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.
Чтобы самому установить двускатную крышу, достаточно средних навыков выполнения плотницких работ и понимания технологии её изготовления. Во всем этом несложно разобраться. Нужно также привлечь к процессу толкового помощника, потому что многие операции одному человеку выполнить не под силу. Поэтому многие без сомнений берутся за эту работу и успешно с ней справляются.
Устройство двускатной крыши своими руками
Постройка загородного дома сопряжена с немалыми расходами. Поэтому многие люди ищут варианты удешевления этого процесса за счёт использования современных материалов и технологий. В настоящее время очень популярными стали каркасные здания с двускатными кровлями. Это происходит во многом по той причине, что выполнить такую конструкцию по силам даже человеку с минимальными знаниями строительного дела при соответствующей предварительной подготовке.
Двускатная крыша образуется стропильными фермами треугольной формы, соединёнными между собой продольным верхним брусом (коньковым прогоном) и обрешёткой
Однако сооружение крыши - ответственный момент, требующий серьёзного отношения. Нужно рассчитать:
- правильный угол наклона;
- длину стропил;
- расстояние между ними;
- способы соединения различных деталей между собой.
Без опыта производства таких работ не стоит браться за сложные конструкции, но построить небольшой дом с простой двускатной крышей вполне по силам своими руками.
Особенности конструкции двускатных кровель
Такая кровля состоит из двух наклонных плоскостей, расположенных под определённым углом. По торцевым стенкам устраиваются фронтоны, являющиеся вертикальным продолжением стен. По форме они представляют собой равнобедренные или произвольные треугольники, если скаты устроены под разными углами к горизонтали. В случае устройства двускатной ломаной крыши, фронтоны имеют форму трапеций.
При построении кровли создаётся стропильная система, являющаяся опорным элементом кровельного пирога. Стропильная система может быть выполнена в виде висячих стропил, если внутри коробки здания нет капитальных перегородок. При их наличии устраивается настильный каркас, когда пролёт опирается на три и более точек.
В зависимости от конфигурации здания двухскатная крыша может возводиться по разным схемам Как самому сделать двускатную крышу
В зависимости от конструкции стропильной системы её основные элементы могут быть различными, но основные детали присутствуют во всех вариантах:
- Стропила - основной несущий элемент конструкции, на который через обрешётку монтируется кровельный материал.
- Коньковый прогон - также называемый хребтовой балкой, объединяет все стропильные ноги в единое целое, равномерно распределяет нагрузку на мауэрлат.
- Стойка - применяется в настильных конструкциях в качестве дополнительной опоры на капитальную внутреннюю перегородку.
- Лежень - горизонтальный брус, на который опираются стойки, служит для равномерного распределения нагрузок на мауэрлат.
- Мауэрлат - опорный брус между стенами и верхним строением здания, предназначается для крепления стропил.
- Обрешётка - настил из доски толщиной 25 миллиметров для крепления финишного покрытия кровли.
Независимо от типа стропильной системы в ней всегда присутствует несколько основных элементов Проектирование кровли
В процессе проектирования стропильной системы необходимо оптимально разместить все элементы каркаса, чтобы обеспечить равномерную нагрузку кровли по всей её площади. Основными видами нагрузки являются:
- Снеговая - возникает под действием слоя снега, задерживающегося на крыше. При высоких показателях для региона строительства увеличивают угол наклона кровли, чтобы снег сходил с неё по мере накопления.
- Ветровая - связана с усилием воздействия ветра. В открытых продуваемых местах она выше. Средством противодействия ветровым нагрузкам является уменьшение угла наклона крыши.
Таким образом, необходимо найти оптимальный вариант комбинации этих показателей при одновременном воздействии ветра и снега. Данные об удельных нагрузках для региона строительства можно найти в интернете.
Двускатные крыши при простоте конструкции придают дому нарядный и праздничный вид.
Фотогалерея: проекты домов с двускатными крышами
Двускатная крыша позволяет устроить небольшое мансардноре помещение на втором этаже Угол наклона двускатной крыши подбирается исходя из интенсивности ветров и средней снеговой нагрузки в районе строительства Несмотря на простоту конструкции, двускатная крыша может являться центральным элементом общего дизайна здания Углы наклона скатов крыши не обязательно должны быть одинаковыми
Расчёт параметров двускатной крыши
Определение основных характеристик крыши необходимо уже на стадии проектирования фундамента для расчёта воздействия общего веса здания на опорное основание.
Расчёт площади
При симметричной двускатной крыше достаточно определить площадь одного ската и удвоить результат.
Высота кровли зависит от выбранного угла наклона ската. Обычно он находится в интервале 30–45 градусов. В первом случае высота будет составлять половину расстояния от проекции конька до оси мауэрлата. Воспользовавшись теоремой Пифагора и проведя вычисления, получаем, что длина ската для строения 10х9 м будет равна 5,05 метра. Площадь ската определяется как 5,05 х 10 = 50,5 квадратных метров. А общая площадь крыши составит 50,5 х 2 = 101 м 2 .
В случаях, когда двускатная крыша имеет неравновесную кровлю, т. е. ось конька смещена от оси здания, площадь каждого ската в отдельности рассчитывается по той же методике и результаты суммируются.
Однако в этом расчёте не учитываются площади свесов кровли. Обычно они составляют 0,5–0,6 метра. Для одного ската площадь свеса составит 0,5 х 5,05 х 2 + 0,5 х 10 = 4,1 + 5 = 9,1 м 2 .
Общая площадь кровли составит 101 + 9,1 х 2 = 119,2 м 2 .
Большинство расчетов стропил делают по теореме Пифагора, сводя конструкцию к набору жёстких фигур - треугольников Расчёт сечения стропил
Размер сечения стропил зависит от нескольких факторов:
- величины нагрузки на них;
- вида применяемого для стропил материалов: бревно, брус - однородный или клеёный;
- длины стропильной ноги;
- породы древесины;
- расстояния между осями стропильных ног.
Все эти параметры давно просчитаны, и для определения сечения стропильных ног можно воспользоваться приведёнными ниже данными.
Таблица: размер сечения стропил
С увеличением шага установки стропил нагрузка на каждую из них возрастает, что приводит к необходимости увеличения сечения.
Распространённые размеры основных деталей стропильной системы:
Определение угла наклона
Угол наклона ската крыши определяется требованиями её финишного покрытия:
Одной из причин уменьшения угла наклона является желание сделать мансарду или чердачное помещение как можно больше. Это намерение также является поводом к установке ломаной крыши.
Расчёт расстояния между стропилами
Этот параметр зависит от вида финишного покрытия, вернее - его веса. Для самого тяжёлого материала расстояние должно быть минимальным, от 80 сантиметров. В случае применения мягкой кровли, имеющей небольшой вес, расстояние можно увеличить до 150 сантиметров. Расчёт количества стропил и переводов производится таким образом:
- Длину здания (10 метров) нужно разделить на расстояние между стропилами, предположительно 120 сантиметров: 1000 / 120 = 8,3 (штук). К полученному результату добавляем 1, получается 9,3.
- Поскольку количество стропил не может быть дробным, результат округляется до целого числа - 9.
- Окончательно устанавливается расстояние между стропилами: 1000 / 9 = 111 сантиметров.
При таком расстоянии все стропила будут равноудалёнными, и нагрузка от кровли распределится равномерно.
Длину стропил рассчитывают по теореме Пифагора, как уже было показано выше.
Установка двускатной крыши своими руками
Работы по монтажу стропильной системы начинаются с установки мауэрлата.
Крепление несущего устройства на стене
Мауэрлат делают из древесины повышенной прочности - дуб, лиственница и т. д. При отсутствии таких материалов можно использовать сосну.
Брус бывает стандартной длины - 4 или 6 метров. Поэтому соединение нескольких деталей по длине неизбежно. Оно производится с запилом соединяемых концов «вполдерева», например, для бруса сечением 150х150 миллиметров выполняется выборка размером 75х150 длиной 300 мм. Концы соединяются внахлёст. Крепление производится двумя или четырьмя винтами М12 или М14 с установкой шайб большого диаметра. По такому же принципу брусья соединяются по углам. Готовая конструкция представляет собой правильный прямоугольник, который устанавливается на верхнюю плоскость стены по периметру.
Два бруса сращиваются при помощи выборки древесины на каждом из них. Затем они скрепляются болтами Технология установки мауэрлата предусматривает его размещение строго по оси стены или со смещением в любую сторону. При этом нельзя размещать опорный брус ближе 5 сантиметров от края. Для увеличения срока службы мауэрлат следует устанавливать с прокладкой гидроизоляции по поверхности стены. Чаще всего для этого применяется рубероид.
Способы крепления мауэрлата к стене
- Установка на анкерные болты. Идеальный вариант при монолитном исполнении стен. Резьбовые шпильки замуровываются в стену при её отливке.
- Нагели из древесины. Их заколачивают по просверленному отверстию. При такой фиксации используется дополнительный металлический крепёж.
- Скобы кованые. Их применяют с заранее установленными закладными деталями из древесины.
- Шпилька или арматура. Штыри замуровываются в процессе кладки стены и выводятся через опорный брус по просверленным отверстиям. Диаметр крепёжных деталей должен быть 12–14 миллиметров, выступ над поверхностью бруса - 10–14 сантиметров.
- Стальная проволока. Жгут из двух или четырёх проволочных жил устанавливается при кладке стены за 2–3 ряда до её окончания. Затяжка мауэрлата производится с использованием ломика. Часто применяется в качестве дополнительного крепления опорного бруса.
- При устройстве армирующего пояса также используется крепление на шпильки или анкерные болты.
Места установки креплений должны находиться приблизительно посередине между стропильными ногами.
Видео: установка мауэрлата на армопояс
Фотогалерея: способы крепления мауэрлата на стене
Шпильки замуровываются в стену во время её заливки, затем на них надевается мауэрлат и фиксируется болтами Проволока также устанавливается на этапе кладки стены Мауэрлат может крепиться с помощью проволочных стяжек, пропущенных через отверстия в брусе В промежутки между стеновыми блоками вставляются деревянные заглушки, в которых потом укрепляются скобы
Виды стропильных систем и их монтаж
Выбор конструкции стропильной фермы определяется конфигурацией здания. Если отсутствуют внутренние капитальные перегородки, сооружается висячая стропильная система.
При наличии капитальных перегородок необходимо использовать настильную схему монтажа.
Изготовление стропильных пар
Так называется пара стропильных ног, соединённых в арку с установкой распорного элемента в виде затяжки для навесной системы или ригеля для настильной.
Монтаж стропильных пар производится тремя способами:
- Сборка производится наверху после установки переводов. На них выполняется настил из тёса, прибитого гвоздями.
- Формирование стропильных пар выполняется на земле в непосредственной близости от дома. Собираются только заготовки, представляющие собой жёсткую треугольную конструкцию. Подъём изделий производится по готовности стропильных пар для всей системы. Для этого возможно применение грузоподъёмных устройств в виде ручной или приводной лебёдки, что представляет собой определённые неудобства и дополнительные затраты. С другой стороны, сборка на земле гораздо проще и точнее.
- Сборка кровли непосредственно на месте установки производится подетально.
При любом варианте стропильные ноги монтируются по шаблону, которым является первая ферма. Для более высокой точности сборки детали очередной пары желательно фиксировать их к предыдущей струбцинами.
При сборке стропильных систем на земле все конструкции делаются по шаблону, которым является первая изготовленная ферма. Так монтаж получается более точным Порядок действий при монтаже стропильной системы
Сборные элементы кровли устанавливаются в следующей последовательности:
Крепление деталей стропильной системы
Для надёжного соединения элементов кровельного каркаса используются различные вспомогательные элементы, изготовленные из оцинкованной стали толщиной до 1,5 миллиметра.
Использование дополнительных крепежных изделий обеспечивает прочную сборку стропильной системы При сборке с применением дополнительных соединителей увеличивается производительность труда и возрастают прочностные характеристики строения.
Для соединения элементов кровли деревянных строений используются специальные крепёжные приспособления. Так, верхний стык стропил часто соединяют с использованием шарнира. Это обусловлено частыми подвижками здания, в том числе сезонными.
Шарнирное соединение позволяет избежать больших напряжений в месте стыка стропил при сезонных подвижках сруба Для этой же цели на домах из этого материала используются скользящие крепления.
Надежное скользящее соединение стропил с мауэрлатом разгружает этот узел от напряжений при деформациях строения Видео: быстрое изготовление стропил
Перед установкой обрешётки производится утепление крыши. Для этого:
- Набивается внутренняя обрешётка со стороны чердака или мансарды.
- Натягивается пароизоляционная плёнка.
- Укладывается утеплитель.
- Настилается влагозащитная плёнка или мембрана с односторонней проницаемостью.
Таким образом, кроме утепления создаётся вентиляционная система подкровельного пространства. Она начинает работать после установки покрытия.
Слой утеплителя удобнее укладывать сгнаружи на внутреннюю обрешётку с пароизоляционным покрытием В определённых условиях утепление кровли можно выполнить изнутри, это не так удобно, но можно спокойно работать при любых погодных условиях. Формирование кровельного пирога при этом производится в обратном порядке. Каждый слой утеплителя по мере настила нужно укреплять в проёмах между стропилами.
Создание каркасного фронтона
Прежде чем приступить к оформлению фронтона, нужно устроить обрешётку и настелить финишное покрытие кровли.
При формировании обрешётки учитывается вид будущего кровельного покрытия. Её изготавливают из обрезной доски толщиной 25 миллиметров. Обрешётка бывает:
- Сплошная - доски набиваются на расстоянии 2–4 сантиметра одна от другой. Применяется при использовании черепицы или мягкой кровли.
- Разреженная - расстояние между досками составляет 15–25 сантиметров. Такая обрешётка устраивается под металлочерепицу, профнастил, шифер и другие подобные материалы.
- Редкая - расстояние между досками составляет от 0,6 до 1,2 метра. Используется при длине листов покрытия, равной длине ската со свесом. Такое покрытие делается только под заказ.
Обрешётку следует вывести за фронтонные стропила для устройства свеса.
На фронтальных стропильных фермах монтируется каркас для крепления материала лицевой отделки Монтаж кровельного покрытия
Перед настилкой обрешётки производится утепление крыши и настилка влагозащитного слоя. Далее:
- Укладывается покрытия кровли. Последовательность установки - снизу вверх порядово. Прямолинейность первого ряда контролируется по натянутому шнуру.
- Крепление кровельных листов производится самонарезающими винтами с использованием амортизирующих прокладок.
При установке финишного покрытия кровли нельзя экономить на крепёжных изделиях, защитный слой должен быть прочным, способным противостоять ветровым и снеговым нагрузкам.
Листы металлочерепицы настилаются снизу вверх, начиная с угла крыши Монтаж фронтонов
Обрешётка каркасных фронтонов делается исходя из характеристик материала, предназначаемого для лицевой отделки. Для этого могут быть использованы такие изделия:
После установки обрешётки необходимо настелить влагозащиту из полиэтиленовой плёнки толщиной 200 микрон. Её можно закрепить строительными скобами. Эта работа выполняется снаружи. По плёнке можно обшивать наружную поверхность выбранным отделочным материалом.
Фронтоны нужно утеплять рулонными или плиточными утеплителями. Толщина защитного слоя должна быть не менее 10 см, а для районов с холодным климатом - не менее 15 см. Поверх утеплителя натягивается внутренний влагозащитный слой из плёнки.
Поверх неё набивается обрешётка для лицевой отделки, для чего используются бруски размером 50х50 миллиметров. Отделка всего здания производится одновременно, после утепления кровли.
В процессе облицовки фронтона устанавливаются окна, если они предусматриваются проектом, а в некоторых случаях и двери.
Фронтон деревянного дома с двухскатной крышей чаще всего отделывается вагонкой Оформление свесов
Свесы кровли, как фронтонные, так карнизные, кроме чисто декоративной функции предназначены для защиты стен и фундамента от воды или снега. Их размеры обычно составляют 50–60 сантиметров. Оформление свесов производится различными материалами:
- доска строганая, устанавливаемая встык или внахлёст;
- вагонка шпунтованная;
- вагонка блок-хаус;
- листовой пластик;
- листовой профилированный или гладкий металл;
- готовые изделия из металла или пластика - софиты.
Способов устройства свесов несколько:
По подшивке нужно выполнить вентиляционные отверстия. Они могут быть любого размера, но крупные необходимо закрывать мелкоячеистой сеткой из любого материала. Это позволяет избежать проникновения в подкровельное пространство птиц и вредных насекомых. Софиты продаются с уже готовыми вентиляционными решётками.
Вентиляция и устраивается только на карнизных свесах, для фронтонных выступов она не нужна.
При отделке софитами вентиляционные отверстия сверлить не нужно - они уже сделаны на заводе-изготовителе Видео: устройство двускатной крыши своими руками
При современном изобилии строительных материалов и их качестве можно установить двускатную крышу самостоятельно. Экономия средств при этом будет довольно значительной. Но она может обернуться и убытками, если тщательно не продумать каждый свой шаг при строительстве. Успехов вам!
Двускатная крыша или щипцовая - это крыша на два ската, т.е. имеющая 2 наклонные поверхности (скаты) прямоугольной формы.
Каркас двухскатной крыши в силу конструктивных особенностей идеально сочетает в себе простоту устройства и обслуживания с надежностью и долговечностью. Эти и многие другие параметры делают строительство двухскатной крыши практичным и рациональным решением для частного и коммерческого домостроения.
В рамках этой статьи рассмотрим, как сделать стропильную систему двухскатной крыши своими руками. Для эффективного восприятия материала он представлен в виде пошаговой инструкции от А до Я, от выбора и расчетов, до монтажа мауэрлата и обрешетки под кровлю. Каждый этап сопровождается таблицами, схемами, чертежами, рисунками и фото.
Популярность крыши домиком обусловлена рядом преимуществ:
- вариативность конструкции;
- простота в расчетах;
- естественность стока воды;
- цельность конструкции снижает вероятность протечек;
- экономичность;
- сохранение полезной площади чердака или возможность обустройства мансарды;
- высокая ремонтопригодность;
- прочность и износоустойчивость.
Виды двухскатной крыши
Монтаж стропильной системы двускатной крыши зависит, прежде всего, от ее конструкции.
Выделяют несколько вариантов двухскатных крыш (типы, виды):
Наиболее распространенный в силу простоты и надежности вариант устройства крыши. Благодаря симметрии достигается равномерное распределение нагрузок на несущие стены и мауэрлат. Вид и толщина утеплителя не оказывают влияния на выбор материала.
Сечение бруса дает возможность обеспечить запас несущей способности. Отсутствует вероятность пригибания стропил. Подпорки и распорки можно ставить практически в любом месте.
Явный недостаток - невозможность обустройства полноценного мансардного этажа. Из-за острых углов появляются «глухие» зоны, которые непригодны для использования.
Устройство одного угла более 45° приводит к снижению величины неиспользуемой площади. Появляется возможность сделать жилые комнаты под крышей. В тоже время увеличиваются требования к расчету, т.к. нагрузка на стены и фундамент будет распределятся неравномерно.
Такая конструкция крыши позволяет обустроить полноценный второй этаж под крышей.
Естественно, простая двускатная стропильная крыша отличается от ломаной, не только визуально. Главная трудность таиться в сложности расчетов.
Конструкция стропильной системы двухскатной крыши
Постройка крыши любой сложности своими руками предполагает знания назначения основных конструктивных элементов.
Места расположения элементов показаны на фото.
- Мауэрлат
. Предназначен для распределения нагрузки от стропильной системы на несущие стены здания. Для обустройства мауэрлата выбирается брус из прочной древесины. Предпочтительно лиственницы, сосны, дуба. Сечение бруса зависит от его вида - цельный или склеенный, а также от предполагаемого века конструкции. Наиболее популярные размеры 100х100, 150х150 мм.
Совет. Для стропильной системы из металла мауэрлат также должен быть металлическим. Например, швеллер или двутавровый профиль.
- Стропильная нога . Основной элемент системы. Для изготовления стропильных ног используется прочный брус или бревно. Соединенные сверху ноги образуют ферму.
Силуэт стропильной фермы определяет внешний вид строения. Примеры ферм на фото.
Важное значение имеют параметры стропил. О них речь пойдет чуть ниже.
- Затяжка - соединяет стропильные ноги и придает им жесткость.
- Прогон :
- Коньковый прогон , монтируется в месте примыкания одного стропила к другому. В дальнейшем на него будет установлен конек крыши.
- Боковые прогоны , они обеспечивают ферме дополнительную жесткость. Их количество и размер зависят от нагрузки на систему.
- Стойка для стропил - вертикально расположенный брус. Также принимается на себя часть нагрузки от веса крыши. В простой двускатной крыше обычно располагается по центру. При значительной ширине пролета - по центру и по бокам. В несимметричной двускатной крыше - место установки зависит от длины стропила. При ломанной крыше и обустройстве одной комнаты на мансардном чердаке - стойки располагаются по бокам, оставляя свободным пространство для перемещения. Если комнат предполагается две - стойки находятся по центру и по бокам.
Расположение стойки в зависимости от длины крыши показано на рисунке.
- Подкос . Служит опорой для стойки.
Совет. Установка подкоса под углом в 45° существенно снижает риск деформации от ветровой и снеговой нагрузки.
В регионах со значительной ветровой и снеговой нагрузкой устанавливают не только продольные подкосы (находящиеся в одной плоскости со стропильной парой), но и диагональные.
- Лежень . Его назначение служить опорой для стойки и местом крепления подкоса.
- Обрешетка . Предназначена для передвижения во время строительных работ и фиксации кровельного материла. Устанавливается перпендикулярно по отношению к стропильным ногам.
Совет. Важное назначение обрешетки - перераспределение нагрузки от кровельного материала на стропильную систему.
Наличие чертежа и схемы с указанием месторасположения всех перечисленных конструктивных элементов поможет в работе.
Совет. Обязательно добавьте в схему стропильной системы двухскатной крыши данные об устройстве прохода вентиляционной шахты и дымовой трубы.
Технология их устройства определяется типом кровли.
Выбор материала для стропил
При расчете материала на двухскатную крышу нужно выбирать качественную древесину без повреждений и червоточин. Наличие сучков для балок, мауэрлата и стропил не допускается.
Для досок обрешетки сучков должно быть минимум, при этом они не должны выпадать. Древесина должна быть прочной и обработанной необходимыми препаратами, которые повысят ее свойства.
Совет. Длина сучка не должна превышать 1/3 толщины бруса.
Расчет стропильной системы двухскатной крыши
Расчет параметров материала важный этап, поэтому приводим алгоритм расчета пошагово.
Важно знать: вся стропильная система состоит из множества треугольников, как наиболее жесткого элемента. В свою очередь, если скаты имеют различную форму, т.е. являются неправильным прямоугольником, то нужно разделить его на отдельные составляющие и посчитать нагрузку и количество материалов для каждого. После расчетов данные суммировать.
1. Расчет нагрузки на стропильную систему
Нагрузка на стропила может быть трех видов:
- Постоянные нагрузки . Их действие будет всегда ощущаться стропильной системой. К таким нагрузкам относят вес кровли, обрешетки, утеплителя, пленок, доборных элементов кровли, отделочных материалов для . Вес кровли является суммой веса всех его составляющих элементов, такую нагрузку проще учесть. В среднем величина постоянной нагрузки на стропила равна 40-45 кг/м.кв.
Совет. Чтобы сделать запас прочности для стропильной системы лучше к расчету прибавить 10%.
Для справки: Вес некоторых кровельных материалов на 1 м.кв. представлен в таблице
Совет. Желательно, чтобы вес кровельного материала, приходящийся на 1 м.кв. площади крыши, не превышал 50 кг.
- Переменные нагрузки . Действуют в разные периоды и с разной силой. К таким нагрузкам относят: ветровую нагрузку и ее силу, снеговую нагрузку, интенсивность осадков.
По сути, скат крыши подобен парусу и, если учесть ветровую нагрузку, вся конструкция крыши может быть разрушена.
Расчет проводят по формуле: ветровая нагрузка равна показатель по региону, умноженный на поправочный коэффициент. Эти показатели содержатся в СНиП «Нагрузки и воздействия» и определяются не только регионом, но и местом расположения дома. Например, на частный дом, окруженный многоэтажными зданиями, приходится меньше нагрузок. Отдельно стоящий загородный дом или дача испытывают повышенные ветровые нагрузки.
2. Расчет снеговой нагрузки на кровлю
Расчет крыши на снеговую нагрузку проводится по формуле:
Полная снеговая нагрузка равна вес снега, умноженная на поправочный коэффициент. Коэффициент учитывает ветровое давление и аэродинамическое влияние.
Вес снега, который приходится на 1 м.кв. площади крыши (согласно СНиП 2.01.07-85) находится в пределах 80-320 кг/м.кв.
Коэффициенты, показывающие зависимость от угла наклона ската представлены на фото.
Нюанс. При угле наклоне ската свыше 60° нагрузка снега на расчет не влияет. Поскольку снег быстро сползет вниз и не повлияет на прочность бруса.
- Особые нагрузки . Учет таких нагрузок проводится в местах с высокой сейсмической активностью, торнадо, штормовыми ветрами. Для наших широт достаточно сделать запас по прочности.
Нюанс. Одновременное действие многих факторов вызывает эффект синергии. Это стоит учесть (см. фото).
Оценка состояния и несущей способности стен и фундамента
Следует учитывать, что кровля имеет существенный вес, который способен нанести вред остальному зданию.
Определение конфигурации кровли:
- простая симметричная;
- простая ассиметричная;
- ломаная.
Чем сложнее форма крыши, тем большее количество стропильных ферм и подстропильных элементов нужно для создания необходимого запаса по прочности.
Угол наклона двухскатной крыши определяется в первую очередь кровельным материалом. Ведь каждый из них выдвигает свои требования.
- мягкая кровля - 5-20°;
- металлочерепица, шифер, профнастил, ондулин - 20-45°.
Следует учесть, что увеличение угла увеличивает площадь пространства под крышей, но и количество материала. Что влияет на общую стоимость работ.
Нюанс. Минимальный угол наклона двускатной крыши должен составлять не меньше 5°.
5. Расчет шага стропил
Шаг стропил двускатной крыши для жилых домов может составлять от 60 до 100 см. Выбор зависит от кровельного материала и веса конструкции крыши. Тогда количество стропильных ног рассчитывается путем деления длины ската на расстояние между стропильными парами плюс 1. Полученное число определяет количество ног на один скат. Для второго число нужно умножить на 2.
Длина стропил для чердачной крыши рассчитывается по теореме Пифагора.
Параметр «а» (высота крыши) задается самостоятельно. Ее величина определяет возможность обустройства жилого помещения под крышей, удобством нахождения на чердаке, расходом материала на строительство крыши.
Параметр «b» равен половине ширины здания.
Параметр «с» представляет собой гипотенузу треугольника.
Совет. К полученному значению нужно добавить 60-70 см. для запилов и выноса стропильной ноги за стену.
Стоит отметить, что максимальная длина бруса - 6 м.п. Поэтому при необходимости брус для стропил можно сращивать (наращивание, стыковка, соединение).
Способ сращивания стропил по длине показан на фото.
Ширина стропил для крыши зависит от расстояния между противоположными несущими стенами.
7. Расчет сечения стропил
Сечение стропил двускатной крыши зависит от нескольких факторов:
- нагрузки, о ней мы уже писали;
- вида применяемого материала. Например, бревно выдерживает одну нагрузку, брус - другую, клееный брус - третью;
- длины стропильной ноги;
- вида древесины, которая используется в строительстве;
- расстояния между стропилами (шага стропил).
Определить сечение бруса для стропил, зная расстояние между стропилами и длину стропила можно с помощью нижеприведенных данных.
Сечение стропил - таблица
Совет. Чем больше шаг установки стропил, тем большая нагрузка приходится на одну стропильную пару. Значит, сечение стропил нужно увеличивать.
Размеры пиломатериала (бруса и доски) для двухскатной стропильной системы:
- толщина (сечение) мауэрлата - 10х10 или 15х15 см.;
- толщина стропильной ноги и затяжки - 10х15 или 10х20 см. Иногда используют брус 5х15 или 5х20 см;
- прогон и подкос - 5х15 или 5х20. В зависимости от ширины ноги;
- стойка - 10х10 или 10х15;
- лежень - 5х10 или 5х15 (в зависимости от ширины стойки);
- толщина (сечение) обрешетки крыши - 2х10, 2,5х15 (в зависимости от кровельного материала).
Виды стропильной системы двухскатной крыши
Для рассматриваемой конструкции крыши существует 2 варианта: наслонные и висячие стропила.
Рассмотрим каждый вид подробно, дабы сделать взвешенный выбор.
Висячие стропила
Применяются при ширине крыши не более 6 м.п. Установка висячих стропил выполняется за счет крепления ноги за несущую стену и коньковый прогон. Конструкция висячих стропил особенна тем, что стропильные ноги находятся под воздействием распирающего усилия. Висячие стропила с затяжкой, установленной между ногами, позволяют снизить его влияние. Затяжка в стропильной системе может быть деревянной или металлической. Часто затяжки ставят внизу, тогда они играют роль несущих балок. Важно обеспечить надежное крепление затяжки на стропильной ноге. Потому, что на нее тоже передается распирающее усилие.
Совет.
Чем выше расположена затяжка, тем большей прочностью она должна обладать.
Если затяжку не установить, несущие стены могут попросту «разъехаться» от давления, создаваемое стропильной системой.
Наслонные стропила
Применяются при обустройстве крыш любых размеров. Конструкция наслонных стропил предусматривает наличие лежня и стойки. Лежень, лежащий параллельно мауэрлату принимает на себя часть нагрузки. Таким образом, стропильные ноги как бы приклонены друг к другу и поддерживаются стойкой. Стропильные ноги наслонной системы работают только на изгиб. Да и простота монтажа также склоняет чашу весов в их пользу. Единственный недостаток - наличие стойки.
Комбинированные
Ввиду того, что современные крыши отличаются большим многообразием форм и сложностью конфигураций, используется комбинированный вид стропильной системы.
После выбора вида стропильной системы можно точно рассчитать количество материалов. Результаты расчетов записать. При этом профессионалы рекомендуют составлять чертежи на каждый элемент кровли.
Монтаж стропильной системы двухскатной крыши
После того, как рассчитаны стропила двускатной крыши, можно приступать к монтажу. Процесс разобьем на этапы и дадим характеристику каждому из них. Получится своеобразная пошаговая инструкция, содержащая дополнительные сведения по каждому этапу.
1. Крепление мауэрлата к стене
Брус устанавливается по длине стены, на которую будут опираться стропила.
В срубах из бревна роль мауэрлата играет верхний венец. В зданиях, построенных из пористого материала (газобетон, пенобетон) или кирпича, мауэрлат устанавливается по всей длине несущей стены. В других случаях его можно устанавливать между стропильными ногами.
Материал подготовлен для сайта www.сайт
Поскольку длина мауэрлата превышает стандартные размеры пиломатериалов, его приходится сращивать.
Соединение мауэрлата друг с другом делается как показано на рисунке.
Как соединить мауэрлат?
Запил брусьев производится только под углом в 90°. Соединения происходит с применением болтов. Гвозди, проволока, деревянные нагели не используются.
Как крепить мауэрлат?
Установка мауэрлата выполняется на верху стены. Технология монтажа предусматривает несколько способов крепления мауэрлата:
- строго по центру несущей стены;
- со смещением в одну из сторон.
Совет.
Мауэрлат не может размещаться ближе, чем 5 см. до наружного края стены.
Чтобы защитить брус для мауэрлата от повреждения его укладывают на слой гидроизоляционного материала, в качестве которого чаще всего выступает обычный рубероид.
Надежность крепления мауэрлата важный аспект строительства. Это связано с тем, что скат крыши подобен парусу. Т.е., он испытывает сильную ветровую нагрузку. Следовательно, мауэрлат нужно крепко зафиксировать на стене.
Способы крепления мауэрлата к стене и стропилам
Анкерные болты. Идеальны для монолитного строения.
Деревянные нагели. Используются для срубов из бревна и бруса. Но, они всегда используются с дополнительными крепежами.
Скобы.
Шпилька или арматура. Применяется в том случае, если коттедж построен из пористых материалов (газобетон, пенобетон).
Скользящее крепление (шарнирное). Связка таким способом позволяет обеспечить смещение стропильных ног при усадке дома.
Отожженная проволока (вязальная, стальная). Используется как дополнительное крепление в большинстве случаев.
2. Изготовление стропильных ферм или пар
Монтаж выполняется двумя способами:
- установка брусьев непосредственно на крыше. Используется не часто, поскольку выполнять все работы, замеры, подрезки на высоте проблематично. Зато позволяет полностью выполнить монтаж своими руками;
- сборка на земле. Т.е., отдельные элементы (треугольники или пары) для стропильной системы можно собрать внизу, а затем поднять их на крышу. Преимущество такой системы в более быстром выполнении высотных работ. А недостаток - в том, что вес собранной конструкции стропильной фермы может быть значительным. Чтобы ее поднять потребуется специальное оборудование.
Совет. Прежде чем собирать стропильные ноги, нужно нанести разметку. Очень удобно использовать для этих целей шаблоны. Собранные по шаблону стропильные пары будут абсолютно одинаковы. Для изготовления шаблона нужно взять две доски, длина каждой из которых равна длине одного стропила, и соединяются между собой.
3. Установка стропильных ног
Собранные пары поднимаются наверх и устанавливаются на мауэрлат. Для этого внизу стропильных ног нужно сделать запил.
Совет. Поскольку прорези на мауэрлате ослабят его, можно делать запилы только на стропильной ноге. Чтобы запил был одинаковым и плотно прилегал к основанию нужно использовать шаблон. Его вырезают из фанеры.
Способы крепления стропильной ноги показано на рисунке.
Начинать установку стропильных пар нужно с противоположных торцов крыши.
Совет. Чтобы правильно установить стропильные ноги, лучше использовать временные подкосы и распорки.
Между закрепленными парами натягивается бечевка. Она упростит монтаж последующих стропильных пар. А также, обозначит уровень конька.
Если стропильная система монтируется непосредственно на крыше дома, то после установки двух крайних стропильных ног устанавливается опора конька. Далее к нему крепят половины стропильный пар.
Стоит отметить, что в этом вопросе мнения профессионалов расходятся. Одни советуют использовать шахматный порядок крепления, что позволит равномерно распределить увеличивающуюся нагрузку на стены и фундамент более равномерно. Такой порядок предполагает установку одного стропила в шахматном порядке. После того, как часть стропильных ног установлена, монтируют недостающие части пары. Другие, настаивают на том, что нужно делать последовательный монтаж каждой пары. В зависимости от размера конструкции и конфигурации фермы, усиление стропильных ног выполняется подпорками и стойками.
Нюанс. Соединяются дополнительные элементы конструкции с помощью вырубки. Фиксировать их предпочтительно строительными скобами.
При необходимости можно удлинить стропильную ногу.
Способы сращивания стропильных ног показаны на фото.
Совет. Способ, которым удлиняется мауэрлат (запил под 90°) в данном случае применять нельзя. Это ослабит стропило.
4. Установка конька двускатной крыши
Коньковый узел кровли изготавливается путем соединения стропильных ног вверху.
Устройство конька крыши:
- Способ без использования опорного бруса (см. рис.).
- Способ с использованием стропильного бруса. Брус нужен для больших крыш. В дальнейшем он может стать опорой для стойки.
- Метод накладки на брус.
- Более современной разновидностью изготовления конькового узла можно считать способ, показанный на фото.
- Метод врубки.
После того, как установлена стропильная система делаем капитальное закрепление всех конструктивных элементов.
5. Монтаж обрешетки крыши
Монтируется обрешетка в любом случае, и предназначена для более удобного перемещения по крыше в процессе выполнения работ, а также для крепления кровельного материала.
Шаг обрешетки зависит от вида кровельного материала, например:
- под металлочерепицу - 350 мм (расстояние между двумя нижними досками обрешетки должно составлять 300 мм).
- под профнастил и шифер - 440 мм.
- под мягкую кровлю настилаем сплошную обрешетку.
Стропильная система двухскатной крыши с мансардой - видео:
Заключение
Как видим, несмотря на кажущуюся простоту, монтаж стропильной системы двускатной крыши содержит много подводных камней. Но, опираясь на приведенные рекомендации, вы сможете без проблем построить надежную конструкцию своими руками.
Стропильные ноги могут фиксироваться к мауэрлату или балкам потолочного перекрытия.
Конкретное решение принимается с учетом индивидуальных архитектурных особенностей строения. Какие отличия имеют оба способа крепления стропилин?
| Тип крепления стропилин | Эксплуатационные характеристики |
|---|---|
| Такой метод чаще всего используется на строениях из кладочных материалов и с бетонными чердачными перекрытиями. Мауэрлаты устанавливаются на несущие фасадные стены домов, при необходимости изготавливается специальный армирующий пояс для усиления опорной площадки стропильной системы. Преимущества: возможность увеличить высоту чердачного помещения за счет подъема армированного пояса по периметру строения. Недостатки – большая распирающая нагрузка на фасадные стены. |
| Рекомендуется применять в тех случаях, когда несущие стены не отличаются большими показателями устойчивости. Стропила крепятся только к балкам в легких каркасных домах из ОСП плит. Крепление к балкам перекрытия позволяет не только снимать распирающие нагрузки с фасадных стен, но и более равномерно распределять их по периметру строения. Еще одно преимущество – за счет нескольких дополнительных упоров стропильной системы можно облегчить конструкцию и сделать ее более устойчивой. Это уменьшает сметную стоимость строительства дома. Балки перекрытия можно выносить за периметр дома на значительную величину, а упор стропильных ног на эти конструкции увеличивает площадь чердачного помещения. |
Есть один очень важный момент, который следует учитывать во время проектирования такого типа стропильной системы. Расстояние между балками перекрытия и стропильными ногами должно быть одинаковым, а этот параметр зависит от нескольких факторов.
Решение о типе фиксации стропильных ног должно приниматься профессионалами на стадии проектирования дома. Следует помнить, что стропильная система считается не только одним из самых важным архитектурных элементов, но и одним из самых сложных. Непрофессионалам браться за монтаж кровли не стоит, такие работы могут выполнять только опытные строители.
Мы рассмотрим все возможные методы фиксации элементов, некоторые из них используются крайне редко и только во время строительства аутентичных домов по старинным технологиям. Такие работы выполняют плотники высочайшего класса, умеющие работать топором, долотом, стамеской и прочими традиционными плотницкими инструментами.
Специальными металлическими крепежными пластинами
Строители применяют два типа пластин. Соединение прочное, делается быстро и без ручного труда. В развитых странах стропильные фермы домов собираются на производственных линиях, при этом все процессы почти полностью автоматизированы. Технология сборки дает возможность увеличивать производительность оборудования и снижать себестоимость продукции. Элементы домов на строительной площадке быстро собираются, количество ручного труда сводится к минимуму. Деревянный дом под ключ ставится всего за две-три недели в зависимости от этажности и размеров.
Какие пластины применяются для крепления стропилин к балкам?
Зубчатые
В нашей стране, к сожалению, малоизвестны, в развитых странах используются давно. Зубчатое крепление – металлические пластины с различными линейными размерами. По всей площади имеются зубья, которые вбиваются в деревянные конструкции. Длина и расстояние между зубьями выбирается с учетом размеров стропильных ног и балок перекрытия. Такое соединение дает возможность автоматизировать процесс производства ферм стропильной системы. Зубчатые пластины устанавливаются с двух сторон соединяемого узла.
Важно. Использовать такие соединения с двух сторон можно только на пиломатериалах с одинаковой толщиной. Максимальное отклонение ±1 мм. Именно это условия не позволяет широко применять зубчатые соединения в нашей стране, большинство отечественных пиломатериалов не выдерживают требуемые поля допусков.
Зубчатые пластины можно забивать и вручную, но необходимо следить за правильностью их положения.
Перфорированные
Хорошо известные крепежные элементы, универсального использования. Могут фиксировать все элементы стропильной системы, имеют различные размеры и толщину. Пластины накладываются на узел, стягивание выполняется саморезами, болтами или обыкновенными гладкими гвоздями. Могут монтироваться с одной или двух сторон соединения. Преимущества – нет строгих требований по качеству пиломатериалов, большое количество отверстий позволяет выбирать самые удачные места вкручивания саморезов. Недостатки – требуют довольно много ручного труда. Работать с ними тяжелее, чем с зубчатыми. Кроме того, возрастает время монтажа стропильной системы.
Практический совет. Прочность крепления пластинами во многом зависит от точного соблюдения рекомендованной технологии, даже незначительные нарушения могут заметно уменьшать устойчивость стропильной системы. Для того чтобы исключить вероятность появления неприятных ситуаций во время эксплуатации зданий, практики рекомендуют стягивать стропильные ноги и балки перекрытия ригелями, использовать вертикальные стойки. Эти элементы компенсируют ошибки монтажа стропильной системы, увеличивают время и повышают безопасность эксплуатации дома.
Болтовое
Крыши небольших хозяйственных зданий и пристроек не имеют значительных нагрузок, во время их изготовления используются упрощенные методы соединения стропилин и балок перекрытия. Самый распространенный вариант – болтами. Проделываются отверстия в балках перекрытия и стропилинах, элементы располагаются рядом, в отверстия вставляются болты, узел прочно стягивается.
Соединение врезкой
Более сложное соединение, требуется практический строительный опыт. Врезка полностью исключает вероятность подвижек стропилин в местах соединения с потолочными балками, узел более прочный и статичный. На балке выпиливается углубление, а на стропилине выступ, детали должны плотно входить друг в друга.
Такой метод фиксации делается только на доме, что усложняет процесс строительства. Кроме того, каждое соединение подготавливается индивидуально, что еще больше увеличивает сроки строительства и повышает его стоимость. Еще один недостаток врезки – каждое соединение уменьшает толщину досок стропилин и балок, это становится причиной уменьшения их несущих показателей. Как следствие, проектировщики должны во время расчетов предусматривать увеличенные размеры пиломатериалов с учетом уменьшения их ширины в результате запиливания. А это негативно сказывается на стоимости строения.
Соединение врубкой
Старинный метод, в настоящее время применяется крайне редко. Работы делаются плотниками, умеющими обращаться с ручными инструментами и топором. Врубка делается только на толстых стропилинах и балках. Топором, долотом и стамеской делается соединение шип/паз под необходимым углом. Работа физически тяжелая, в качестве дополнительного соединения могут использоваться металлические самодельные скобы. Длина скоб и диаметр прутка выбираются с учетом конкретного места установки и предполагаемой максимальной нагрузки.
Важно. Врезка и врубка чаще всего применяется для висячей стропильной системы. За счет дополнительной фиксации конструкция может выдерживать значительные распорные усилия.
Практические советы по креплению стропилин к балкам перекрытия
Для примера возьмем самый распространенный способ фиксации элементов, он пригоден для всех типов крыш, отвечает современным требованиям по прочности и устойчивости узла. Еще одно преимущество – некоторые работы можно делать на земле, а на строении лишь собирать уже готовые конструкции. Такой метод выполнения строительных работ существенно их упрощает и ускоряет, сметная стоимость кровли уменьшается.
Стропила и балки перекрытия изготовлены из досок 150×50 мм. Стропильная система самая сложная – вальмовая многоскатная. Соединительные элементы – металлические перфорированные пластины. Для ускорения и упрощения работ рекомендуется подготовить простой, но очень функциональный шаблон из отрезков досок . Как сделать приспособление?
- Заготовьте четыре отрезка досок толщиной 25–30 мм. Два куска длиной примерно 20 см и два длиной 40 см.
- Две короткие доски прикрутите уголками к двум длинным, при этом оставьте между ними зазор, равный толщине доски перекрытия. Во время соединения стыкуйте их не точно по торцам, а приподнимите на 2–3 см от края длинных. Этот выступ служит упором о мауэрлат во время пользования шаблоном.
- На расстоянии примерно 30 см от низа длинные доски скрепите между собой металлическим перфорированными пластинками, для повышения прочности с противоположной стороны стяните их досками или кусками фанеры. Добейтесь, чтобы приготовленный шаблон был жестким и не шатался во время пользования.
Такое простое приспособления существенно облегчает выполнение запилов стропилин для их соединения с балками перекрытия.
Как быстро и качественно делать запилы для соединения
Во время замеров будем пользоваться самодельным приспособлением.
Шаг 1. Поставьте приспособление короткими досками на мауэрлат, балка потолка должна располагаться между ними. Небольшие выступы в нижней части упираются о мауэрлат с наружной стороны. Длинные доски строго вертикальны и располагаются на одной линии с плоскостью фасадной стены дома.
Шаг 2. Немного прикрутите приспособления к мауэрлату, это облегчит дальнейшие работы. Для прикручивания лучше пользоваться длинными и тонкими саморезами, до конца затягивать их не надо.
Шаг 3. Отрезанную по длине стропилину поставьте ребром на верхнюю плоскость балки перекрытия. Угол доски должен опереться о металлические пластины приспособления.
Верхняя часть стропилины должна лежать на своем месте, в нашем случае на диагональной (вальмовой) стропильной ноге.
После запиливания угол стропильной ноги должен лежать точно по краю мауэрлата. Желательно, чтобы такое же положение занимали и балки перекрытия, но некоторые строители не могут точно снимать их размеры. Балки получаются различной длины и редко располагаются в нужном положении.
Шаг 4. Отмерьте горизонтальную линию отрезания примыкания. Делать это можно двумя способами.
- При помощи строительного уровня. Можно пользоваться небольшим инструментом. Проведите с угла стропильной ноги горизонтальную линию. Все просто, быстро и точно.
- При помощи строительного угольника. Замерьте расстояние от балки перекрытия до верхнего угла стропильной ноги. Поставьте угольник на плоскость балки и ведите его до тех пор, пока щель между балкой и стропилиной не будет равной такому же значению, в нашем случае 13 см. В нужном месте поставьте метку. Соедините эту метку с углом стропильной ноги. Должна получиться линия, параллельная плоскости балки перекрытия. Отнимите доску и отрежьте лишний кусок.
Соединение получится ровным, никаких выступов стропильных ног не будет. Далее нужно сделать замеры отрезания верхней части стропильной ноги. Для этого нижний участок ставится на место и придерживается помощником. В месте состыковки верхней части обыкновенной и вальмовой стропилин при помощи линейки нарисуйте линии отрезания. По очереди плотно прижимайте линейку к боковым граням вальмовой стропилины и с двух сторон отметьте вертикальные линии.
Прикладывают линейку и чертят линию на доске
Важно. Никогда не делайте разметку верхнего узла примыкания без запиливания нижнего. Некоторые неопытные строители одновременно отмечают нижнюю и верхнюю части стропилин, а потом их отрезают. При таком алгоритме работы всегда будут зазоры, для их ликвидации стропилину придется смещать в сторону. А это изменяет шаг между ними. Дело в том, что после зарезания нижнего стыка изменяется угол примыкания верхнего узла.
Как готовить стропила к креплению на земле
Настоящие профессиональные строители почти все элементы стропильной системы готовят на земле по чертежам или шаблонам, нумеруют их и в таком виде поднимают на здание. Такой метод работы не только в разы ускоряет процесс строительства, но и значительно повышает безопасность труда. Плотникам больше нет необходимости много раз ходить по временному настилу для снятия размеров и запиливания досок, соединение элементов выполняется с первого раза. Но для того чтобы готовить элементы на земле, нужно иметь большой опыт, работы выполнять внимательно и ответственно. По такому алгоритму строятся дома за рубежом, большой производительностью труда рабочих объясняются их высокие, в сравнении с отечественными, заработки. Рассмотрим процесс изготовления на земле самых простых стропильных ферм для соединения с балками перекрытия.
Шаг 1. Если нет точных рабочих чертежей стропильных ферм, то следует изготовить шаблон. Делается он из обыкновенных досок толщиной примерно 25 мм. Готовить шаблон надо на доме, проверять правильность в нескольких местах. Дело в том, что каменщики иногда допускают ошибки, из-за которых фасадные стены непараллельные, разброс по углам может достигать несколько сантиметров. Этот брак не оказывает влияния на крепление стропилин к балкам перекрытия по отдельности, но в случае с готовыми фермами могут возникать проблемы.
Шаг 2. Положите шаблон на ровный участок возле дома. Принесите первую стропильную ногу и уложите ее на одну сторону шаблона фермы, выровняйте положение.
Шаг 3. Таким же образом уложите вторую ногу на свободную сторону шаблона. Карандашом нарисуйте линии примыкания стропильных ног в верхней части фермы. Обращайте внимание, чтобы элементы не смещались во время разметки.
Шаг 4. Бензиновой или электрической пилой отрежьте лишние куски досок.
Важно. В верхней части ферм стропильные ноги будут соединяться в полдерева, для этого нужно сделать специальные запилы. Работать можно бензиновой пилой.
Как правильно запилить соединение?
Практический совет. Такие точные запиливания можно делать только полностью исправной бензиновой пилой с идеально заточенной цепью. Если угол заточки неверный, то полотно пилы ведется в сторону, ровно удержать инструмент руками невозможно. Эту пилу можно использовать лишь во время заготовки дров.
Шаг 5. Такие же операции сделайте и со второй стропилиной. Положите отрезанные ноги на шаблон, проверьте правильность отрезания, поправьте положение досок вдоль всей длины шаблона. Все в норме – соедините ноги фермы в верхнем узле. Можно пользоваться обыкновенными гвоздями, это быстро, дешево и надежно.
Шаг 6. Для повышения прочности и устойчивости фермы в верхней части зафиксируйте ноги горизонтальной стяжкой. В этих целях допускается пользоваться тонкими досками, элемент работает на разрыв, толщины 20–25 мм вполне достаточно для сопротивления нагрузкам. Пиломатериалы на растяжение имеют высокие показатели прочности, проблемы возникают при их сжатии. Доски прогибаются, конструкция полностью теряет устойчивость и первоначальные геометрические формы.
Шаг 7. Пилой отрежьте нижние концы стропильных ног.
Угол на шаблоне должен быть таким, чтобы соединение элементов было максимально плотным.
Важно знать, что при правильном соединении узлов стропильной системы прочность конструкции должна поддерживаться и за счет сил трения между элементами. Доски должны прижиматься друг к другу с такой силой, чтобы трение не позволяло им смещаться. Какие условия для этого надо соблюдать?
- Первое. Плоскость примыкания должна быть максимально ровной, площадь максимально большой.
- Второе. Усилие прижатия элементов должно быть таким, чтобы силы трения достигали больших значений.
Ни в коем случае элементы стропильной системы в узлах крепления не должны держаться только на метизах. Всегда надо помнить, что они предназначены для притягивания досок, а не для их удержания. Все болты рассчитываются на разрыв, а не на срез.
Загибают гвозди молотком (стропильная ферма перевернута)
Перевернули стропильную ферму и шаблон, сделали разметку для обрезки нижних краев
Как показывает практика, изготовление стропильных ферм и подготовка узлов соединения с балками перекрытия на земле ускоряет процесс строительства крыши в несколько раз. Сам узел может фиксироваться металлическими пластинами по бокам, гвоздями или болтами в торец, скобами и т. д. Как уже упоминалось, для увеличения устойчивости стропильной системы такого типа рекомендуется устанавливать между стропилами и балками вертикальные упоры.
Видео – Как запиливать стропила под нужным углом и нужных размеров
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.