Как изготовить стропила для крыши своими руками

Венец дома из бруса – это устройство крыши и укладка кровельного материала. Для монтажа кровли деревянных домов чаще всего используют гибкую, керамическую или металлическую черепицу, причем последний материал более прост в укладке. Узнать о том, как построить простую крышу деревянного дома и как правильно её утеплить, вы сможете, ознакомившись с данным материалом.

Висячие и наслонные стропила для крыши

Стропила двухскатных, вальмовых, мансардных и других сложных видов крыш могут быть висячими и наслонными. Стропильные ноги односкатных крыш, как правило, являются наслонными. Висячие стропила крыши вверху опираются друг  на друга и образуют так называемую стропильную ферму, а наслонные  вверху опираются на коньковый прогон (брус) или опорную стену.

Стропильные фермы дают возможность перекрывать пролеты помещений без несущих опорных стен посредине. При этом две противоположные стропильные ноги соединяются вверху между собой, а внизу крепятся к мауэрлату или балке перекрытия. Для придания конструкции необходимой жесткости такие стропильные ноги соединяются ригелями (накладками, затяжками). При длине стропил более 4,5 м их опирают на дополнительные стойки и подкосы.

Наслонные стропила также как и висячие могут крепиться к мауэрлату или балке, а вверху – на коньковый прогон, брус, который крепится на стойках опирающихся на внутреннюю стену дома или дополнительную балку. При больших пролетах их также усиливают дополнительными стойками и подкосами.

КАКИЕ БЫВАЮТ ФЕРМЫ

Дома с каркасом из бруса представляют

собой несколько стропильных ферм соединенных со столбами стен, которые, в свою очередь, могут быть соединены с балками перекрытия. Традиционные соединения выполняются с помощью пазов и шипов, которые закрепляются нагелями (деревянными колышками). Но можно сделать соединение деталей с помощью специальных металлических креплений, что значительно удешевляет конструкцию и ускоряет процесс изготовления деталей.

Существует пять основных видов стропильных ферм, используемых в каркасе из бруса. Но все они имеют различные вариации. Некоторые фермы очень просты в изготовлении, у некоторых есть изогнутые детали, поэтому они сложнее. Помимо красоты они, конечно же, выполняют и свою основную роль — передачу нагрузок с крыши на стены. Поэтому желательно проект каркаса дома предоставить выполнить специалистам, которые выполнят необходимые расчеты.

Поскольку дом по форме может быть сложной формы, то потребуется выполнить пересечение крыш, а значит можно для разных крыш использовать различные фермы, тем самым создавая уникальность дизайна.

Фермы соединяются со столбами стен, и вместе с ними обычно и устанавливаются, либо вручную с помощью подпорок и веревок, и большого количества помощников, либо с помощью подъемного крана.

Затем фермы соединяются поперечными балками под скатами крыши, прогонами между стропилами и коньковой балкой. Почти все соединения укрепляются нагелями. Чтобы не было проблем во время сборки каркаса дома, все соединительные элементы тщательно проверяются на гладкость, иногда делается предварительная сборка какого-нибудь элемента, чтобы удостовериться, что все стыки будут подогнаны правильно.

Соединение Ласточкин Хвост

Соединение затяжки и стойки стропил

Соединение врезных слег

Соединение стропил с коньком

Доветаль

Соединение шип-паз

Соединение затяжки

Соединение древесины: косой замок

Соединение стропил с балкой

Дома с каркасом из бруса стр.1

Монтаж кровли из керамической, гибкой и металлочерепицы своими руками (с видео)

Неповторимый вид придает деревянному срубу кровля из керамической черепицы. Она гармонично сочетается с фактурой дерева. Кроме того, керамическая черепица является экологически чистым материалом, кровля из которого отличается не только прочностью, но и долговечностью. Поскольку керамическая черепица достаточно тяжелая, конструкция кровли должна быть дополнительно усилена.

Укладка керамической черепицы при монтаже кровли выполняется внахлест. На-хлест может быть одинарным (для однослойной кровли) и двойным (для двух- или трехслойного кровельного покрытия). Последний выполняется с применением плоской черепицы. Ряды материала, уложенного сверху, перекрывают нижние ряды больше чем наполовину. При этом вес кровли значительно увеличивается.

Чтобы закрыть коньковый брус, применяют специальную коньковую черепицу. При монтаже кровли из черепицы своими руками верхний ряд перекрывается на 5 см, затем прикрепляют коньковый материал, используя цементно-известковый раствор.

Наиболее простым является монтаж такого кровельного материала, как металлочерепица. Ее изготавливают обычно из алюминия или оцинкованной стали. Данный кровельный материал имеет относительно небольшой вес, что позволяет сократить затраты на усиление стропил. С обеих сторон каждый лист металлочерепицы покрыт слоем пленки, которая защищает крышу от всевозможных атмосферных воздействий, а также ультрафиолетовых лучей. Подгонка листов во время их установки не требуется. Монтаж кровли из металлочерепицы осуществляется по большей части без отходов.

Также кровля может быть выполнена из гибкой черепицы, которая бывает различных форм. Данный кровельный материал отличается стойкостью к низким температурам и герметичностью. На нижней стороне каждого листа покрытия имеется самоклеящийся слой. Монтаж кровли из гибкой черепицы не вызывает затруднений и проходит быстро.

На видео «Монтаж кровли из черепицы» показано, как выполняется эта работа:

Схема стропильной конструкции

По периметру стены укладывается мауэрлат – брус, который принимает на себя часть несущей функции, равномерно распределяя на несущие стены. На него будут поставлены основания всех элементов конструкции.

Поперёк здания укладывают прогоны, такие же прогоны будут служить опорой для стропильных ног в середине сооружения.

Поднимают, заранее смонтированные на земле, фермы, которые будут держать конёк и крепят к мауэрлату.

Читайте также:  8 советов по выбору поликарбоната для теплицы

Ставят опоры для конька, укладывают конёк и крепят к нему диагональные, промежуточные стропила.

Укрепляют конструкцию с помощью подкосов, подпорок и ригелей.

Стойки под стропила

На конструкцию укладывают стропила, учитывая проектное расстояние между отдельными балками. Торцы ног упирают в мауэрлат, а верх запиливают и соединяют металлическим крепежом на скошенных углах. На готовое основание укладывают гидроизоляцию, утеплитель и кровлю.

Правильное расположение и способы соединения бруса гарантирует устойчивость при укладке утеплителя и кровли. Дальнейшая эксплуатация объекта во многом зависит от точного проектирования и правильно подобранных пиломатериалов.

Сращенные стропила предпочтительнее закладывать при монтаже крутых скатов крыши, где атмосферные нагрузки в разы ниже, чем на плоских скатах. Плоские скаты зимой нагружаются под действием снега, что давит на пиломатериал под кровлей.

Установка стропил согласно типам крыш

Некоторые нюансы работы со стропильной системой зависят от того, какого типа планируется крыша. Стропила шатровой крыши будут не похожи на стропила односкатной крыши, поэтому определиться с типом конструкции нужно еще до строительства. Так будет проще понять, можно ли справиться с работой своими силами, а также определить предстоящий порядок действий. Рассмотрим основные типы крыш и тонкости работы с ними.

Проще всего разобраться, как установить стропила на крыше, в случае с односкатной конструкцией. В таком случае скат опирается на противоположную стену, угол наклона зависит от высоты подпор. Как правило, он составляет около 45-60 градусов. Балки стропил располагаются строго параллельно друг другу, как и при устройстве двускатной крыши. Тем не менее, двухскатная отличается большей сложностью. Балки стропил такой конструкции соединяются на коньке, опираясь снизу на мауэрлат или специальные опоры.

Стропила вальмовой крыши отличаются сложностью перекрытий и соединений. Основное отличие от двухскатной у такой конструкции заключается в отсутствии фронтонов. На их месте находятся треугольные элементы крыши, которые требуют наличия особых, диагональных стропил. Сделать такую систему сложнее, но и выглядит такой дизайн более необычно. Обычно за проектом вальмовой конструкции рекомендуется обращаться к специалисту, так как неправильный монтаж стропил крыши может привести к обрушению крыши из-за неверно распределенной нагрузки.

Установка стропил согласно типам крыш

Шатровая крыша является одним из вариантов вальмовой конструкции и напоминает пирамиду. Для подобной стропильной системы нужно основание в форме правильного многоугольника или квадрата, иначе сделать крышу шатровой не получится. Неправильное определение нужного уклона может привести к проседанию крыши или нарушению ее герметичности, поэтому такая стропильная система тоже требует внимания и советов квалифицированного специалиста.

Установка стропил согласно типам крыш

Наконец, еще один распространенный в частном строительстве вариант – мансарда. Стропила мансардной крыши призваны сохранить максимальное пространство чердака. Мансардная крыша напоминает двухскатную, но состоит из четырех элементов – двух пологих верхних скатов и двух крутых нижних. Поэтому стропила ломаной крыши отличаются некоторой сложностью в работе, по сравнению с обычными для работу над стропильной системой нужно обязательно учитывать тип запланированной крыши. В зависимости от конструкции определяется сложность предстоящих действий и количество материалов.

Устройство стропильной системы. Нюансы

Двускатные кровли принципиально различаются только по способу устройства стропил — висячие или наслонные — что напрямую зависит от длины пролёта. В этом руководстве мы рассмотрим оба варианта и будем использовать набор базовых терминов.

Высота чердака — расстояние от верха стены (места опор стропил на стену), либо от верхней плоскости мауэрлата, либо от верхней плоскости балок перекрытия до верхней точки конька двускатной крыши.

Врубка — сопряжение (соединение) деревянных деталей за счёт создания анкера и посадочного места, либо сцепа или упора из тела дерева самого элемента. В основном места врубки усиливают различными анкерами — деревянный чоп, резьбовая тяга (шпилька), саморезы, турбовинты.

1 — вылет крыши; 2 — стена; 3 — балка; 4 — лежень; 5 — промежуточная стойка; 6 — высота чердака; 7 — центральная стойка или «бабка»; 8 — стропило; 9 — рабочая чать стропилы; 10 — конек; 11 — проекция рабочей части стропилы

Остальные базовые термины приведены в предыдущих статьях.

Существенно повлиять на конструкцию стропил может их функция в опорной области. Опоры различают трёх видов.

1. Опора без врубки и среза. Применяется только на временных, подсобных зданиях, либо для кровли , не несущей существенных нагрузок. В таких случаях устанавливают мощный клин по размерам.

Опора без врубки: 1 — стропила; 2 — клин; 3 — балка; 4 — армопояс; 5 — мауэрлат

2. Опора на полный срез или концевая врубка. Стропила опираются на балку или мауэрлат на площадь всего среза или на торцевой зуб. В этом случае для создания свеса крыши наращивают кобылку или монтируют дополнительную контробрешётку. Обычно к такому способу прибегают в случае, когда длина ската примерно равна длине одной единицы материала (доски, бруса), принятого для стропильной ноги (как правило, 5-6 м). Это делается для того, чтобы не сращивать стропила в рабочей части.

Опора на полный срез или торцевой зуб: 1 — балка; 2 — торцевой зуб; 3 — клин; 4 — врубка; 5 — шпильки с гайками; 6 — стропила

3. Опора на промежуточную врубку. Стропильная нога остаётся сплошной от конька до края крыши, т. е. функцию свеса выполняет крайняя часть стропильной ноги. Наиболее распространённый вариант при длине ската более 5 метров. В этом случае сращивание стропил неизбежно. Врубка даёт дополнительный зацеп для жёсткости, а достаточная длина стропильной ноги гарантирует оптимальную длину вылета крыши. Глубина врубки в стропильную ногу не должна превышать 40% её высоты.

Опора на промежуточную врубку: 1 — мауэрлат; 2 — опорный брусок; 3 — шпильки с гайками; 4 — балка; 5 — клин; 6 — стропила

Для создания двускатной стропильной системы своими руками понадобится набор инструмента плотника:

  1. Электроинструмент — циркулярная пила, электролобзик, мощная дрель с набором «перьев» по дереву.
  2. Ручной инструмент — пилы, топор, молоток, кувалда, набор стамесок, слесарные ключи.
  3. Измерительный инструмент — рулетки, уровни, гидроуровень, правило, шнур, отвес.
Читайте также:  Конструкция кровли и крыши деревянных домов

Коньковый брус: размеры прогона и сечение бруса

Если следовать формулировке, то прогон – это несущая балка, которая двумя концами опирается на стену. В большинстве случаев конёк опирается на два фронтона, но иногда эта формулировка не совсем соответствует действительности. Так, в вальмовых крышах конёк не опирается на стены. Самый простой вариант – это балка, уложенная на фронтоны без использования подпорок. В любом случае необходимо правильно определить сечение конькового прогона.

  • Нюансы выбора и укладки прогона
  • Расчёт сечения

Нюансы выбора и укладки прогона

Чтобы рассчитать сечение конькового прогона, необходимо суммировать нагрузки с половины крыши, вернее, с её горизонтальной проекции. Размеры прогона зависят от его протяжённости и габаритов здания.

В большой постройке прогон получится настольно мощный и тяжёлый, что для установки потребуется использовать подъёмный кран.

Однако найти ровный цельный брус длиной больше 6 метров очень сложно, поэтому для изготовления такого конька лучше взять обычное бревно или клееную балку.

Если будет использоваться цельнодеревянная балка, то её торец необходимо стесать под углом 60 градусов и оставить открытым, то есть этот конец не должен соприкасаться с материалом стен.

Такая мера нужна для того, чтобы увеличить площадь торца, что позволит улучшить влагообмен в древесине.

Если коньковый прогон будет проходить через всю стену, то та его часть, которая соприкасается со стеной, тоже должна обрабатываться антисептиком и обматываться рулонным материалом. Такой свес конька за пределами стены позволяет сформировать разгружающую консоль. Если посередине конька нагрузка от крыши пытается прогнуть балку вниз, то на консолях давящая сила способствует прогибу в обратном направлении, тем самым уменьшая прогиб прогона в средней части.

Важно: даже если сечение длинного цельнодеревянного прогона подобрано правильно, и он подходит по прочности на прогиб, балка может прогнуться под собственным весом. Поэтому вместо такого длинного деревянного конька лучше использовать строительную ферму.

Расчёт сечения

Чтобы подобрать сечение коньковой балки, необходимо провести расчёт по двум показателям:

  • на прогиб;
  • и высчитать прочность на разрушение.

Чтобы рассчитать коньковый прогон на прогиб и прочность, необходимо воспользоваться следующими формулами:

  1. Сначала требуется определить внутреннее напряжение, которое возникает в балке при изгибе под действием внешней нагрузки. Это значение не должно быть больше расчётного показателя сопротивления материала на изгиб, которое можно найти по таблице или в СНиП номер ІІ-25-80. Внутреннее напряжение находим по формуле: Σ = М:W , где:
  • Σ – искомая величина, которая определяется в кг на см²;
  • М – предельный изгибающий момент (кг Х м);
  • W – это момент сопротивления на прогиб у подобранного сечения стропил (находится по формуле bh²:6).
  1. Прогиб прогона нужно сравнить с нормируемым значением, которое равно L/200. Он не должен его превышать. Прогиб балки находится по формуле f = 5qL³L:384EJ, где:
  • J – это момент инерции, который определяется по формуле bh³:12, где h и b – габариты сечения прогона;
  • Е – величина модуля упругости (для древесины хвойных пород она равна 100 тысяч кг/см²).

Для начала нужно высчитать изгибающий момент. Если на схеме балки их присутствует несколько, то после расчёта выбирается наибольший.  Далее чтобы определить габариты сечения балки, мы можем произвольно задать параметр ширины балки и потом определить её требуемую высоту по формуле: h = √¯(6W:b), где:

  • b – это заданная нами величина ширины балки в см;
  • W – сопротивление прогона на изгиб, величина определяется по формуле: W = M/130, где М – это самый большой изгибающий момент.

Можно сделать наоборот, задать произвольную ширину прогона и вычислить его высоту по формуле b = 6W:h². После того, как вы вычислите габариты сечения прогона, его необходимо проверить на прогиб по формуле из пункта 2.

Внимание! В расчётное значение прогиба лучше внести небольшой запас прочности.

Когда коньковый брус будет рассчитан на прогиб, то необходимо сравнить эту величину со значением  L:200. Если прогиб на наиболее длинном участке не будет превышать это значение, то сечение балки оставляют таким, как получилось. В противном случае необходимо увеличить высоту прогона или использовать дополнительные опоры снизу. В последнем случае полученное сечение нужно перепроверить, снова выполнив расчёт с учётом используемых опор.

Полученные значения ширины и высоты конька нужно округлить в большую сторону. В принципе, выполнить этот расчёт несложно. Самое главное, указывать значения в нужных единицах измерения, то есть не запутаться, переводя метры в сантиметры и обратно.

Стропильная система двухскатной крыши

Двускатные крыши — более экономичные конструкции. В основе их стропильной системы лежит треугольник. Он состоит из двух стропильных ног и затяжки. Сверху стропильные ноги соединяются на коньковом прогоне, а нижние их концы крепятся на наружных стенах здания. Эта конструкция не так массивна, как предыдущая, но и не так устойчива. Она предназначена для более легкой кровли.

Установка стропил для тяжелых материалов должна предусматривать дополнительные стойки, схватки и подкосы.

Фермы в двускатных коттеджах бывают наклонными и висячими. Висячая ферма – самая простая конструкция, устанавливается на домах без средней стены, шириной не более 6 метров. Стропильная система не имеет промежуточных опор и устанавливается на стены. Состоит она из двух стропильных ног, подкосов и пары затяжек. Между собой и затяжками стропильные ноги соединяются шурупами, гвоздями, двусторонними накладками.

Надежное основание для двускатной крыши имеет форму треугольника

Если расстояние между стенами однопролетного дома превышает 6 метров, то количество подкосов для висячей фермы следует увеличить. Если угол ската крыши получается небольшой, а зимы в регионе снежные, то снова следует увеличить количество подкосов.

Наклонные стропильные системы удобны для небольших домов с несущей стеной посередине. Снаружи стропила опираются на стены дома, а внутри на среднюю несущую стену. Если ширина дома доходит до 15 метров, то одной опоры уже недостаточно. Верхние концы стропильных ног следует соединять внахлест угловыми накладками. Нижние – крепятся к мауэрлату.

Читайте также:  Мягкая кровля или металлочерепица – что лучше выбрать

Мауэрлат изготавливается из цельных бревен, которые обтесаны на 2 канта. По центру фермы ставится мощная стойка, на нее будет опираться вершина верхнего пояса.

Двускатные крыши с различным расположением средних опор

Мансардные крыши имеют другую конструкцию. Устанавливаться они могут, опираясь на внутреннюю стену или без средней опоры, если под однопролетный дом. Главная особенность таких ферм – междуэтажное перекрытие, а не затяжка. Перекрытие – это пол для мансардного помещения. Нижний и верхний пояс, горизонтальные схватки, вертикальные стойки – выполняются из двойных брусьев, если нет опоры в центре. На вершине конструкции укладывается прогон, как основа будущего конька. Для прогона используют бревна широкого сечения или пару толстых досок: толщина не менее 50 мм.

Конструкция стропильной системы мансардной ломаной крыши

Для деревянных домов при монтаже стропильной системы используют лесоматериалы, для кирпичных и блочных – подойдет металл или железобетон. Древесину для стропил нужно выбирать первого и второго сорта. Наилучшее сечение для стропил двускатной крыши – 50х150 мм. Для обрешетки подойдут бруски – 50х50 мм. Расстояние между соседними стропильными ногами – 1 м. Если угол крыши от 45 градусов, то расстояние можно увеличить до 1,3 м. Если регион снежный, то уменьшить до 0,7 м.

Обрешетка – брусья, прибитые перпендикулярно на стропильные ноги, параллельные друг другу. На эту часть конструкции приходится большая нагрузка, она передает тяжесть несущим стенам.

Обрешетка бывает сплошной, если зазор между досками меньше 1 см, и разреженной – шаг до 50 см.

Обрешетка изготавливается из обрезной доски

Сплошная обрешетка – хороша для мягкой кровли. Она состоит из двух слоев: первый слой – сплошной; второй – влагостойкая фанера или доски набитые на сплошную обрешетку под углом 45 градусов. Также сплошная обрешетка необходима в местах стыков.

Разреженная обрешетка подходит для жесткой кровли: сталь, глиняная черепица и пр. Обрешетка прибивается к стропилам. Шаг рассчитывается с учетом параметров кровельного покрытия.

Стропильные фермы и балки: что лучше

Основой крыши любой конфигурации является опорная конструкция, состоящая из прямых сплошных балок, стропил либо стропильных ферм. Первыми можно перекрывать лишь ограниченное по величине пространство, примером могут послужить наслонные стропила в малых постройках. Если же необходимо перекрыть большие пролеты, то приходится использовать либо составные балки, либо различного типа. Обыкновенные фермы образуют размещенные с расчетным шагом (1,5–3,5 м) ребра, поддерживающие обрешетку, поверх которой настилают кровлю. Подъем стропил, равный отношению высоты фермы к ее длине, зависит от таких параметров, как материал покрытия и условия устройства сооружения. Из дерева обыкновенно устраивают для пролетов малых и средних размеров. Их устройство с увеличением пролета значительно усложняется и в подобных случаях более предпочтительны стальные.

Преимущества использования

  • их расчет и проектирование сложнее стропильных или балочных опор, однако они предполагают рациональный расход стройматериалов, поэтому экономически выгодны;
  • использование клееного бруса, обеспечивающий им небольшой вес, позволяет применять конструкции в строениях с легким фундаментом, что приводит к снижению затрат и существенному сокращению сроков возведения дома;
  • в отличие от балочных опорных систем, которые можно использовать на пролетах до 4,5 м, фермы приемлемы для перекрытия пролетов до 30 м;
  • они универсальны и подходят для любого типа крыши, бесчердачного или с чердаком.

Материалы для утепления кровли

Очень важно для теплоизоляции крыши дома из бруса выбрать качественный и надежный материал. Есть ряд параметров, которым должен обязательно соответствовать утеплитель для крыши

Требования к материалам

Основные показатели качественного теплоизолятора:

  • экологичность и безопасность для человека.
  • низкая теплопроводность (не более 0,04 Вт/м°С);
  • небольшой вес, чтобы не создавать дополнительной нагрузки на несущие элементы конструкции;
  • хорошо держит свою форму;
  • высокая паропроницаемость;
  • звукоизолирующие свойства;
  • плотность не ниже 15 кг/м3.

Какие утеплители можно использовать для крыши

Виды утеплителя для крыши

Следует сказать, что среди огромного количества современных утеплителей, не так уж и много материалов, соответствующих перечисленным выше критериям.

Для утепления кровли можно применять:

  • минеральную вату;
  • эковату;
  • керамзит;
  • пенополистирол;
  • пенополиуретан.

Особенности каждого материала

Чтобы определить, какой утеплитель лучше, остановимся на каждом подробнее:

Минеральная вата по праву считается наилучшим материалом для теплоизоляции деревянного дома

При небольшом весе она имеет высокую плотность, что очень важно при утеплении кровельной конструкции. Минвата не горюча и не впитывает влагу, эти показатели особенно ценны при использовании в деревянных постройках

Устойчивость к высоким температурам позволяет ее использовать для утепления крыши бани. Материал имеет природное происхождение, его не любят грызуны, в нем не заводятся насекомые. Эковата. Изготовлена на основе целлюлозы, имеет легкий вес и доступную стоимость. Является хорошим тепло- и звукоизолятором. Но материал обладает повышенной горючестью, для исключения воспламенения в состав добавляют антипирены, препятствующие распространению пламени. Нежелательно использовать в очень влажных помещениях. Керамзит. Сыпучий утеплитель, состоящий из полых гранул. Благодаря своей пористой структуре имеет высокие теплоизолирующие свойства. Для эффективной теплоотдачи нужен толстый слой материала, что увеличивает нагрузку на несущие конструкции. Пенополистирол. Представлен в виде плит, которые имеют легкий вес, высокую прочность, обладают хорошими теплоизолирующими способностями. Материал горюч, поэтому при утеплении сруба необходимо выбирать плиты с показателем горючести Г1. Пенополиуретан. Аналогично предыдущему материалу представляет собой небольшие по весу прочные плиты, которые легко устанавливаются и долго служат. В продаже представлен также распыляемый утеплитель, но его монтаж требует наличия профессионального оборудования.