строительных материалов не потребуется, что упрощает процесс подготовки монтажа каркаса. Главное – выбрать качественную, плотную, без малейших повреждений древесину. По возможности лучше не экономить на качестве. Прочная древесина обеспечит долгий срок службы кровельной системы.

Приобретенное пилосырье нужно пропитать защитными жидкими средствами, устраняющие преждевременное гниение дерева, разрушение структуры от насекомых и дополнительной влаги.

Обустройство стропил под каркас кровли

При самостоятельном монтаже стропил нужно заготовить материалы сухой структуры во избежаниеих порчи во время строительства. Стропильная установка состоит из двух ног и крепящегося к ним нижнего основания. Оно соединяется с ногами за счет болтов, анкерных деталей. Стропильная установка крепится на опорный брус. Такого рода крепление подразумевает набор следующих действий:

1. Сделать в мауэрлате несколько пазов определенного размера для соединения со стропилами
2. Рассчитать расстояние между стропилами – от одного метра
3. Если крыша превышает в высоту три метра, используется вертикальные стропила

Деревянная обрешетка является беспроигрышным вариантом основы для кровли крыши. Обрешетка должна устанавливаться только на прочную конструкцию стропильной системы. Стропила крепятся между собой верхними краями коньковым элементом, нижними краями скрепляются обвязкой, служащей лишь временной деталью. При строительстве обрешетки учитывается шаг ее дощечек, крепления для саморезов и шурупов. Шаг обрешетки определятся уклоном кровли и его строительным материалом.

Стропильная установка имеет два варианта конструкции:

• сплошная
• промежуточная

Выбор варианта зависит от материала кровли. Листовое, плотное покрытие применяется для разреженной обрешетки. Мягкая кровля требует сплошной основы (имеется в виду черепица, имеющая способность провисать и быстро портиться, или рубероид и подобные ему материалы). Металлочерепица, профнастил, шифер, пласты оцинковки легко применяются при промежуточной обрешетке. Их волнообразная поверхность позволяет крепиться к основанию с редким шагом. Важно правильно сделать расчет промежутков досок обрешетки и прочно закрепить саморезами кровельный материал.

Важно отметить: Деревянные срубы и пиломатериалы нуждаются в дополнительной защитной обработке. Она предостерегает от влаги, воспламенения и вредных насекомых. Чтобы конструкция каркаса держалась прочно, стоит обрабатывать деревянные брусья антисептическими растворами и антипиретиком (его состав увеличивает защитные качества досок, находящихся под воздействием высокой температуры). Антисептик предостерегает от появления насекомых и отталкивает влагу.

• Конструкция крыши каркасного дома
• Действия, предшествующие обустройству крыши
• Кровельный материал и утеплитель, сечение и длина стропил
• Ригель, контробрешетка, вентзазоры, обрешетка
• Инструменты и выбор пиломатериала
• Очередность действий монтажа
• Подшивка карниза, внутреннее утепление

Крыша каркасного дома является важнейшим элементом, при его сооружении необходимо предельно точно придерживаться рекомендаций и требований специалистов, полностью им соответствовать. В последнее время такие дома становятся очень популярными, так как их возведение менее трудоемко. Построить крышу каркасного дома своими руками, равно как и сам каркасный дом, вполне реально.

Конструкция крыши каркасного дома

Так как данная кровельная конструкция обладает приличным весом, только готовые стены дома могут служить для нее опорой. Под готовностью подразумеваются установленные и уже закрепленные капитальными укосами вертикальные стойки каркаса дома. Данные стойки соединяются при помощи бруса верхней обвязки и обшиваются с обеих сторон стружечными плитами (ОСБ или ОСП). Стены также должны быть обшиты этими плитами примерно до середины бруса в верхней обвязке. Подобный каркас может считаться пригодным для возведения кровли.

Декоративная, внутренняя и наружная отделка стен производится уже после того, как крыша построена.

Когда стены отделаны, можно начинать подшивку фронтонного и карнизного свесов. Если в конструкции крыши предполагается установка фронтонов, их установка и обшивка стружечными плитами должна быть произведена до того, как начнется ее сборка.

Этим процессом можно заняться вместе с возведением крыши, но не ранее того, как будут установлены стропильные крайние фермы, закрепленные раскосами. Стропильная ферма – жесткая конструкция из стропил, подкосов, стоек и других вспомогательных элементов. Если под крышей планируется мансардный этаж, то вместе с фронтонами также потребуется возведение невысоких стен со стороны свесов. Эти стены тоже устанавливаются и обшиваются ОСБ до установки крыши. Правила и метод соединения данных стен и основных составляющих фронтона, их сечение и шаг аналогичны тем, которые применялись при возведении каркаса первого этажа дома своими руками. Поверх невысоких стен мансардного этажа (по четырем сторонам) кладется брус верхней обвязки. Затем на необходимую высоту устанавливаются фронтоны. В этом случае сечение бруса верхней обвязки, сделанной на первом этаже, должно быть аналогичным сечению бруса верхней обвязки этажа мансарды. На этот мансардный брус впоследствии будут опираться стропила.

Вернуться к оглавлению

Действия, предшествующие обустройству крыши

Изначально необходимо определиться с конфигурацией будущей кровли. Нужно правильно рассчитать угол уклона, количество скатов, выбор кровельного материала, сечение и шаг контробрешетки, стропил, обрешетки . Если показатель уклона превышает 5°, такая крыша дома будет считается скатной, если меньше – плоской. Если скатная крыша обладает уклоном меньшим 28°, она будет называться нагруженной, а значит и требования к ее возведению будут более строгими. В этом случае крыша будет нуждаться в усиленной стропильной системе, потому как зимой на нее будет давить масса снега, которая практически не имеет возможности сползать с нее. Если уклон скатов превысит 50°, крыша будет хуже выдерживать ветровые атаки. Гораздо привлекательнее смотрятся и значительно лучше выдерживают нагрузку крыши с углом уклона 35-45°.

Скатная крыша каркасного дома состоит из наклонных плоскостей или скатов, их уклон обычно составляет более 10%. Данный тип крыш подразделяется на чердачные (раздельные) и бесчердачные (совмещенные). У бесчердачной крыши несущие элементы выполняют роль перекрытий верхнего этажа постройки. Если крыша чердачная, внутри нее располагается чердак, размещенный между крышей и чердачным перекрытием.

Крыши каркасных домов различают по количеству и типу скатов:

• односкатные;
• двускатные;
• четырехскатные или полувальмовые;
• шпилеобразные;
• четырехскатные шатровые;
• мансардные.

Односкатными называются крыши каркасных домов, которые обладают одним уклоном. Такой тип крыш присущ городским зданиям и сооружениям, на них запрещено устанавливать системы водостоков и сбрасывать снег. Такой тип крыш подходит для сараев, гаражей или навесов. Двускатные кровли являются самым востребованным видом крыш, они используются при возведении любых зданий и сооружений.

Четырехскатные или полувальмовые крыши обладают четырьмя скатами, они используются преимущественно на дачах и в сельской местности. Шпилеобразные кровли представляют собой крутые равнобедренные треугольники-скаты, при соединении они образуют острые вершины и подходят для округлых стеновых зданий, башен или эркеров. Четырехскатные шатровые кровли обладают соединенными в одной точке вершинами скатов, они подходят для покрытия домов с квадратной или многоугольной планировкой. Мансардные кровли отличаются ломаной конструкцией, подходят для жилых помещений и дачных построек.

Как определиться с количеством скатов для будущей крыши? Если хочется привлекательности – тогда лучше делать сложную крышу каркасного дома своими руками в несколько скатов. Если желаете поскромнее, то двускатная кровля будет смотреться довольно симпатично и не повлечет за собой больших затрат. Если вы выбираете двускатный вариант, то неважно, что будет располагаться под крышей – мансардное или чердачное помещение, крыша подойдет в обоих случаях. Главное – соблюдать высоту стен, у мансардного этажа высота стены должна составлять минимум 1,5 м, а уклон скатов не должен превышать 45°. Для двускатной крыши каркасного дома нужен только один конек, ендовы не требуются.

Вернуться к оглавлению

Кровельный материал и утеплитель, сечение и длина стропил

Размер уклона скатов зависит от типа кровельного материала. Каждый материал обладает рекомендуемым диапазоном уклона для безопасной укладки. В некоторых случаях величина уклона меняется в меньшую или большую сторону. Размер уклона влияет на конструкцию крыши: обрешетка укладывается более часто, либо вместо нее делается сплошной настил, усиливается гидроизоляция, шифер или другой кровельный материал закрепляются чаще. Оптимальные величины уклонов относительно типов кровельных материалов таковы:

• ондулин – от 15°, при усиленной обрешетке – от 10°, сплошной настил – от 5°;
• битумная черепица – от 12° и более, максимальных ограничений нет;
• цементно-песчаная и керамическая черепица – от 25 до 60°;
• полимерпесчаная черепица – от 20 до 60°, при усиленной обрешетке может быть больше;
• металлочерепица – от 20°, допускается от 15° при герметизации стыков;
• железо профильное – от 10°;
• стандартный асбестоцементный шифер – от 12 до 60°.

В строительстве для утепления кровли чаще всего используется 100-150 мм утеплителя, в редких случаях – больше. Утеплитель должен хорошо размещаться по высоте между стропилами. Если ширина утеплителя не больше 100 мм, то величина сечения может доходить до 100х50 мм. В любом случае расчет минимального сечения стропил основан на их способности выдерживать вес снежных масс, величину шага и иные показатели. Чтобы определить длину стропил, можно воспользоваться данным примером:

• скрепить гвоздем 2 рейки длиной 6 м, чтобы получилась буква «Л»;
• к образцу стропильной фермы на необходимом уровне приложить одну длинную рейку и отмерить нужную длину ригеля. Это будет образец ригеля;
• образец стропил поднять на крышу и опереть его на брус верхней обвязки, после чего подобрать приемлемый угол наклона, меняя длину и угол стропил;
• получившуюся длину стропил нужно отмерить, учитывая их свес за стену на 30-55 см.

Таким образом, можно получить образец стропил. Что касается свеса, он защищает стены и окна каркасного дома от дождя и иных осадков. Длина свеса должна быть не меньше 50 см. При таком определении длины стропил нужно учитывать, что после монтажа при посадке на мауэрлат они окажутся на 5 см ниже. Для максимально устойчивого соединения стропила обязательно зарезаются на мауэрлат. При сечении стропил 150х50 см в месте опоры стропил на мауэрлат выпиливается треугольник – 5х5 или 5х6 см.

Расстояние между двух стропильных ног является шагом стропил. Уклон, размеры ската и сечение влияют на его длину. Для примера можно привести следующие параметры: при размерах каркасного дома 8х6 м, сечении стропил 150х50 мм, при уклоне в 45° – расстояние между стропильными ногами составит 70-80 см. Если планируется утепленная крыша, то шаг стропил будет равняться 60 см.

Вернуться к оглавлению

Ригель, контробрешетка, вентзазоры, обрешетка

Горизонтальный элемент, который соединяет стропила в кровлях, называется ригелем. Ригель должен располагаться очень низко, но не ниже потолка первого этажа каркасного дома. Благодаря своему низкому расположению ригель лучше воспринимает распор, если его расположить высоко, он просто не сможет выполнять свои функции. Контробрешетка обеспечивает верхний вентзазор в конструкции крыши. Независимо от того, утеплена крыша или в ней располагается чердак, без пары вентиляционных зазоров и гидроизоляции не обойтись. Вентзазоры бывают верхними и нижними. Верхние вентзазоры выветривают конденсат, который скапливается на внутренних поверхностях кровельного материала.

Этот вентзазор располагается над гидроизоляцией. Нижний вентзазор выветривает конденсат, который скапливается на внутренней части гидроизоляции при повышении влажности в помещениях. Помимо этого, вентзазоры обеспечивают оптимальные условия для деревянных элементов кровли. Если забыть установить хоть один вентзазор, то деревянные конструкции со временем покроются плесенью и грибком. Иными словами, контробрешетка закрепляется вдоль стропил и обеспечивает наличие верхнего вентзазора. Она крепится на каждую стропилину, длина ее шага аналогична шагу стропил.

Любой кровельный материал крепится на обрешетку, она усиливает устойчивость стропильных ферм. Определяя длину обрешетки, нужно учитывать, что свес за крайнюю стропилину должен составлять от 20 до 50 см. Свес обрешетки оставляют аналогичным свесу стропил (расстояние стропил, вышедших за пределы наружных стен). Какой будет свес стропил, таким будет и свес обрешетки. Для удобства рабочего процесса свес удлиняется при закреплении обрешетки. Излишки обрезаются по завершении работ. Необрезные доски тоже вполне подойдут для устройства обрешетки.

Вернуться к оглавлению

Инструменты и выбор пиломатериала

Для конструкций кровли лучше всего закупать влажный, невысушенный лес. Сушеный аналог стоит намного дороже, но на крыше и влажный лес как следует просохнет. Для надежности пропитайте древесину специальным антисептиком до начала строительных работ. После пропитки необходимо выждать 2 ч, а затем сразу приступать к сборке конструкции, чтобы дерево не повело.

Список инструментов и материалов, которые вам понадобятся в работе:

• болгарка;
• цепная или циркулярная пила;
• дрель;
• шуруповерт;
• перфоратор;
• строительный уровень;
• фомка;
• электрический рубанок;
• рулетка;
• строительный карандаш;
• молоток;
• набор отверток;
• строительный нож;
• угольник на 90°;
• капроновая нить, 50 м;
• щетка-макловица;
• хомуты и скобы;
• саморезы и болты;
• гвозди, 200 мм;
• кровельные гвозди;
• древесина, обрезная доска;
• антисептик для древесины;
• плиты ОСБ;
• брусья;
• подкладочный ковер;
• бальзатовая минеральная вата (пенополистирол, стекловата – на выбор);
• гидроизоляция (плотная полиэтиленовая пленка, геотекстиль);
• битумный клей;
• силиконовый герметик;
• строительный скотч;
• гибкая плитка;
• разъем для труб (если предполагается их наличие);
• кровельные материалы.

Чтобы построить надежную крышу, существует достаточно много различных материалов, но наиболее важным моментом при строительстве этого элемента здания все же является его стропильная система.

Почти для каждого вида крыши существуют свои особенности в возведении стропил и иных перекрытий, но в основе строительства на данном этапе уже есть общие положения и принципы, которые не меняются уже много лет, они-то и создают тот запас надежности, которым и должна обладать каждая крыша.

Давайте рассмотрим более пристально основные виды стропильных систем, а также материалы, из которых они изготавливаются. Расскажем подробно, чем же одна система отличается от другой при самостоятельном строительстве кровли.

Что такое стропила для крыши?

Если сказать об этом максимально кратко, то стропильная система крыши – это необходимый и важный элемент здания, который состоит из каркаса с опорами на несущие стены строения. Этот каркас должен служить в процессе строительства надежной основой для всех видов материалов, таких как различные виды утеплителя, слои гидроизоляции, а также кровельные материалы.

Размеры и конструктивные особенности крыши и всей стропильной системы зависят от нескольких факторов:

• общего размера всего здания;
• правильного подбора материалов;
• правильный и точный расчет всех будущих предполагаемых нагрузок;
• предпочтений личного свойства относительно формы крыши у самого заказчика.
• личных предпочтений относительно формы кровли.

Все вышеописанные факторы очень важны для того, чтобы была правильно подобрана стропильная система дома.

Каждый из этих факторов, безусловно, важен для понимания того, какие виды стропильной системы будут оптимальными для той или иной конкретной ситуации.

Какие нужны материалы для стропильной системы

Деревянные стропильные системы, пожалуй, одни из самых распространенных, а дерево — один из самых надежных материалов. Этот материал очень привлекателен, так как установка его довольно легка, а по цене он намного дешевле, чем многие другие.

В качестве наиболее распространенного материала для обустройства стропильных систем сегодня выступает дерево. Часто при строительстве деревянных перекрытий используется брус из деревьев сосновых пород -150 миллиметров. Но можно наравне с этим материалом встретить и доски, но при этом их обычно сшивают.

Обратите внимание — прежде всего эта информация касается строительства в частном жилом секторе.

Когда возводят многоэтажные дома или в случае строительства зданий промышленных предприятий, тогда используются металлические стропильные системы, а также и другие материалы.

Чтобы стропильная система крыши из дерева, прослужила как можно дольше, перед монтажом необходимо специальным образом их обработать. Для этого используют различные составы, вот основные из них:

• Антибактериальные составы - такие составы направлены на защиту древесины от негативных процессов гниения в том случае, если дерево будет подвергаться воздействию воды (это может произойти, если дерево находится в кровельном конденсате);
• Противопожарные составы - здесь все понятно из названия, они защищают дерево от возгораний.

Проблемы с обработкой и теми, и другими составами сегодня нет, ведь рынок буквально переполнен различными препаратами, которые успешно защитят стропила деревянные.

При обработке данными составами лучше всего пользоваться обыкновенной малярной кистью, так как при применении метода распыления пропитка древесины может быть недостаточной.

Металлические стропила - в чем их преимущество?

При возведении крыш промышленных зданий, а также многоквартирных домов не используют стропила деревянные, наиболее распространенным вариантом будет стропильная система из металла с технологией, которая называется — легкий стальной каркас.

Такая конструкция из тонкостенного оцинкованного металлопрофиля для крыш достаточно надежна и долговечна. По словам некоторых производителей, она может прослужить более 100 лет.

Можно отметить и некоторые ее преимущества по сравнению с деревянными. Приведем лишь некоторые из них:

• Пожаробезопастность данного материала - такая стропильная система кровли, состоит из материалов, которые не подвержены горению, поэтому, возгорание исключается, Если все же пожар начнется, то данный вид стропильной системы сможет какое-то время сдерживать огонь и предотвратить обрушение кровли;
• Не нужно проводить профилактические работы противопожарными составами или антигрибковыми;
• Долгий срок эксплуатации - не менее 100 лет. Грибку данные конструкции неподвержены, а антикоррозийной защитой служит цинковое покрытие;
• Возможность устанавливать такие стропила в любое время года;
• Монтаж таких металлических стропил достаточно легок, можно использовать лишь дрель и шуруповерт;
• Очень малые нагрузки на несущие стены здания, благодаря малому весу конструкций;
• Неплохие показатели для сохранения тепла;

А нужна ли она, металлическая стропильная система?

При возведении многоквартирных многоэтажек металлические стропила — это хороший выход. Металлические стропила для крыши могут выдержать большие нагрузки, и в этом случае можно использовать для покрытия кровли, практически, любые материалы.

Но при строительстве частных домов такие решения на основе металлических конструкций можно встретить довольно редко. Все-таки металл — это не такой материал, который хорошо сохраняет тепло, скорее даже наоборот.

Поэтому при монтаже таких конструкций нужно помнить, что теплозащита в загородных и частных домах при использовании конструкций из металла будет не очень хорошей. А вот деревянные стропильные конструкции, наоборот, очень хорошо сохраняют тепло, поэтому стропила из дерева считаются более экономически выгодными. Они значительно сокращают, энергозатраты, а это в последнее время становится довольно актуальным вопросом.

Конечно, если необходимо усилить деревянные конструкции элементами из металла, то это можно делать. Но нужно обязательно между металлическими и деревянными конструкциями прокладывать слой изоляционного материала, чтобы в древесине от возможного скопления конденсата не начались негативные процессы гниения.

Цельная металлическая стропильная система может также возводиться при помощи сварки. В этом случае никаких разрушающих процессов не будет, так как вся конструкция будет состоять из металла, она не будет иметь контакта с деревянными частями.

При установке металлоконструкций в кровле нужно обязательно ее утеплять. Так как конструкции из металла являются «проводниками холода».

Довольно часто металлические конструкции используют для дополнительных опор, которые вставляются под коньковый прогон. Ведь именно эта часть дома подвергается максимальным нагрузкам.

Но главное, из какого бы материала не была изготовлена стропильная конструкция, главный критерий, которому она должна отвечать, это надежность конструкции. Другими словами, все элементы в конструкции стропил должны быть закреплены максимально жестко.

Поэтому неудивительно, что большинство стропильных конструкций исполняются в виде треугольника, ведь именно данный вид креплений, испокон веков, считается самым надежным.

Форма крыши и стропила

В зависимости от формы крыши применяют различные типы стропильных систем, например:

• так называемые висячие стропила;
• наслонные стропила;
• вальмовые крыши и их стропильная система.

Давайте рассмотрим каждую из них более внимательно.

Висячий тип стропильной системы

Наиболее простым видом стропильных конструкций являются висячие стропила. Вот их основные особенности:

Стропила такого типа имеют всего две точки, на которые они опираются. Этими точками опоры являются стены самого дома.

Опираться на стены, сами по себе, стропильные ноги не должны, они должны быть закреплены на специальном брусе - так называемом мауэрлате. Мауэрлат - это толстый брус, который при помощи шпилек, либо других видов креплений, закрепляется на несущей стене.

Данный вид конструкции способен выдерживать большое распирающее усилие, а затем передавать его на несущую стену.

Для того, чтобы компенсировать распирающее усилие, делают затяжку. Она призвана соединять каждую стропильную пару, которая находится внизу. Чаще всего можно встретить конструкцию, когда устанавливают ее в самой нижней части. В этом случае она еще может играть роль перекрытия всей кровли. Конечно, никто не запрещает делать ее и выше, но в этом случае необходимо помнить, что усилие на данный элемент многократно возрастает.

Затяжка — это важный элемент в висячей стропильной системе, ведь она не только сдерживает распирающее усилие, но и эффективно препятствует разъезжанию ног стропил.

Наслонные стропила

Система наслонных стропил отличается от висячих тем, что эта система требует дополнительной средней стены.

Если рассматривать структуру более подробно, то можно выделить следующие признаки.

Наслонные стропила, точнее их концы, опираются на стены дома. В то время, как средняя часть дополнительно опирается на несущую стену, которая находится внутри дома, или идет упор на дополнительные опоры в виде столбов.

Еще одним отличием является и то, что данный вид стропильных систем работает исключительно на изгиб. А вот та нагрузка, что идет на сжатие, их совершенно не затрагивает, так как уходит в серединную дополнительную опору.

Таким образом, для стропильной системы наслонного типа все элементы можно делать значительно тоньше, а вся система может быть более легкой. Конечно же, это может послужить значительной экономией строительных материалов. Что существенно может сократить денежные затраты.

Если возводится кровля для здания сложной конструкции, тогда типы стропил можно чередовать. При наличии средней несущей стены (опоры) устанавливаются стропила наслонного типа, а при отсутствии таковой – висячие.

Стропила для вальмовой кровли

Особая стропильная система требуется для вальмовых четырехскатных крыш. Это объясняется тем, что геометрия данной кровли гораздо сложнее, и ее стропила предназначены для выполнения разных функций.

Рассмотрим несколько основных типов таких стропил:

• Накосные диагональные стропила служат для соединения углов дома с торцами бруса (конькового). Они формируют ребра строящейся кровли. Это самые длинные и наиболее прочные из всех стропил, потому что на них приходится почти вся основная нагрузка.
• Рядовые центральные стропила предназначены для соединения по бокам скатов конькового бруса с мауэрлатом. Они должны устанавливаться строго параллельно друг к другу.
• Угловые стропила (нарожники) гораздо короче рядовых стропил. Служат для соединения мауэрлата с накосными стропилами, а не с коньком. Данные стропила определяют плоскости скатов строящейся крыши.

Конструкция стропил для вальмовой кровли при своей некоторой сложности все-таки, главное, должна обеспечивать необходимую прочность четырехскатной крыши.

Таким образом, изучив разные виды стропильных систем, вы должны правильно выбрать конструкцию, подходящую именно для вашего дома. Удачная форма крыши и прочная надежная стропильная система сделаю ваш новый дом не только красивым и индивидуальным, но и безопасным для жизни.

Существует множество вариантов каркаса крыши и стропильных конструкций. Выбор конечного вида зависит не только от вкусов заказчика, но и от назначения чердачного пространства: утепленная мансарда или холодный чердак. Исходя из этого, соответствующим образом будут установлены крепежные конструкции и несущие перегородки.

Преимущества двускатных крыш

• Простота конструкции и отсутствие технологически сложных узлов и решений позволяет производить монтаж без привлечения высококвалифицированных строителей;
• Материалы, прочностные характеристики которых допускают их использование для устройства крыши, стоят сравнительно недорого;
• Большой угол наклона эффективно отводит воду;
• Разнообразие архитектурных решений и дизайнерских форм в сочетании с простотой исполнения позволят сделать дом уникальным и выделить его на фоне соседних сооружений.

Из недостатков следует отметить большую площадь поверхности кровли, как следствие довольно высокую парусность конструкции. Кроме того, кровлю во избежание излишних теплопотерь, необходимо в обязательном порядке тщательно утеплить.

Виды и конструкция стропильных систем

Основным моментом в проектировании скатной крыши является компоновка и расчет конструкции для максимально равномерного распределения веса кровли и снеговой нагрузки на несущие стены здания.

Различают два основных вида каркасов по способу передачи нагрузки:

Конструкция стропильной системы представляет собой две наклонные плоскости. В классическом варианте фронтоны – боковые поверхности, являются равнобедренными треугольниками, однако это зависит от дизайнерского решения.

Незначительные изменения конструкции на стоимость и сложность возведения крыши практически не влияет.

Основными элементами конструкции каркаса являются:

• Стропила (стропильные ноги);
• Мауэрлат и лежень – горизонтальные брусья, на которые опираются стропильные ноги и коньковая балка. Если выбран вариант с мансардой, то лежня и стропильной балки не предусмотрено.
• Вертикальные стойки и подкосы – дополнительные опоры для стропил значительной длинны;
• Затяжка – горизонтальная балка, на которую опираются стойки, основное предназначение соединение стропильных ног;
• Коньковый брус и прогоны – брусья, соединяющие стропильные ноги в один пространственный каркас. Основная задача придание всей конструкции пространственной устойчивости и жесткости;
• Обрешетка – планки небольшого сечения, на которые происходит монтаж кровельного пирога.

Расчет количества расходных материалов

Для того чтобы расчет каркаса крыши и количества материалов был верным необходимо нарисовать хотя бы приблизительный план с указанием основных размеров на которые будут ориентированы все элементы конструкции.

Расчет производится для того чтобы определить следующие показатели:

Необходимо помнить, что к точному количеству материалов следует добавлять от 5-10%(кровельные материалы) до 10-15% (пиломатериалы).

Для наглядности расчета принимаем вводные величины:

• Ширина крыши (А) – 5 м;
• Длина крыши (В) – 8 м;
• Угол при вершине стропильных ног (α) - 120º;
• Углы при основании стропильных ног (β, γ) 30º.

1. Для начала необходимо определить оптимальную высоту крыши, формула имеет вид: Н = ½ × А / (tg α / 2), подставим исходные значения и получаем Н = 0,5 × 5 / 1,73 = 1,44 м.
2. Определяем длину стропильной ноги. Согласно всем известной теореме Пифагора, эта величина равна произведению половины ширины дома, разделенному на sin половины угла при вершине. Формула имеет следующий вид: L = ½ × А / (sin α / 2) = 0,5 × 5/0,87 = 2,87 м.
3. Поверхность ската вычисляется по формуле площади прямоугольника, площадь всей крыши равна двум скатам: S СКАТ. = A × L × 2 = 5×3,5×2=35м 2 . При этом следует помнить, что количество приобретаемого кровельного материала должно быть несколько больше, так как раскрой листов или рулонов для правильной перевязки элементов требует определенного количества отходов. Для каждого типа материалов есть свои допуски. Большинство положений регламентирует СНиП II – 26 -76 «Кровли», актуальная редакция за 2010 год.
4. Для расчета количества пиломатериалов для стропильных ног принимаем шаг между ними (М) 1000 мм. Длину крыши В делим на шаг стропил М и прибавляем одно стропило. К = В / М + 1 = 9 шт.
5. Расчет пиломатериалов обрешетки. Принимаем шаг между планками обрешетки m = 300мм. Расчет производится по формуле: k = (L / m × B) × 2 = (3,5/0,3×8)=187 метров погонных.

Нельзя забывать, что к полученной величине необходимо добавить показатель длины карнизного свеса. В зависимости от высоты стены он принимается в промежутке 0,5-0,8 м, соответственно длинна стропильной ноги будет находиться в диапазоне 3,37 ÷ 3,87 м. для удобства дальнейших расчетов принимаем величину 3,5 м.

К полученному значению необходимо добавить не менее 10% на отходы, следовательно, необходимо приобрести 205 м. п. пиломатериалов для обрешетки.

Монтаж каркаса крыши

Устройство каркаса крыши своими руками не такая уж и сложная задача, главное соблюдать последовательность этапов монтажных работ:

1. Установка мауэрлатов – балки должны выступать над наружным краем на 400 мм с каждой стороны для защиты торцевой стены от дождя;
2. Установка лежней под промежуточные опоры – доски толщиной 500 мм и шириной 150 мм. обязательно производится их надежное крепление д.белями к основе с шагом в 0,5-1м;
3. Устанавливаются и крепятся временными укосами крайние стропила;
4. Сверху устанавливается коньковый брус;
5. Монтируются все срединные стропила, в процессе их установки монтируются все дополнительные элементы: подкосы, стойки, прогоны;
6. Сверху набивается обрешетка;
7. Монтируется кровельный пирог в соответствии с подходящей выбранному материалу технологией.

После тщательного расчета и аккуратного монтажа не должно оставаться слишком много излишков строительных материалов.

Конструкция крыши каркасного дома является одной из наиболее простых, поэтому ее самостоятельное возведение не отнимет много сил и времени.

Эта статья поможет вам, если в процессе работы возникли трудности.В ней рассмотрим особенности монтажа крыши, дадим практические рекомендации по выбору материала, элементов конструкции, и соблюдению необходимых норм и требований в процессе работы.

Что сделать перед тем, как взяться за работу?

До начала возведения конструкции надо определиться:

• С типом крыши и углом уклона скатов
• Типом кровельного материала
• Длиной, сечением стропил и расстоянием между ними
• Длиной, шагом и сечением элементов обрешетки и контробрешетки
• Типом утеплителя

Тип крыш каркасных домов

Крыши бывают:

• Плоскими
• Скатными (с одним, двумя или более скатами)
• Мансардными (с двумя и четырьмя скатами)
• Щипцовыми, коническими, многошипцовыми и прочее

Выбор крыши делается не только исходя из условий ее внешнего вида. Важно учитывать функциональные возможности конструкции. Основные преимущества и недостатки крыш разного типа приведены ниже.

Каркасный дом с плоской крышей

Плоские крыши не пользуются популярностью в частном строительстве. Их сооружение не вызывает сложностей, но недостатки все перекрывают. За ними требуется тщательный уход. После дождя на крышах остается вода, зимой снег приходится убирать самостоятельно. При этом повышается вероятность проникновения влаги внутрь помещения. На домах же со скатной крышей можно использовать чердак, как дополнительное помещение.

Зато при монтаже плоской крыши можно значительно сэкономить на строительных материалах и загорать на ней летом.

При монтаже надо выдерживать угол уклона в 2-3 градуса по отношению к горизонту.

Многоскатная и односкатная крыша каркасного дома

Угол уклона скатов начинается от 10 градусов. Количество скатов – от 1 до 4.

Скатные крыши очень популярны и используются повсеместно. Весной снег долго не задерживается на них, вода спокойно стекает по желобам, появляется много дополнительного места в виде чердачного помещения, на котором можно устроить дополнительную комнатку. Нагрузка на конструкцию также снижается, а вместе с ней и возможность протечек.

Мансардная крыша

Может быть полувальмовой (двухскатной с двумя маленькими скатами) и вальмовой (четырехскатной). Такой тип крыши также широко используется.

Преимущества следующие: дополнительное место под крышей, возможность установки окон, уникальный внешний вид дома, низкая нагрузка на конструкцию зимой. Недостатки – большие затраты на материал, отопление, много снега на оконных конструкциях зимой, более быстрое разрушение стропильных конструкций из-за недостаточного вентилирования.

Многощипцовая крыша

Многощипцовая крыша считается одной из самых популярных. Отличается от других большим количеством скатов и наличием ендов. Устанавливается в том случае, если дом имеет сложную планировку.

Преимущества – конструкция выдерживает существенные нагрузки, появляется возможность обустройства дополнительного помещения, уникальный внешний вид. Недостатки – большой расход материала, при этом остается много отходов, сложность монтажа своими руками, большие денежные затраты.

Конические крыши

Коническая крыша устанавливается в случае, когда здание выполнено в форме круга. В России такие крыши мало кто строит.

Преимущества – интересный внешний вид, простота ухода. Недостатки: сложность расчетов и монтажа.

Мы предлагаем сделать выбор в пользу крыши с двумя скатами. В этом случае получится заметно сократить расходы на материал и обслуживание, при этом внешний вид конструкции не пострадает.

Стоит понимать, что чем больше скатов, тем крыша красивее, но при этом и дороже.Но если вы не привыкли экономить и хотите самое лучшее – то устанавливайте крышу любого типа.

Уклон скатов

Идеальным уклоном с точки зрения безопасности и долговечности является уклон от 30 до 45 градусов. В этом случае нагрузка на кровлю (ветер, снег) является оптимальной.

При этом внешне крыша с таким уклоном смотрится выигрышней.

Выбор материала для кровли

Выбор кровельного материала зависит от уклона скатов. В этом случае будут соблюдены необходимые требования по безопасности и увеличен срок службы крыши.

Ниже приведены основные типы кровельных материалов и угол уклона, который надо соблюдать при монтаже:

• Профнастил – от 10 градусов
• Шифер – от 12 до 60 градусов
• Еврошифер (ондулин) – от 6 градусов и выше
• Керамическая черепица – 18-60 градусов
• Полимерпесчаная черепица – 18-60 градусов
• Битумная черепица – от 12 градусов без ограничения максимального уклона
• Металлочерепица – от 15 градусов

Выбирая тип кровельного материала надо соблюдать следующие рекомендации:

• Материал должен соответствовать конфигурации кровли
• Срок службы материала должен быть максимально приближен к сроку годности самой кровли
• Выбранный материал должен соответствовать эстетическим и экономическим критериям владельца. Надо учитывать сложность кладки и стоимость кровельного материала, сложность схемы крыши и т.п
• Кровельный материал должен обладать максимально «выгодными» характеристиками: долговечность, устойчивость к механическим и климатическим воздействиям, простота ухода, морозоустойчивость, уровень звукоизоляции, климатические условия и т.д. Если вы живете там, где часто идет град, не стоит выбирать кровельный материал, который после первого выпадения осадков превратится в лохмотья

Стропила: сечение, шаг, длина

Для расчета стропил вы можете воспользоваться специальным калькулятором, сэкономив время:

Сечение стропил выбирается с учетом следующих параметров:

• Длины стропильных ног и шага их установки
• Уклона кровли (чем он меньше, тем меньше нагрузка на поверхность)
• Нагрузки (снеговые, ветровые и пр.), которые установлены в нормативных документах для каждого региона страны
• Вида материала, которым будет покрываться кровля, а также его веса и размера

Выбрать сечение можно двумя способами: обратиться к строительным таблицам или провести самостоятельный расчет.

Мы предлагаем ознакомиться с нормативами, приведенными в таблице ниже. Однако лучше всегда выбирать вариант с запасом. Из таблицы сразу можно подобрать шаг стропил и длину.

Обрешетка

В зависимости от уклона кровли и кровельного материала (в данном случае выбрали черепицу) можно подобрать шаг и размеры обрешетки по таблице.

Сечение брусков шаговой обрешетки можно выбрать размером 50 на 40 мм.

Контробрешетка

Размер, и сечение контробрешетки можно делать такими, как у обрешетки.

Шаг должен совпадать с шагом стропил.

Монтаж крыши каркасного дома

Последовательность монтажа для двухскатной крыши выглядит следующим образом:

• Установка стропильной системы
• Укладка утеплителя
• Устройство обрешетки и контробрешетки
• Установка кровельного материала и финишных элементов конструкции

Установка стропильной системы

Установка стропильных ног начинается после того, как будут надежно зафиксированы потолочные балки (мауерлаты). В качестве стропил будет выступать брус сечением 50×150 мм., или 50×200 мм. Более точное сечение возьмите из таблицы выше.

Подготовка стропил

Для начала надо изготовить шаблон стропильных ног. Делается это так:

• Берут две доски и соединяют их внахлест под углом 90 градусов, фиксируя гвоздем в верхней точке
• Шаблон поднимают наверх и устанавливают края досок на мауерлаты
• Регулируя расположение досок, находят нужный скат. При этом их края должны на 40-60 сантиметров выходить за уровень стен, чтобы в будущем проще устроить систему водостока. Если длины досок не хватает, можно сшить по две на земле
• Когда необходимый уклон скатов получен, надо между стропильными ногами прибить поперечную перекладину, тем самым зафиксировав угол. В это же время нужно обозначить карандашом линию среза стропил, если они будут фиксироваться встык и срезы под прямым углом в местах присоединения ног к мауерлатам
• Все расчеты должны быть сняты с максимальной точностью

После того, как шаблон приготовлен, по нему надо собрать две пары стропил, которые будут монтироваться по краям. При необходимости ноги наращиваются. Состыковывать их можно вполдерева толстыми болтами, что безопасней, или при помощи двух гвоздей, вбитых под разным углом. Между двумя ногами одного стропила надо установить поперечину.

Сращивание бруса

Соединение стропил внахлест

Сращивание стропил способом соединения встык

Спаренные стропила

Жёсткое соединение стальным уголком и опорным подшивным брусом

Вбивание гвоздей с боков, под углом в направлении друг к другу

Скользящее соединение стропил

Следующий шаг – подъем стропил на крышу и их фиксация на мауерлатах (балках), как показано на картинке. Внизу монтируется упорный брусок.

Когда две пары боковых стропил установлены, между ними надо натянуть веревку. Она служит маяком, по которому проверяется уровень. Далее между стропилами измеряется расстояние и делится на 60 или 80, в зависимости от шага, с которым будет вестись монтаж.

После проведения расчетов на земле собирается нужное количество стропил. Затем они поднимаются наверх, и устанавливаются с выбранным шагом по всему периметру. Между стропильными фермами прибивается по две доски для фиксации.

Утепление крыши каркасного дома

Чтобы зимой не замерзнуть, надо утеплить крышу.

Сначала к внутренней стороне стропильных ног при помощи строительного степлера крепится пароизоляционная пленка. Стыки прорабатываются двухсторонним скотчем. Затем в пространство между брусьями стропил укладываются плиты утеплителя.

Чтобы защитить утеплитель от атмосферных осадков, надо поверх него постелить диффузионную мембрану. Если планируете использовать армированную пленку, то между ней и утеплителем оставляйте зазор в 2 сантиметра.

Вот отличное фото, которое упрощает процесс:

• 1 - Стропило
• 2 - Утеплитель
• 3 - Подкровельная ветро-водоизоляция
• 4 - контррейка
• 5 - Обрешетка
• 6 - Кровельное покрытие

Обрешетка и контробрешетка

Контробрешетку можно выполнить брусками 25 на 30 сантиметров или 30 на 50. Шаг брусьев такой же, как у стропил, так как они монтируются поверх них. На фото выше это отлично видно.

На контробрешеку монтируется обрешетка. Для этого используются доски 25 на 100 мм., или брусья 40 на 50 мм. Шаг обрешетки зависит от типа кровельного покрытия, который будет применяться. Крепления делаются оцинкованными гвоздями, чья длина в три раза больше толщины брусков или досок и в шахматном порядке.

На фото ниже выберите нужное расстояние для своего варианта.

Монтаж кровельного материала

В нашем случае рассмотрим монтаж металлочерепицы. Он начинается по направлению снизу – вверх.

Вначале монтируется карнизная планка при помощи саморезов. Далее на крышу поднимается первый лист металлочерепицы. К карнизной планке он крепится саморезами в каждую выемку. Затем можно крепить лист через одну выемку. Если длины одного листа черепицы не хватает, можно нарастить его, используя свободные куски, укладывая их внахлест и фиксируя саморезами 4,8 x 28 мм. Далее аналогично укладываются с нахлестом остальные листы.

Нижний край черепицы должен выступать на 40 см. за край карниза.