Устройство стропильной системы крыши — расчет нагрузок

Чтобы отстроенный дом прослужил много лет, будучи крепким и надежным, ему нужен не только хороший фундамент. Не менее значимым элементом является стропильная система крыши, которая принимает на себя все превратности непогоды. И она с честью должна выдержать нагрузки в виде порывов ветра, обильных снегопадов и сильных ливней. Поговорим о том, как устроена и как правильно построить эту систему.

Порядок выполнения строительных работ

После всех расчетов и точных определений параметров кровельной конструкции, приступают к закупке стройматериала и сооружению односкатной крыши:

  1. Обработка элементов антисептиком. Такое мероприятие, можно выполнить после установки в проектное положение, но если планируете долго хранить древесину, необходимо обработать сразу-же после приобретения.
  2. Гидроизоляция мест соприкосновения материалов с различными свойствами. Перед укладкой мауэрлатов на кирпичную или бетонную стену, рекомендуется уложить слой рубероида, линокрома или гидроизола.
  3. Укладка мауэрлата и закрепление его на стене. Выполнять, подобные монтажные действия, можно на проволоку, скобы, шпильки, анкерные болты.
  4. Укладка стропильных ног. Фиксация их на мауэрлат. Допускается крепление на скобы, гвозди или уголки, с помощью саморезов.
  5. Монтаж гидроизоляции и обрешетки.
  6. Укладка утеплителя.
  7. Кровельное покрытие.
  8. Монтаж нижней обрешетки и обшивки потолка.

Строительство односкатной конструкцииВозведение односкатной конструкции

P.S. Подведем небольшой итог, выше сказанного. При устройстве односкатной кровли, важно грамотно подобрать схему. Правильно рассчитать и определить сечение элементов, шаг стропил и угол наклона. Строгое соблюдение технологии, выполнения строительных работ своими руками, обеспечит должную надежность и долговечность кровельной конструкции.

ПОДЕЛИТЬСЯ В

Формы крыш и стропильных систем

Односкатная крыша.

Самое простое устройство стропильной системы имеет крыша с одним скатом, который наклонен под углом от 14 до 26 °. Если дом маленький, а пролет его не превышает 5 м, то нужна система стропил наслонного типа. Опирается она на внешние стены, а также на стену внутри здания (если она есть). Когда пролет более 5 м, нужно использовать стропильные фермы.

Устройство стропил односкатной крыши.

Двускатная крыша

Крыша с двумя скатами также несложная, под ней располагается мансарда или чердак. Уклон ее от 14 до 60 °. Если внешние стены отстоят друг от друга менее чем на 6 метров, делают висячую стропильную систему. Наслонные стропила нужно использовать тогда, когда пролет велик и есть внутренние опоры.

Устройство висячих и наслонных стропиль двускатной крыши.

  • Подробнее о ней в материале: Стропильная система двухскатной крыши и ее устройство

Четырехскатная крыша

Крыша с четырьмя скатами называется вальмовой или полувальмовой. Ее уклон бывает от 20 до 60 °, а пролет может составлять – до 12 м. При этом должны иметься внутренние опоры. Фронтонные стены в данном случае отсутствуют, что экономит материалы. Однако монтаж подобной крыши сложнее, чем двухскатной. Для такой конструкции крыш стропильные системы делаются либо наслонного типа, либо с применением стропильных ферм.

Особенности конструкции четырехскатной крыши.

Ломанная крыша

Крыша ломаная, или мансардная, внизу может иметь уклон до 60 °. А вот вверху она обычно более пологая. За счет этого площадь мансарды увеличивается. Такая крыша хороша для домов, где ширина не достигает 10 м. Как и в предыдущих случаях, можно применять наслонную систему стропил. Однако фермы использовать предпочтительнее.

Устройство ломанной крыши.

  • Выше перечислены наиболее распространенные, но далеко не все формы крыш, подробнее смотрите материал: Виды крыш частных домов по конструкции и геометрическим формам

Сборка стропильной системы

Как делать стропильную систему? Односкатная крыша обладает формой треугольника. Некоторые из ее сторон неизвестны, однако, их легко рассчитать по формуле прямоугольного треугольника. Гипотенуза (самая длинная сторона) в квадрате равна произведениям квадратов катетов (остальных сторон).

Как только расчеты будут закончены, следует начертить схему, в которой будут указаны размеры крыши. Также на ней будет отражено расстояние между стропильными ногами.

Количество этапов работ зависит от сложности стропильной системы и размеров постройки. Чтобы разобраться в основах ее сооружения, следует познакомиться с особенностью возведения крыши для сарая шириной 4,5 м.

Этапы постройки:

  • Как только фронтонные стены будут установлены, необходимо уложить гидроизоляцию на те перекрытия, на которые будет установлен мауэрлат. Для этой цели используется рубероид.
  • После этого на стене сооружается армированный пояс. Сначала стоит соорудить деревянную опалубку, затем поместить в нее арматурные прутья. После этого следует залить ее подготовленным бетоном. При этом следует позаботиться об отверстиях для мауэрлата. Перед закреплением опорного бруса его следует обработать антисептиком и антипиреном.
  • После этого подготавливают стропильные ноги. Доски необходимо распилить таким образом, чтобы сформировать свес крыши длиной 50 см. Одно стропило следует поднять наверх. Также при этом важно отметить место для врезки мауэрлата. Все остальные ноги необходимо изготовить в точности как этот образец.
  • Теперь необходимо провести монтаж тыльного и переднего стропил. Между ними следует натянуть леску, которая позволит выровнять остальные стропильные ноги. Лучше, если шаг между ними будет равняться 50-80 см.
  • Затем следует обустройство обрешетки. Сплошной тип больше подойдет для случаев, когда выбрана мягкая кровля. Вместо досок, можно использовать листовой материал. Решетчатую обрешетку необходимо выполнять из необрезанных досок. Которые крепятся перпендикулярно стропильными ногам. Такая система обрешетки устанавливается при монтаже металлочерепицы или шифера.
Читайте также:  Двускатная крыша: стропильная система своими руками

Как видно, постройка простой односкатной крыши не занимает много времени, а также не требует больших расходов. Кроме того, этапы сооружения отличаются простотой. Работу можно выполнить самостоятельно. Крепеж для стропильной системы выбирается в зависимости от используемых материалов.

Подвижные  крепления стропил

Подвижное крепление стропил

Деревянные постройки имеют склонность к усадке, поэтому крышу для них следует монтировать на специальные крепления. Изменение размеров отдельных элементов приводит к возникновению напряжений, которые могут вызвать разрушение конструкции. Для этого место крепления стропильной ноги и мауэрлата или бревна требуется создавать так, чтобы стропило могло двигаться перпендикулярно стене. Использование скользящей опоры для стропил позволяет добиться необходимого результата. Подобные крепления бывают двух типов – открытые и закрытые. В  первом случае используется уголок, одна из сторон которого загнута и удерживает второй элемент. Г-образная часть крепления фиксируется к направляющей, а второй элемент соединяется с мауэрлатом.

Если мауэрлат имеет округлую поверхность, то на ней вырезают площадку, позволяющую расположить крепление. Установка выполняется так, чтобы подвижный элемент мог перемещаться по всей длине направляющей.

Когда уклон крыши невелик, используют всего одно крепление на каждую стропильную ногу, а для больших углов стропильные балки в месте контакта с мауэрлатом удерживаются креплениями с двух сторон.

Альтернативой открытому креплению является закрытое, где подвижная часть надежно зафиксирована. Главное отличие подобного крепежа в том, что он монтируется целиком, в то время как открытый может быть смонтирован отдельно, а затем уже собран.

Все подобные крепления изготавливаются методом штамповки из нержавеющей стали. Величина свободного хода зависит от компании-производителя и находится в пределах от 6 до 16 см. Количество отверстий для крепления направляющей тоже различается.

Последовательность монтажа

Теперь мы расскажем, как делается односкатная крыша своими руками пошагово. Как правило, монтаж крыши начинают с установки мауэрлата. На этот брус будут опираться стропила. Если ваша постройка выполнена из древесины, то роль мауэрлата будет играть последний венец. Для сооружения из кирпича или бетона мауэрлат делают из древесины (брус 100х100 мм). При этом его необходимо изолировать от стен посредством слоя рубероида.

Установка стропильной системы

  1. Самый экономичный вариант – это монтаж стропильных ног на две противоположные отличающиеся по высоте стены здания. Для работы вам понадобится минимальное количество пиломатериалов. Пошаговая инструкция по установке стропил выглядит следующим образом:
  • после укладки бруса мауэрлата поперек него кладут доску, которая должна выступать с двух сторон на 40-50 см;
  • на доске делают разметку запила под стропила (ширина запила должна точно совпадать с шириной стропильной ноги, а высота не должна превышать треть высоты элемента);
  • после изготовления шаблона запилы размечаются на мауэрлате под каждую стропильную ногу;
  • после выполнения запилов и укладки стропил они крепятся к горизонтальному брусу посредством гвоздей или саморезов.
  1. В случае установки стропил на стены одинаковой высоты проще изготовить треугольные фермы из древесины, состоящие из стропил, стоек и горизонтальных балок. В этом случае вам не нужно наращивать одну из несущих стен до требуемой высоты, но расход древесины при таком монтаже увеличивается. Однако благодаря тому, что ферму можно собирать на земле, процесс монтажа значительно упрощается и ускоряется. Смонтированная на земле ферма поднимается на дом при помощи лебедок или другой грузоподъемной техники. В остальном процесс выполнения запилов в мауэрлате и укладка ферм на горизонтальный брус не отличаются от описанного выше способа.

Нередко при монтаже стропил требуется использовать дополнительные распорки, подкосы или опоры. Число дополнительных элементов и место их монтажа зависит от таких факторов:

  • веса несущего каркаса крыши;
  • угла наклона;
  • расстояния между несущими стенами;
  • протяженности стропильной ноги;
  • разновидности кровельного покрытия;
  • выбора теплоизоляционного материала.

Гидроизоляция и обрешетка

Теперь можно выполнять гидроизоляцию. Для этого выбранный материал (рубероид или полиэтиленовая пленка) раскатывается поперек стропил. Первый ряд укладывается по низу ската, а каждый последующий ряд перекрывает предыдущий на 0,15 м. Стык полос проклеивается скотчем. Крепится гидроизоляция к стропилам при помощи строительного степлера.

Если вы решили делать вентилируемую крышу, то между слоем гидроизоляции и кровельным материалом должен быть вентиляционный зазор. Для его обустройства на стропильные ноги поверх гидроизоляции набиваются контррейки. Для этих целей используют брус сечением 0,3х0,4 см.

Приступаем к выполнению обрешетки. В зависимости от выбранного покрытия кровли она может быть сплошной или разреженной. Для изготовления сплошной обрешетки можно использовать доску, влагостойкую фанеру или ОСП. Как правило, такая обрешетка нужна под мягкие кровельные покрытия или стеновой тонкий профилированный лист. Для выполнения разреженной обрешетки берут доску, которую укладывают с шагом 0,3-0,4 м. Теперь можно настилать подходящее кровельное покрытие.

Утепление

О том, как правильно выполняется монтаж односкатной крыши, вы можете узнать из предложенного видео:

На последнем этапе выполняют утепление кровельной конструкции. Работы ведут с внутренней стороны крыши. Теплоизоляционный материал закладывают между стропилами так, чтобы он плотно прилегал к ним без щелей и зазоров. Для этого плиты утеплителя лучше выбирать шириной чуть больше, чем шаг стропильной системы.

В качестве утеплителя лучше использовать минеральную вату, поскольку она более плотная и не будет провисать и требовать дополнительной фиксации веревками. Теперь поверх утеплителя к стропилам крепим пароизоляционную мембрану. Для фиксации используем степлер. Обязательно делаем нахлест полос, а стыки проклеиваем лентой.

Узлы каркасного дома

Узлами каркасного дома называют важные места, которые нужно обязательно строить определенным образом, чтобы они выполняли роль, которая в них заложена технологией.

Читайте также:  Проект бани с гаражом под одной крышей и террасой

Несколько догм каркасного домостроения.

1. Каркасный дом должен собираться на гвозди. Любые заявления, что его можно собирать на саморезы или уголки — ненужные мифы для каркасного домостроения. Строители всего мира строят каркасные дома на гвоздях (если не считать японцев, которые строят их на огромных деревянных штифтах и из огромного бруса, но не на саморезах же). Строители — халтурщики попытаются убедить вас в обратном, но вы им не верьте. Верьте мне и строительным кодам.

2. В каркасном доме практически не используются железные уголки. Они там не нужны. Исключением является работа с фермами, где те используются для удобства их установки. Это правило не касается стальных “башмаков”, которые применяются для подвеса лаг дома или террасы на балки “сбоку”. Хотя и это соединение можно часто заменить на соединение “на опорную доску”.

3. Для каркасного дома используются гвозди 90 мм (каркас) и 60-70 мм (пол и обшивка). Гвозди больших размеров не требуется даже при работе с доской толщиной 50 мм и тем более, если у вас каркасный дом из доски 40 мм толщиной. Перестраховка с использованием гвоздей больших размеров не нужна и приводит лишь к увеличению стоимости дома.

Итак, перейдем к конкретным узлам и гвоздевому бою в них.

Пол каркасного дома

Пол каркасного дома состоит из лаг, перемычек и плит черного пола.

Как приколотить обвязку лаг второго этажа к двойной обвязке стены (справедливо и для первого этажа):

Крепление  лаг второго этажа (справедливо и для первого этажа):

Бой гвоздей в лаги перекрытия через обвязку лаг (справедливо и для первого этажа, где вместо обвязке — лежень или обвязка свай):

Гвоздевое соединение лаг перекрытия на центральной несущей стене каркасника:

Сколько гвоздей нужно бить в перемычку лаг над центральной опорой:

Разметка плит черного пола

Черный пол и его крепление к лагам пола (справедливо и для обшивки стен плитным материалом):

Стены каркасного дома

Забиваем гвозди в нижнюю обвязку стены:

Верхняя обвязка стены дома к стойкам стены:

Сбиваем каркасные стойки стены к нижней обвязке и черному полу:

Каркасные стойки в середине дома крепим к нижней обвязке и лагам перекрытия в середине дома:

Вторая верхняя обвязка дома крепится к нижней обвязке и стойкам каркасной стены:

Сдвоенная стойка проема под хидер:

Гвозди в хедер окна (проема) дома:

Укосина в стене дома:

Дополнительная доска для крепления ГКЛ на потолок:

Узел крепления двух досок в углу каркасного дома:

Крыша

Как сколачивать составную балку-прогон из 3 досок:

Крепление стропил к обвязке

Перемычки между стропилами на крайней несущей стене:

Лобовая и карнизная доски к стропилам:

Итак, это основные узлы каркасного дома, которые вам необходимо изучить для успешного строительства каркасного дома.

Особенности односкатных кровель

Односкатная крыша является половиной двускатной конструкции. Ее стропильная система обладает множеством преимуществ:

  • Небольшая масса. Благодаря такому свойству односкатные крыши могут возводиться на любой постройке без необходимости усиления фундамента. Также их легко ремонтировать.
  • Доступность материалов. Система стропил возводится из дерева, которое достаточно просто достать. Также древесина отличается небольшой ценой.
  • Легкость установки. Стоимость оплаты работы монтажников невысока, что позволяет минимизировать затраты. Также можно соорудить стропильную систему односкатной крыши своими руками.

Кроме преимуществ, такая кровля имеет и ряд недостатков:

  • Невысокая энергоэффективность. При возведении односкатной кровли создается небольшая воздушная прослойка, которой не хватает для сохранения тепла, исходящего от помещения снизу. Изготавливается крыша из материалов, обладающих высокой теплопроводностью. По этой причине во время летнего зноя крыша достаточно быстро прогревается, а в зимнее время сильно охлаждается. Чтобы избежать потери тепла, необходимо провести комплекс мер по утеплению чердачного пространства.
  • Невозможность создать чердак. Для многих владельцев частных домов создание чердака становится выгодным, но недоступным решением. Однако, на такую плоскость можно поместить солнечные панели.
  • Из-за небольшого уклона ската на крыше собирается много снега зимой. Особенно актуальной такая проблема является при возведении хозпостроек, которые пристроены к жилому дому. Снег в этом случае попадает с более крутых склонов пологие крыши. При правильном проведении расчетов крыша сможет выдержать серьезные нагрузки.

Собирая односкатную кровлю, эти ограничения стоит учитывать в первую очередь. Они будут существенно влиять на прочность и долговечность конструкции.

В чем особенность односкатной крыши

Такая система проще и доступнее в изготовлении своими руками, ее достаточно просто собрать для гаража или склада. Зачастую односкатная крыша является наиболее простым и эффективным решением для обустройства простых вспомогательных или хозяйственных помещений, например, для изготовления кровли на кирпичной пристройке к дому.

К достоинствам односкатной крыши можно отнести следующие позиции:

К сведению! В некоторых случаях можно избежать проблем,связанных с асимметрией и значительной боковой нагрузкой на крышу, возникающей при сильном ветре со стороны высокого фронтона. Для этого достаточно установить небольшой, в 60-70 см наклонный козырек с подветренной стороны.

Благодаря минимальным требованиям к качеству и размерам пиломатериалов, из которых строится стропильная система односкатной крыши, простому монтажу стропил и кровельного пакета, такой способ обустройства крыши практически является незаменимым для возведения любых подсобных построек.

Особенности применения односкатной крыши

Кроме перечисленных достоинств и простоты устройства, односкатная система стропил имеет свою специфику, которую следует учитывать при планировании параметров кровли:

Совет! Наиболее предпочтительным способом обустройства односкатной крыши будет вариант пристройки к капитальной стене готового здания.

Виды сращивания стропил в коньке

Всего есть три способа, как это сделать:

Этот способ отличается от всех предыдущих тем, что здесь стропила соединяются боковыми плоскостями и стягиваются шпилькой или болтом. Достаточно популярная технология на сегодняшний день.

Читайте также:  Как рассчитать и построить навес из профильной трубы своими руками

Если дом деревянный, тогда в качестве опора для этого способа подойдет верхнее бревно или брус, а вот на блоки придется положить мауэрлат.

Самое популярное такое крепление – сращивание стропил вполдерева:

Можно, конечно, использовать металлическую фиксирующую пластину – но это только соединение, но никак не затяжка. Суть затяжки как раз в том, что она располагается ниже и берет на себя часть нагрузки.

Внахлест стропила в коньке чаще всего соединяются при помощи гвоздей. Обычно это крыши беседки, навесов, бани и гаража – здесь нет особых требований к прочности стропильной системы.

Для этого вам нужно:

  • Обрезать под углом край стропила так, чтобы этот угол был равен углу ската крыши.
  • Сделать упор стропила.
  • Применить крепежный элемент.

Намного легче делать подобные обрезки по шаблону – просто изготовьте его заранее. Так все плоскости будут прилегать друг друга плотно.

Если вы скрепляете стропила гвоздями, берите их не менее двух.  Каждый из гвоздей забивайте в верхнюю полость стропил под углом так, чтобы гвоздь шел в срез второго стыкуемого стропила. Дополнительно укрепите сращивание стропил в коньке металлической пластиной либо деревянной накладкой.

Или частично встык:

Суть этой конструкции в том, что кромки двух стропил подогнаны настолько точно, что равномерно распределяют друг с другом возложенную на них нагрузку. Но одним гвоздем это соединение будет мало закрепить – нужны еще металлические или деревянные насадки. Возьмите доску толщиной 30 мм, закрепите ее с одной (лучше двух) сторон узла и прибейте.

В это способе мы будем крепить стропила прямо на коньковый брус. Эта конструкция хороша тем, что брусу можно обеспечить центральные подпорки, а каждое стропило можно крепить по отдельности и в удобное время. Такой способ незаменим, если нет времени изготавливать шаблон.

Соединение на коньковый брус рекомендовано в тех случаях, если крыша получится достаточно широкой – шире, чем 4,5 метра. Эта конструкция достаточно надежна, но порой требует установки под собой дополнительных опор, из-за чего функциональность чердака снижается в разы. Ведь посреди помещения теперь балки! Для небольших чердачных крыш это, конечно, не беда, а вот в мансарде придется обыгрывать как элемент интерьера. Зато никакого шаблона для этой конструкции не нужно, и небольшие расхождения не страшны.

Вариация:

Можно, конечно, использовать металлическую фиксирующую пластину – но это только соединение, но никак не затяжка. Суть затяжки как раз в том, что она располагается ниже и берет на себя часть нагрузки.

Это – комбинированное сращивание стропил, т.к. выполняется он встык, точно так же, как при упоре на мауэрлат.

Двускатная стропильная система

Двускатную крышу утепляют практически всегда. Поэтому ширина шага стропильных балок делается с учетом ширины утеплителя.

От того каким будет шаг, зависти регулировка счеса будущей кровли. Стандартно шаг равен 1-1,2 м. Подробнее о конструкции стропильной системы двускатной крыши мы уже говорили тут.

Если выполнить расчет шага ноги каркаса односкатной или другого вида крыши не правильно, то крышу может увести, а от тяжести конструкции балки провиснут и погнутся.

В таком случае простым ремонтам не обойтись, придется переделывать всю конструкцию. Поэтому так важно правильно рассчитать расстояние между ногами стропила, в зависимости от используемого материла кровли: профнастил, керамическая или металл черепица, ондулин или шифер и т. д.

Поделиться:

Нет комментариев

Как известно, крыша любого строения — это его верхняя часть, которая может соединять в себе защитную и декоративную функции. Защищает крыша в основном от попадания сверху внутрь здания атмосферных осадков, одновременно своим видом, материалом и цветом кровли может подчеркивать архитектурную особенность здания.

Деревянные брусья, из которых состоит жесткий каркас крыши называются стропила, непосредственно на них уже монтируется выбранный кровельный материал.

Как строения несут в себе разные функциональные наполнения (к примеру, жилые дома или производственно-технологические постройки), так и крыши различных зданий отличаются друг от друга. Их форма может напрямую зависеть от климатических условий: от ветровой нагрузки или количества выпадающего снега. Кровлю от последнего сложно очищать, если ее наклон 300и менее, а большая «парусность» высокой крыши может быть серьезной проблемой при порывах ветра более 18 м/сек.

Среди огромного многообразия крыш большинство обычно состоит из кровли и набора строительных конструкций, которые удерживают эту кровлю.

Одними из основных элементов этих конструкций являются, как правило, деревянные брусья, на которые монтируется кровельное покрытие. Эти брусья называются стропилами или фермами. Они же и являются элементами жесткости, определяющими механическую прочность крыши, а также теми направляющими, которые определяют угол наклона кровельного покрытия.

Располагаться стропила могут либо от одной до другой наружной стены здания, с определенным наклоном, либо от центра (конька) крыши до наружной первому способу устраиваются односкатные кровли, по второму — двускатные.

Схема устройства четырёхскатной стропильной крыши.

Можно предположить, что чем ближе друг к другу будут располагаться эти фермы-стропила, тем надежнее будет основание для кровельного покрытия.

Однако избыточное использование материалов утяжеляет конструкцию и ведет к удорожанию строительства. Поэтому вопрос о том, как ставить стропила, — один из основополагающих при проектировании крыши.

Стропила бывают двух видов: так называемые «висячие», опирающиеся своими концами только на наружные несущие стены, и такие, которые опираются одним из своих концов на внутреннюю несущую стену здания или же внутреннюю колонну. Фермы последнего вида называются «наслонными».

Правильное размещение и крепление этих элементов здания является основой того, что верхняя его часть не деформируется под воздействием возможных нагрузок.