Вопросу прочности системы кровли всегда уделяют самое пристальное внимание, потому как от данного этапа строительства многое будет зависеть. Например: защищенность жилища от окружающей среды, неблагоприятных погодных условий. А ошибки, сделанные в организации такого важного фактора, как крепление стропил к балкам перекрытия, грозят различными бедами, от незапланированных ремонтов и до демонтажа кровли с возведением альтернативного каркаса. Стропила и балки перекрытия – незаменимые сегменты конструкции системы кровли. Обычно при их изготовлении используют древесину. А крепятся они также различными способами, о которых поговорим в сегодняшней статье.
Стропильная система крыши: один из возможных вариантов
Но вначале, буквально несколько слов об особенностях стропильных систем – они ведь тоже бывают разные, и от этого напрямую зависит: как крепить стропила к балкам. Проектируя конструкцию, обычно выбирают самый подходящий в конкретном случае вариант. Имеются стропила:
- висячие,
- наслонные.
Первого типа сегменты берутся для возведения легких кровель довольно больших площадью. Опорой им будут стены здания. Система со вторым типом стропил – посложнее, в ней стропильные ноги опираются на добавочные точки.
- При сооружении стропил вся конструкция может базироваться на мауэрлате. Такой способ наиболее популярен и эффективен при сооружении крыши кирпичных и блочных жилищ.
- Если же вверху стен идет, к примеру, монолит – бетонная балка, или же стены здания выполняются из брусьев (бревна), крыша обычно опирается не в мауэрлат, а в горизонтальные балки перекрытия, что перекрывают коробку строения поперек.
- Кровельные конструкции с опорой в балки – простейшая вариация возведения мансардной, более легкой крыши. В проекте главное правильным образом рассчитывать толщину и балок перекрытия, и ног стропил, учитывая возможные нагрузки на всю конструкцию кровли. А при осуществлении монтажа нужно правильным образом выполнять опору стропил в балки перекрытий. Крыши с опорами системы стропил на перекрывающие балки (без участия мауэрлата) могут монтироваться при том условии, что стенки постройки будут в состоянии выдержать довольно масштабные нагрузки в точках приложения.
Стоит дополнительно отметить, что правильный выбор варианта монтажа стропил, а также максимальное соблюдение технологий зодчества будет оптимально гарантировать отсутствие риска повреждения для всех узлов креплений стропил к балкам в частности, кровли в целом.
Методика крепления
В нынешних условиях практикуется несколько вариаций крепления стропил к стенкам строений.
- Используя мауэрлаты.
- К балкам (перекрытию).
- Конструкция с затяжками.
- Скрепление с венцом вверху при строительстве срубов из брусьев.
- Верхняя обвязочная система для строения, которое возводится по каркасным технологиям.
Детали для крепежа
Для монтажа стропильных систем применяются деревянные, а также детали из металла. К первым можно отнести: брусок, треугольник и нагель, тому подобное. Металл в деталях крепежа довольно широко представлен: гвоздями, уголком, болтами и шурупами, хомутами и скобками. А также спецустройствами для установки стропила, которые именуются «салазки».
Крепления такого рода применяемы при монтажных работах на несущих балках перекрытия, в ходе возведении зданий из древесины. Их главные преимущества: не требуется врезок в сами балки, а закрепление осуществляется с помощью болтов с шурупами больших гвоздей.
Мауэрлат
Популярным методом закрепления стропильных систем внизу считается соединение с мауэрлатом. Но, несмотря на распространение, чтоб выполнить данную работу качественно, необходимо знать некоторые нюансы. Ведь если что-то пойдет не так, это может отразиться на надежности и сроке эксплуатации всей крыши.
- Перед тем, как осуществлять крепеж стропила к мауэрлату, снизу стропильных ног необходимо сделать специальные врезки. Устанавливать конструкцию без них не рекомендовано, так как в нагрузке грань бруска будет соскальзывать с гладкого покрытия балки.
- Что же касается выемок в самом мауэрлате (сделать их или же не стоит), может зависеть от тех материалов, из которых он изготовлен.
- В случае использования древесины из твердой лиственной породы, опытные мастера советуют сделать надрез в балке мауэрлата – она совокупно с проделанным резом стропильной ноги надежно создаст замок «в упор». А когда вы используете мауэрлат из хвойных пород, прорезь осуществлять нежелательно – она приведет к возможному послаблению для всего обустройства.
- От методики скрепления стропил с мауэрлатом может зависеть надежность крыши при различных условиях погоды.
Как скрепить с мауэрлатом
Соединение: стропильная нога + балка
Любая крыша под воздействием на нее различных видов нагрузки осуществляет стремление «поплыть» по сторонам и книзу. Чтоб не довести до такого, применимы разные способы, которые станут препятствовать смещениям сегментов стропильных систем.
Схема опоры
Одним из проверенных временем и опытом мастеров методов является вырезка разъемов в стропильных ногах, что будет возможным осуществить путем соединений при помощи зуба с упором, с шипом или опоры стропила на балочное перекрытие.
Врубку в первом варианте используют, если у кровли большой уклонный угол. Это значит, что прикрепление стропил ведется под углом более 35 о. В стропильной ноге делают зуб с упором и с шипом, а в теле балки под шип делают соответствующее гнездо (заглубление врезки до одной трети толщины самого бруса, иначе будет осуществляться ослабление конструкции). Врез проводят, отступив от края на расстояние не более 40 см, в таком случае обычно удается избегнуть скола. А чтоб не допускать сползания соединений вбок, одинарный зуб создается вместе с шипом.
Врубки с 2-ми «зубами» могут применяться для пологой кровли, в случае, когда угол меж соединяемыми элементами не будет свыше 35 о. Сам процесс реализуется одной из следующих методик:
- в 2 шипа;
- в упоры – без участия шипов;
- в упоры, дополняемые шипами;
- скрепление замочного плана с 2-мя шипами (возможны и иные вариации).
Для 2-х зубов вход по своей глубине обыкновенно одинаковый. Однако, в некоторых вариантах 1-й из дополняемых шипами зубьев заглубляется на треть от толщины всей балки, а 2-й – на половину.
При обустройстве крышных конструкций может быть задействована и методика, когда соединяются друг с другом: стропильная нога плюс потолочная балка из перекрытия (используется довольно нечасто). В этом случае в ноге сооружают упорный зуб таким образом, чтоб 1-я из плоскостей укладывалась на плоский балочный срез, а 2-я – фиксировалась в вырез, который заглубляют в треть толщины балки. Для пущей прочности кроме врубок зачастую выполняется еще и дополнительное присоединение с помощью болтов и хомутов.
Виды с затяжкой
На коньке
Современные мастера при возведении крыш применяют несколько разновидностей креплений стропильной системы на коньке:
- стык в стык;
- на прогон;
- внахлест на прогон верхнего конька.
Соединение стык в стык . Вверху сегмент стропила срезают углом (что равен запланированному кровельному наклону). А затем упирают в противоположную ногу, где таким же образом выполняется обрезание, но только в ассиметричном направлении. Это делать лучше по предварительным шаблонам. В некоторых случаях обрез выполняется при монтаже, а выпил осуществляется через 2 бруса.
На прогоне
Установка на прогон схожа с вышеуказанной вариацией. Отличия будут в монтаже самой коньковой балки. Эта конструкция отличается большой надежностью, однако ею можно злоупотреблять не всегда, так как тут потребуется добавочное осуществление монтажа опорных балок. Как результат: чердак не очень удобен для дальнейшего использования. Данный метод позволит выполнить работы по установке пар стропильных ног на месте, без всяческих предварительных «реверансов» и шаблонов. Верхние сегменты ног в таком случае упираются в балку конька, а нижние – в мауэрлат.
Внахлест на прогон конька. Здесь выполнение монтажа происходит так же, как в предыдущем варианте, лишь верхние стыки стропил осуществляются внахлест, соприкасаясь сверху не торцами, а своими боковыми сторонами. Крепежом в данном случае будут выступать болты (как вариант – шпильки).
Принцип расчета
На подготовительном к строительству этапе нужно заранее выполнить расчет стропил с балками перекрытия. В проектировании каркаса кровли учитываются климатические и другие особенности конкретного региона, характерная для него снеговая, ветровая нагрузка. На основании этих данных и СНиПа, определяющих относительные и допустимые прогибы, и будет выполняться расчет сечения для всех элементов системы: кровельных балок, стропил, других частей фермы. Требуется также выполнить и конструкционные вычисления, определяющие шаг укладки для балок. А межбалочное расстояние в свою очередь определяет шаг для размещения стропильных ног.
Как видим, возвести систему стропил крыши вполне реально и своими руками, если изучить весь процесс пошагово: от покупки материала до определения выдерживаемой конструкцией здания нагрузки и способов крепления стропил к балкам перекрытия.
10.05.2016 0 Комментарии
Многие владельцы загородных земельных участков в целях экономии предпочитают заняться строительством дома самостоятельно. При наличии определённых навыков это позволяет прилично сократить расходы на оплату труда наёмных рабочих. Завершающим этапом самостоятельного строительства здания является возведение крыши своими руками. Эта конструкция является неотъемлемой и одной из важнейших частей здания, которая защищает его от атмосферных воздействий. Следует заметить, что крыша своими руками не делается в одиночку, в любом случае понадобятся 2-3 помощника.
Вконтакте
Одноклассники
Определения элементов крыши
Для начала необходимо ознакомиться с некоторыми терминами и определениями:
- Крыша – конструкция здания, закрывающая верхний этаж. Она обеспечивает теплоизоляцию и выполняет гидроизоляционные функции.
- Кровля – покрытие крыши, обеспечивающее защиту от атмосферных осадков.
- Мауэрлат – элемент кровельной системы, передающий нагрузку от конструкций крыши на несущие стены. Обычно представляет из себя брус или бревно, укладываемое на стены по периметру здания, но в случае монтажа металлического каркаса может быть выполнен из металлопроката — швеллера или двутавра.
- Стропило – наклонный несущий элемент крыши, чаще всего в виде бруса. Совокупность стропил образует стропильную систему, несущую настил кровли и передающую нагрузку на мауэрлат.
Процесс возведения крыши
Приведённая ниже пошаговая инструкция по возведению крыши своими руками позволит избежать ошибок и построить крышу правильно. Технология производства работ включает в себя несколько этапов.
Составление чертежа конструкции крыши
Перед тем, как приступить к работам, необходимо составить подробный чертёж будущей конструкции скатной крыши, это позволит определить необходимое количество стройматериалов и подготовить нужный инструмент. Крыши могут быть односкатными, имеющими уклон только в одну сторону, двускатными и более сложных конструкций (четырёхскатными, шатровыми и шпилеобразными). Лучше всего взять за основу типовые чертежи конструкций крыш, разработанные профессионалами и имеющиеся в свободном доступе.
Монтаж мауэрлата
Обычно мауэрлат изготавливают из бруса сечением 150×100 (150) мм. Его укладывают вдоль внутреннего края стены на гидроизоляционный материал, которым может служить двойной слой рубероида или полиэтилена. От наружных атмосферных воздействий мауэрлат защищают, если дом каменный – рядом кирпичной кладки, если деревянный – тем же слоем гидроизоляционных или облицовочных материалов. Брусья мауэрлата по периметру скрепляют между собой в единую конструкцию, выпиливая на половину толщины бруса отрезки длиной 100-150 мм. и соединяя их болтами или гвоздями. К деревянным стенам мауэрлат крепят металлическими скобами, к стенам из кирпича, пено- и газосиликатных блоков – с помощью резьбовых шпилек диаметром порядка 12-16 мм., замоноличеных в устроенный по верху стены железобетонный пояс. Шпильки располагают по периметру на расстоянии 1500—2000 мм., в брусе конструкции высверливают под них отверстия.
Это следующий этап возведения крыши своими руками. Схема расположения стропил определяется исходя из выбранных конструктивных особенностей крыши. Расстояние между элементами конструкции и размер сечения материала зависит от длины ската крыши. Так, при длине стропил до 4 метров шаг стропил варьируется от 1000 мм. (при сечении бруса 80×160 мм.) до 1800 мм. (при сечении бруса 90×180 мм.), при длине ската крыши до 6 метров для шага стропил 1000 (1400) мм. потребуется брус сечением 80×200 (100×200) мм. Однако данные величины не являются обязательными, если впоследствии рассматривается вариант укладки рулонной или плитной теплоизоляции, то целесообразнее всего будет подогнать шаг стропил под размер утеплителя. Так же на шаг и размер сечения стропил влияет тип и, соответственно, вес выбранной кровли. К примеру, тяжёлая керамическая черепица или шифер требуют большей несущей способности конструкций крыши, нежели кровля из ондулина или оцинкованной стали.
Важным моментом является выбор угла наклона крыши. Чем больше величина угла к горизонтали, тем меньшее количество снега будет задерживаться на крыше, что даёт возможность уменьшить сечение бруса для изготовления стропил. Оптимальным считается угол наклона 45 градусов , он обеспечивает устойчивость конструкции к сильным порывам ветра и одновременно не даёт скапливаться на крыше значительным снежным массам.
К мауэрлату стропила крепятся несколькими методами, это может быть врезка с последующим креплением гвоздями или с помощью металлических кронштейнов. В случае использования кронштейнов трудозатратная врезка в стропильную ногу не требуется, соединение конструкций производится с помощью саморезов или болтов. Толщина металла кронштейна порядка 2 мм. и антикоррозионное покрытие обеспечивают надёжность и долговечность крепления. В последнее время при строительстве деревянных домов пользуется популярностью крепёжный элемент «салазки», который обеспечивает небольшую степень свободы крепления для компенсации возможных деформаций при осадке здания. Параллельно с креплением стропил к мауэрлату выполняется монтаж потолочных лаг – поперечных брусьев, служащих основанием для устройства пола чердака. Обычное сечение лаг – 100×150 или 200×100 мм, в зависимости от ширины пролёта здания. При соединении потолочных лаг со стропилами возможно обеспечить дополнительную прочность стропильной системе.
Верхняя часть стропил при монтаже крыши своими руками так же может соединяться несколькими методами:
- внахлёст (при этом выполняется врубка на половину сечения стропил и сверлится отверстие для болтового соединения с использованием широких шайб)
- способом обрезки торцов стропил под углом (верхние торцы бруса обрезаются для получения вертикального стыка, для обеспечения прочности узла применяют крепёжные пластины или деревянные накладки)
Для обеспечения дополнительной жёсткости, на расстоянии от верха стропил примерно в ¼ от общей высоты конструкции, крепятся горизонтальные затяжки сечением 100×50 мм.
Производится вдоль крыши непосредственно на стропила с помощью мелких гвоздей или строительного степлера. Работы начинают от низа стропил так, чтобы верхнее полотно перекрывало нижнее на 5-10 см
. Плёнка при этом должна провисать, но не более чем на 2 см. На завершающем этапе этих работ поверх плёнки на стропила прибиваются контррейки сечением 25×50 мм.
Обрешётка служит для крепления элементов кровли к конструкции крыши. Обычно для её выполнения используют доски сечением 100×25 мм. и длиной, достаточной для перекрытия двух шагов стропильных ног. Крепление к стропилам производится с помощью гвоздей длиной не менее 
100 мм. Стык досок обрешётки должен приходиться на опорах и расстояние между их торцами не должно превышать 5 мм
. Доски, формирующие конёк (верх стропильной системы), должны находиться максимально близко друг к другу. Тип обрешётки выбирается исходя от вида настилаемой кровли. Для мягких, черепичных и рулонных кровель требуется выполнять сплошной настил. Иногда требуется устройство двухслойного настила, в этом случае первый слой досок располагается параллельно коньку, второй – перпендикулярно, вдоль ската крыши. Для шиферных и металлических кровель вполне подойдёт обрешётка с шагом досок, соразмерным с габаритами используемого материала.
В зависимости от выбранного материала кровли применяется и соответствующий ей метод монтажа. Кровли из шифера, ондулина и гибкой битумной черепицы начинают с низа крыши, обеспечивая достаточный нахлёст вышележащего ряда на нижележащий. Шифер и ондулин крепят к обрешётке кровельными гвоздями, битумную черепицу – оцинкованными гвоздями с широкой шляпкой. Металлическую черепицу укладывают следующим методом: первый лист выравнивают по торцу крыши и карнизу, второй – выше первого, третий – сбоку, четвёртый – выше второго. Крепят листы металлочерепицы оцинкованными саморезами. Керамическую черепицу крепят снизу вверх рядами справа налево. Предварительно весь материал раскладывают на обрешётке равномерно, стопками по 5-6 плиток. Крепление к обрешётке выполняют оцинкованными шурупами.
Укладка теплоизоляции
Производится изнутри крыши в пространство между стропилами. Утеплитель нарезается в необходимый размер так, чтобы ширина листа была на 20-30 мм. больше межстропильного расстояния. Это обеспечит фиксацию материала «враспор», для распрямления материала после заталкивания между стропилами необходимо нажать на середину листа. Поверх слоя утеплителя с помощью строительного степлера крепится пароизоляционная плёнка. Крепление плёнки необходимо производить с нахлёстом в 5-7 см
.
Вконтакте
Проектирование крыши начинается со сбора нагрузок. Необходимо посчитать общий вес одного квадратного метра всей конструкции крыши. Для этого нужно предварительно прочертить чертежи крыши и выполнить расчет снеговой и ветровой нагрузки согласно району, где ведется строительство.
Для того чтобы правильно собрать нагрузку, нужно знать удельный вес всех материалов, которые применяются для строительства крыши, от сорта древесины до типа утеплителя и наружного покрытия. Эти данные необходимы для правильного подбора шага стропильных ног. Чем больше приходится нагрузка, тем меньше расстояние должно быть между стропилами.
Максимальное расстояние, которое допускается выполнять между стропилами, не должно превышать 1200 мм. Оптимальным считается расстояние в один метр. Дальше следует подобрать сечение бруса.
Для расчета конструкции крыши существует специальный алгоритм из множества формул, но все они предназначены только для анализа строительства крупных промышленных зданий. Для частного строительства процесс подбора сечения можно упростить.
Высота бруса вычисляется из максимально длины стропильной ноги. 1/20 часть длины будет являться оптимальной высотой бруса. А вот 1/3 часть полученной высоты – это будет необходимая ширина бруса. В итоге получается прочная система, которая способна выдерживать сильные нагрузки.
В деревянном доме верхняя обвязочная балка для каркасного дома будет служить опорой для стропил. В кирпичном доме по верхней кромке кладки надо установить мауэрлат – горизонтальный мощный брус, который костылями крепится к стене.
Крыша своими руками строится за несколько дней, если правильно спланировать весь процесс. На стыке двух разных материалов, например, кирпич и дерево, всегда необходимо прокладывать гидроизоляцию. Инструкция по возведению крыши начинается с правильной укладки несущих балок. Затем устанавливаются наклонные стропила под углом, который предусмотрен в проекте.
Для закрепления стропил устанавливаются укосы и обвязочные доски, как часть обрешетки. Скрепление всех стропил в единую конструкцию делают деревянную кровлю устойчивой. На этом этапе важно точно выверить положение стропильных ног, они должны находиться в одной плоскости, строго в правильном проектном положении.
После закрепления стропильных ног набивается обрешетка, которая представляет собой ряд досок с определенным шагом, к ним потом будет крепиться финальное покрытие. Если кровля предусматривается из мягких материалов, обрешетку делают сплошного типа из листов фанеры. Во всех остальных случаях достаточно прибивать элементы обрешетки на некотором расстоянии друг от друга.
После прокладываются защитные материалы (утеплитель и пароизоляция) и устанавливается финальное покрытие кровли. В некоторых случаях утепление делается внутри конструкции после монтажа кровельного материала. Стропильная крыша должна проветриваться, чтобы обеспечить нормальный микроклимат для конструкций и их долговечность.
Любую работу можно поделить на этапы. Итак, крыша своими руками по шагам.
Первый шаг. Сделать расчет кровли, собрать нагрузку, определиться с сечением бруса, его длиной. Обязательно свести все данные в спецификацию расхода материалов.
Второй шаг. Подготовить весь необходимый инструмент, закупить материал, подготовить место для складирования. Продумать механизм подачи тяжелых конструкций на крышу. В день работ, возможно, понадобиться нанять автокран.
Третий шаг. Подготовить поверхность к работе. Начать установку мауэрлата, обвязочной балки и стропильных ног. Тщательно проверить проектное положение стропил. По окончанию рабочего дня удостовериться, что рабочая конструкция надежно закреплена.
Четвертый шаг. Подача досок обрешетки. Крепление обрешетки и укладка защитных материалов под кровлю. На этом этапе придется выполнять много подрезочных работ. Ножовкой работать сложно и долго, поэтому необходимо взять в аренду паркетницу или электролобзик.
Пятый шаг. Монтаж кровельного материала, проверка стыков. Здесь после окончания монтажных работ, можно выполнить подшивку коробочки, чтобы исключить давление ветра сбоку стены под конструкцию покрытия.
Двухскатная ломаная крыша значительно улучшает функциональность чердачного помещения. Обычная двухскатная крыша создает мертвое пространство наклонной плоскостью, в котором нельзя находиться в полный рост.
Двухскатная ломаная крыша расширяет пространство за счет особой конструкции излома наклонной плоскости. Таим образом, получается полноценное внутреннее помещение, которое можно оборудовать под спальню.
Согласно чертежам, такая крыша дома строится путем установки строго вертикальных стоек и горизонтальных затяжек, а по бокам импровизированного прямоугольника выстраиваются висячие и наслонные стропила. Чтобы обеспечить конструкции необходимую прочность, от балки перекрытия до середины наслонного стропила устанавливаются подкосы.
Все остальные работы выполняют аналогично схеме, которая описана выше. Основная сложность в построении конструкции двухскатной ломаной крыши – это правильно подобрать сечение бруса и установить все элементы согласно чертежу. В большинстве случаев в кровельный пирог добавляется утеплитель и пароизоляция. Это значительно усложняет процесс монтажа стропильной крыши, но без этих элементов делать мансардное помещение нет смысла.
Для частного дома предпочтительнее выбирать скатную крышу, у которой уклон больше 2,5%. Самый простой вариант – это односкатная крыша, но такая используется только на сооружениях подсобного типа. Конструкция характера одной ровной наклонной плоскостью крыши, которая опирается на две боковые стены здания.
Универсальной считается двухскатная крыша, которая опирается на две наружные стены в одном уровне, а наклонные плоскости сводятся посередине в один коньковый узел. Торцевая часть такой крыши называется фронтоном и обычно заделывается тем же материалом, из которого строится несущая часть дома.
Вальмовая крыша представляет собой четырехскатную крышу без фронтона. Со всех сторон здания крыша сводится от верхней кромки стены вверх. Такая крыша лучше других приспособлена воспринимать ветровую и снеговую нагрузку, однако достаточно сложна в построении. Все узлы каркаса крыши необходимо строить с соблюдением сложных законов статики сооружений.
Шатровая крыша выглядит примерно как вальмовая, но ее главное отличие – это то, что все четыре плоскости крыши имеют строго треугольную форму. В итоге с центра здания, наклонные плоскости расходятся в четыре стороны, образовывая шатер.
Ломанная или мансардная крыша представляет собой создание ломаных плоскостей кровли под тупым углом. В итоге получается довольно объемное помещение мансардного типа, которое можно использовать в качестве жилого.
Все виды крыш имеют свои преимущества и недостатки. Одни лучше выглядят, но требуют значительных затрат на строительство, другие просты в сооружении, но также непрезентабельны на вид. Выбор крыши обычно осуществляется после определения снегового и ветрового района. Тип крыши важно согласовать на стадии проектирования.
По сути, строительство крыши каркасного дома ничем не отличается от строительства крыши для зданий другого типа. Единственный момент касается закрепления стропильных ног на несущих конструкциях. Здесь вместо мауэрлата используется обвязочная балка.
Вся остальная методика аналогична. Для удобства строительства, перед началом необходимо соорудить фальшпол или смонтировать полноценное деревянное перекрытие. Устанавливать стропила с подмостей неудобно и трудоемко.
Для каркасного дома рекомендуется выбирать наименее массивную конструкцию крыши, так чтобы она не создавала критического давления на несущие элементы. Не следует надстраивать дополнительные элементы на крыше, включая слуховые окна, если они заранее не предусмотрены в проекте.
Крыша своими руками. Конструкция
В зависимости от конструкции крыши следует выбирать количество материалов и сечение опорных брусьев. Для частного дома, особенно каркасного типа, наиболее эффективна двухскатная и двухскатная ломаная крыша. Все остальные конструкции довольно сложные и требуют большого количества подпорных элементов, которые значительно утяжеляют всю крышу.
Для каркасного дома лучше не использовать натуральную керамическую черепицу в качества покрытия. Кроме того, что она очень тяжелая, для монтажа понадобится густо набивать обрешетку. В результате придется дополнительно усиливать несущие стойки или уменьшать шаг между ними, что приведет к перерасходу материалов.
Опорный брус служит для крепления стропил в нижней части. Опирать на стену стропила нецелесообразно, поэтому используют дополнительный брус, который воспринимает наклонную нагрузку и передает ее на несущие конструкции строго вертикально.
В качестве опорного бруса следует использовать брус достаточно большого сечения. Его необходимо прочно закрепить на стене. В случае, когда крыша, вместе с опорным брусом просто лежат на стене, возможен подрыв крыши ветром. Несмотря на большой вес всей кровли, она может улететь при шквальных порывах ветра.
Прочности несущих систем кровли необходимо уделять особое внимание, поскольку от этого зависит защита здания от непогоды. Ошибки, допущенные при креплении стропил к балкам, чреваты большими неприятностями, вплоть до ремонта крыши или даже ее демонтажа и создания нового каркаса. Стропильные балки - это незаменимая часть всей конструкции крыши. Их изготавливают из древесины и металла, в продаже также имеется балка жб стропильная.
При разработке проекта кровли и при ее создании учитывают множество факторов, создающих нагрузки на стропильные конструкции, среди них:
- вес покрытия и других элементов кровельного «пирога»;
- сила ветра;
- наибольшая возможная толщина снега на крыше;
- наличие оборудования и других нагрузок на каркас.
К основным элементам кровельной конструкции, на которые ложится больше всего нагрузок, относятся:
- стропильная система или ферма;
- составные балки.
Безусловно, качество материала, из которого производятся вышеперечисленные материалы, имеет огромное значение, но не менее важным является прочность и надежность соединения элементов крыши между собой.
Двутавровые деревянные балки
Двутавровые деревянные балки - это конструктивный материал, который применяют для строительства зданий по каркасной технологии, а также для устройства перекрытий. У них отсутствуют недостатки, присущие древесине, а благодаря наличию двутаврового сечения достигнуты высокие прочностные характеристики. Стыковка двутавровых балок производится при помощи плотницкого инструмента.
Способы крепления стропил к стенам
На сегодняшний день основные варианты установки стропил и крепления их к стенам домов следующие:
Крепежные детали для стропил
Для сборки стропильной конструкции используют деревянные элементы и металлические изделия. К деревянным крепежам относятся: бруски; треугольники; нагели и т.д.
Металлические крепежные детали – это гвозди, болты, стальные уголки, шурупы, шпильки, хомуты, скобы, специальные устройства для стропил, называемые салазками или ползунками и многое другое.
Крепления для балок WB используют при монтаже несущих балок для деревянных конструкций при постройке домов из дерева. Его преимущество заключается в том, что не требуется врезка в балку, а крепление выполняется при помощи гвоздей, шурупов или анкерных болтов.
Способы крепления стропил к мауэрлату
Наиболее распространенным способом крепления стропил в нижней части считается их соединение с мауэрлатом (читайте: " "). Несмотря на его популярность, выполнить качественно такую работу получится не у каждого строителя, а это не может не отразиться на прочности и надежности крыши.
До того, как крепить стропила к балкам мауэрлата внизу стропильной ноги делается специальный вырез. Устанавливать без этого стропила нельзя, поскольку при малейшей нагрузке плоская грань бруса соскользнет с поверхности балки. Что касается выемки в мауэрлате, то делать ее или нет, зависит от материала его изготовления.
В случае применения древесины твердых лиственных пород, специалисты рекомендуют делать в балке надрез – она вместе со сделанной в стропильной ноге прорезью будет создавать упорный замок. Когда мауэрлат изготовлен из хвойной древесины, прорези делать нежелательно, так как они приведут к ослаблению конструкции. От способа, каким выполнено крепление балок к мауэрлату зависит состояние кровли в разных погодных условиях (прочтите ещё: " ").
Соединение балки со стропильной ногой
Крыша дома под действием на нее нагрузок стремится разъехаться в стороны и вниз. Чтобы этого не допустить, используют различные конструктивные решения, препятствующие смещению элементов каркаса кровли.
Так было придумано вырезание выемок в ноге стропил, которое можно выполнить с помощью таких соединений как:
- зуб с одним упором;
- зуб с шипом и упором;
Крепление стропил к мауэрлату, смотрите на видео:
Врубку с одним зубом используют, когда у крыши большой угол уклона. Это означает, что крепление стропил к балкам перекрытия производится под углом больше 35 градусов. В ноге вырезают зуб с шипом, а в балке для входа шипа создают гнездо. При этом глубина выемки не может быть более 1/3 или 1/4 части толщины балки, в противном случае происходит ослабление элемента. Врубку производят, отступив от края балки 25 – 40 сантиметров, тогда удастся избежать вероятности сколов. Чтобы не допустить сдвига соединения в бок, одинарный зуб необходимо создавать вместе с шипом.
Врубку с двойным зубом выполняют для пологих кровель, когда угол между элементами соединения не превышает 35 градусов, ее выполняют одним из таких способов:
- два шипа;
- упор без шипа;
- упор, дополненный шипом;
- соединение по типу замка с двумя шипами и другие варианты.
Для обоих зубов глубина врезки обычно одинаковая. Но в ряде случаев первый дополненный шипом зуб врубают на 1/3 толщины балки, а второй – на 1/2.
При создании крыш встречается такой способ устройства стропил, когда соединяют стропильные ноги и деревянные потолочные балки перекрытия, но его используют редко. В данном случае в ноге вырезается зуб-упор так, что одна из его плоскостей ложится на плоский край балки, а другая плоскость упирается в запил, сделанный глубиной в 1/3 часть толщины балки. Для надежности помимо врубки выполняют дополнительное соединение при помощи хомутов, болтов, проволочных петель или полосок металла.
Соединение стропил на коньке крыши
В настоящее время в сфере строительства при создании стропильной системы используется 3 способа соединения стропил на коньке:
- соединение встык;
- установка на коньковый прогон;
- крепление внахлест на коньковый прогон.
Чтобы понять, какой вариант предпочтительнее, необходимо разобраться, как их выполняют.
Соединение встык . Верхнюю часть ноги стропила обрезают под углом, который равен углу наклона кровли и упирают ее в другую стропильную ногу, на которой также выполнена обрезка только в противоположном направлении. Такую работу выполняют согласно предварительно выполненному шаблону. В ряде случаев для обеспечения в упоре большего напряжения, обрезку выполняют при проведении монтажа, при этом пропил делается через оба бруска, в результате чего две плоскости плотно прилегают одна к другой. Затем стропила между собой соединяют при помощи длинных гвоздей.
Когда используется данный способ, для дополнительного крепления применяют металлическую или деревянную накладку – ее устанавливают при помощи болтов или забивают гвозди в месте стыка.
Установка на коньковый прогон . Этот способ во многом похож на предыдущий метод. Отличие заключается в монтаже коньковой балки. Подобная отличается надежностью, но ее не всегда можно использовать, поскольку здесь требуется дополнительный монтаж опорных балок и тогда чердаком не очень удобно пользоваться.
Этот вариант позволяет выполнять работу по установке каждой пары стропильных ног непосредственно на месте без предварительных работ и применения шаблонов. Верхний край ноги в данном случае упирается в коньковую балку, а нижний - на мауэрлат.
Крепление внахлест на коньковый прогон . Выполнение работ проходит аналогично предыдущему варианту, только верхний стык стропил осуществляется внахлест. Они соприкасаются вверху не своими торцами, а боковыми сторонами. Крепежными элементами являются болты или шпильки.
Ремонт стропильной конструкции
Частный дом эксплуатироваться может не один десяток лет и часто возникает ситуация, когда необходимо отремонтировать элементы стропильной конструкции. Состояние каркаса крыши и кровельного покрытия необходимо постоянно контролировать, поскольку их разрушение приводит к большим неприятностям. При обнаружении дефектов надо принимать экстренные меры.
Проблема: начал загнивать конец стропильной ноги , опирающийся на мауэрлат. В такой ситуации на перекрытие чердака помещают бревно, оно должно опираться на несколько балок (установка балок перекрытия должна быть надежной). Под ремонтируемую стропильную ногу подкладывают подкосы – надо, чтобы они упирались в бревно. Между крайним подкосом и местом загнивания расстояние должно превышать 20 сантиметров. После того, как поврежденный отрезок удален путем выпиливания, на его место монтируют предварительно подготовленный вкладыш.
Проблема: в середине стропильной ноги обнаружено гниение древесины . С целью усиления стропильной конструкции по обеим сторонам поврежденного элемента прибивают деревянные накладки из досок толщиной 50-60 миллиметров. Гвозди для крепления забивают по их краям в неповрежденную часть стропила.
Проблема: поврежден мауэрлат . Когда это незначительный участок, специалисты советуют установить подкосы с прикрепленной к ним при помощи скоб стропильной ногой. Подкосы монтируют с опорой на неповрежденную часть мауэрлата. В том случае, если область повреждения мауэрлата значительна, тогда к стропильной ноге прибивают накладку из досок, их в свою очередь крепят в новый мауэрлат, устанавливают который немного ниже поврежденного. Монтируют дополнительный мауэрлат в стену с использованием штырей, при этом выполняют в соответствии проекта.
Проблема: в стропильной ноге появилась трещина , в результате чего произошел прогиб кровли. Для проведения ремонта надо заготовить 2 доски, одна из них станет отжимной стойкой, а вторая - для нее опорой. Опорную доску крепят перпендикулярно несущим балкам перекрытия чердака. Отжимную стойку устанавливают на ранее закрепленную опору и подводят ее под прогиб ноги. Между концом отжимной стойки и опорной доской вбивают 2 клина один навстречу другому. Их продолжают забивать, пока прогиб не будет устранен. На место, где располагается трещина, накладывают две доски, длина которых не менее, чем на метр превышает размер поврежденного участка. Их закрепляют болтами. Затем клинья выбивают, убирают опорную доску и временную стойку.
Проблема: требуется усиление стропильной системы , поскольку новый кровельный материал тяжелее прежнего. Для этого увеличивают основное сечение стропил, наращивая его досками. Какую величину необходимо нарастить (но не более 5 сантиметров) определяют при помощи расчетов (читайте также: " "). Прокладку и стропильную соединяют с использованием гвоздей.
Стропила служат основой всей кровельной конструкции, а их монтаж - одна из наиболее ответственных задач при строительстве дома. Каркас будущей крыши можно изготовить и установить самостоятельно, соблюдая технологические особенности кровель разных конфигураций. Приведем основные правила по разработке, расчету и выбору стропильной системы, а также опишем поэтапно процесс установки «скелета» крыши.
Стропильная система: правила расчета и разработки
Стропильная система - несущая конструкция, способная оказывать сопротивление порывам ветра, принимать на себя все наружные нагрузки и равномерно распределять их на внутренние опоры дома.
При расчете стропильной конструкции учитывают следующие факторы:
- Угол наклона крыши:
- 2,5-10% - плоская кровля;
- более 10% - скатная кровля.
- Нагрузки на крышу:
- постоянные - общий вес всех элементов «кровельного пирога»;
- временные - давление ветра, тяжесть снега, вес людей, которые проводят на крыше ремонтные работы;
- форс-мажорные, например, сейсмические.
Величину снеговых нагрузок рассчитывают исходя из особенностей климата региона по формуле: S=Sg*m , где Sg - вес снега на 1 м2, m -расчетный коэффициент (зависит от наклона кровли). Определение ветровой нагрузки базируется на таких показателях: тип местности, нормативы ветровой нагрузки региона, высота здания.
Коэффициенты, необходимые нормативы и расчетные формулы содержаться в инженерно-строительных справочниках
При разработке стропильной системы надо рассчитать параметры всех составляющих конструкции.
Элементы стропильной конструкции
Стропильная система включает в себя множество составляющих, выполняющих конкретную функцию:
Материалы для изготовления стропил
Стропила чаще всего изготавливают из деревьев хвойных пород (ель, лиственница или сосна). Для обустройства кровли применяют хорошо просушенную древесину с уровнем влажности до 25%.
Деревянная конструкция имеет один существенный недостаток - со временем стропила могут деформироваться, поэтому в несущую систему добавляют элементы из металла.
С одной стороны металл добавляет жесткости стропильному сооружению, но с другой - снижает срок эксплуатации деревянных частей. На металлических площадках и опорах оседает конденсат, который приводит к загниванию и порчи древесины.
Совет. При установке стропильной системы из металла и дерева надо позаботиться о том, чтоб материалы не соприкасались друг с другом. Можно использовать влагозащитные средства или применять пленочную изоляцию
В промышленном строительстве используют металлические стропила, выполненные из стального проката (двутавра, тавра, уголков, швеллера и т.д.). Такая конструкция более компактна, чем деревянная, но хуже удерживает тепло, и поэтому требует дополнительной теплоизоляции.
Выбор стропильной системы: висячие и навесные конструкции
Существуют два виды стропильных конструкций: висячие (распорные) и наслонные. Выбор системы определяется типом кровли, материалом перекрытия и природными условиями региона.
Висячие стропила опираются исключительно на внешние стены дома, промежуточные опоры не задействуются. Стропильные ноги висячего типа выполняют работу на сжатие и изгиб. Конструкция создает горизонтальное распирающее усилие, передающееся к стенам. При помощи деревянных и металлических затяжек можно снизить эту нагрузку. Затяжки монтируют у основания стропил.
Висячая стропильная система часто используется для создания мансарды или в тех ситуациях, когда пролеты на крыше составляют 8-12 м, а дополнительные опоры не предусмотрены.
Наслонные стропила монтируются в домах с промежуточной столбчатой опорой или дополнительной несущей стеной. Нижние края стропил фиксируются на внешних стенах, а их средние части - на внутреннем простенке или несущем столбе.
Установка единой кровельной системы над несколькими пролетами должна включать распорные и наслонные стропильные фермы. В местах с промежуточными опорами монтируют наслонные стропила, а где их нет - висячие.
Особенности обустройства стропил на разных крышах
Двускатная крыша
Двускатная крыша, согласно строительным нормам, имеет угол наклона до 90°. Выбор наклона во многом определяется погодными условиями местности. В районах, где преобладают обильные осадки лучше устанавливать крутые скаты, а там, где господствуют сильные ветра - пологие кровли, чтоб максимально снизить давление на сооружение.
Распространенный вариант двускатной крыши - конструкция с углом наклона 35-45°. Такие параметры специалисты называют «золотой серединой» расхода строительных материалов и распределения нагрузки по периметру здания. Однако в таком случае чердачное помещение будет холодным и здесь не получится обустроить жилую комнату.
Для двускатной крыши применяется наслонная и висячая стропильная система.
Шатровая крыша
Все скаты крыши имеют одинаковую площадь и одинаковый угол наклона. Конькового прогона здесь нет, а стропила соединяются в одной точке, поэтому монтаж такой конструкции достаточно сложен.
Шатровую крышу целесообразно устанавливать при выполнении двух условий:
- основание постройки квадратной формы;
- в центре сооружения имеется несущая опора или стена, на которую можно будет зафиксировать стойку, поддерживающую стык стропильных ног.
Создать шатровую крышу можно и без стойки, но при этом конструкцию надо усилить дополнительными модулями - стойками затяжками.
Вальмовая крыша
Традиционная конструкция вальмовой кровли предполагает наличие накосных стропил (диагональных), направленных к углам постройки. Угол наклона ската такой крыше не превышает 40°. Диагональные прогоны обычно делают с усилением, так как именно на них приходится существенная часть нагрузки. Изготовляют такие элементы из сдвоенной доски и прочного бруса.
Места стыковки элементов обязательно подпираются стойкой, которая повышает надежность сооружения. Опора располагается на расстоянии ¼ длины больших стропил от конька. На месте фронтонов двускатной крыши устанавливаются укороченные стропила.
Стропильная конструкция четырехскатной кровли может включать очень длинные диагональные элементы (более 7 м). В этом случае под стропила надо монтировать вертикальную стойку, которая будет опираться на балку перекрытия. В качестве опоры можно использовать шпренгель - балка располагается в углу крыши и фиксируется на смежных стенах. Шпренгельную ферму усиливают подкосами.
Ломаная крыша
Ломаные крыши обычно создаются для обустройства большей мансарды. Установку стропил при таком варианте кровли можно разбить на три этапа:
- Монтаж П-образной конструкции - опоры для прогонов, которые удерживают стропильные ноги. Основание конструкции - балки перекрытия.
- Устанавливается не менее 3-х прогонов: два элемента проходят по углам П-образного каркаса, а один (коньковый прогон) монтируется по центру мансардного перекрытия.
- Монтаж стропильных ног.
Двухскатная крыша: установка стропил своими руками
Расчет угла наклона и нагрузок
Расчет двухскатной крыши конечно можно произвести самостоятельно, но все же лучше это доверить профессионалам, чтоб исключить погрешности и быть уверенным в надежности конструкции.
При выборе угла наклона надо учесть, что:
- угол 5-15° подходит не для всех кровельных материалов, поэтому сначала выбирают тип покрытия, а потом делают расчет стропильной системы;
- при угле наклона свыше 45° - возрастают материальные расходы на закупку составляющих «кровельного пирога».
Пределы нагрузки от воздействия снега колеблются от 80 до 320 кг/м2. Расчетный коэффициент для крыш с углом наклона меньше 25° составляет 1, для кровли с уклоном от 25° до 60° - 0,7. Это значит, что если на 1 м2 приходится 140 кг снежного покрова, то нагрузка на крышу со скатом под углом 40° составит: 140*0,7=98 кг/м2.
Для подсчета ветровой нагрузки берется коэффициент аэродинамического влияния и колебания ветрового давления. Значение постоянной нагрузки определяется суммированием веса всех составляющих «кровельного пирога» на м2 (в среднем - 40-50 кг/м2).
Исходя из полученных результатов, узнаем общую нагрузку на кровлю и определяем количество стропильных ног, их размер и сечение.
Монтаж мауэрлата и стропил
Установку стропил своими руками начинают с монтажа мауэрлата, который фиксируется анкерными болтами к продольным стенам.
Дальнейшее возведение конструкции выполняется в такой последовательности:
Установка стропил: видео
Способы соединения элементов стропильной конструкции: видео