Устройство и монтаж деревянной стропильной системы
Крыша здания защищает его от холодов, дождя и ветра. Это такой же важный элемент, как наружные стены и фундамент. Стропильная система является несущим каркасом крыши. Она берет на себя все нагрузки: от конструкций, от снега и ветра. Чтобы не возникло проблем при эксплуатации, конструкция крыши дома должна быть прочной и надежной. Монтаж стропильной системы своими руками стоит выполнять только после тщательной подготовки и изучения всей необходимой информации.
Крыша и кровля
Прежде чем начать устройство крыши частного дома, нужно разграничить два понятия. Непрофессионалы часто путают, но строители четко разделяют определения крыша и кровля. Крыша — это вся конструкция, которая отделяет здание от улицы сверху. Конструкция крыши частного дома включает в себя стропила, все другие несущие элементы, теплоизоляционный материал, кровельное покрытие.
Стропила — несущие конструкции крыши
Кровля — это верхняя часть крыши. Она же является кровельным покрытием. Устройство кровли требует внимательного подбора материала. Ведь именно от него будет зависеть надежность гидроизоляции и комфортность проживания.
Требования к системе
Чтобы правильно смонтировать стропильную систему своими руками, необходимо учитывать определенный набор правил. Без их учета строение не сможет эффективно сопротивляться негативным воздействиям извне.
В первую очередь стоит учесть прочность. Все элементы должны выдержать нагрузку без разрушения. Устройство стропильной системы крыши предполагает предварительный расчет несущих конструкций по первому предельному состоянию. Именно он проверяет элементы стропильной системы на прочность.
Стропильная система должна быть прочной и жесткой
Второе требование — жесткость. Здесь учитывается максимальный прогиб. Конструкция крыши деревянного дома или любого другого не должна провисать слишком сильно. Допустимые деформации в середине пролета равняются длине этого пролета, разделенной на 200. Перед началом стройки конструкция стропильной системы должна быть рассчитана по второй группе предельных состояний — на жесткость.
Стропиловка крыши своими руками производится с учетом того, чтобы конструкция имела небольшой вес. В противном случае сильно возрастает нагрузка на стены и фундаменты. Именно по этой причине древесина получила широкое распространение в качестве основного материала. Деревянная стропильная система обладает достаточной прочностью, но весит сравнительно немного. Внимание стоит уделить не только конструкции кровли, но и грамотно выбрать кровельный материал. Он не должен быть слишком тяжелым. Керамическая черепица потеряла свою популярность не только из-за стоимости, но и из-за того, что под нее должна быть усилена крыша дома, его стены и фундаменты.
Вес кровельного материала для деревянной стропильной конструкции не должен быть слишком большим
Особые требования предъявляются к качеству материала. Изготовление деревянных элементов должно выполняться только из хорошего сырья. Стоит учесть следующие рекомендации:
Части конструкции
Схема стропильной системы включает в себя множество элементов. Чтобы понимать чертежи и правильно воспринимать информацию, нужно знать хотя бы основные из них. Итак, из чего состоит крыша?
Конек, карниз и скаты — основная часть крыши
В первую очередь – это конек, карниз и скаты. Эти элементы являются основными частями. Конек — это самая верхняя часть конструкции. Карниз или свес — нижняя. Скаты — это наклонные поверхности, которые располагаются между коньком и карнизом.
Возведение стропильной системы требует знания несущих элементов. К таким относятся:
Несущие элементы вальмовой крыши
Еще один элемент стропильной системы — ферма. Это цельная конструкция, которая состоит из стропил, затяжек, подкосов и стоек, жестко соединенных между собой. Ферма имеет треугольную форму, а внутри разбита на несколько более мелких треугольников, что обеспечивает ей хорошую устойчивость.
Формы крыш
Кровли скатных крыш бывают разных форм. Здесь стоит выделить:
Наиболее распространены двухскатные и четырехскатные вальмовые крыши
Самый распространенный вариант — это двухскатная или четырехскатная вальмовая крыша. Первая требует устройства фронтонов. Ломаные актуальны при возведении мансарды. Сначала стропила идут под крутым углом, а потом под меньшим. Такая технология позволяет поднять потолок мансардного помещения. Также рекомендуем прочитать про стропильную систему полувальмовой крыши.
Типы стропил
Выделяют две конструкции:
Устройство крыши деревянного дома возможно только с использованием первых. Это вызвано двумя правилами:
Два этих высказывания противоречат друг другу, поэтому стропильная система деревянного дома может содержать только наслонные элементы.
В деревянном доме монтируют только наслонные стропила
Наслонные балки представляют собой элементы, которые опираются на мауэрлат в нижней точке и на коньковый прогон в верхней. Это позволяет уменьшить горизонтальный распор, который действует на стены, когда стропила пытаются разъехаться и принять горизонтальное положение. Элементы могут быть усилены стойками или подкосами. Схватки в этом случае можно располагать через одну пару ног.
Висячие баки опираются только в нижней точке на мауэрлат. Наверху они просто упираются друг в друга. Чтобы система из деревянных элементов не разъехалась, обязательно делают затяжки. Лучше устанавливать их на каждую пару ног. Такой вариант характеризуется сильным действием распора на наружные стены, но зато позволяет получить больше свободного пространства внутри мансарды.
Соединения
Перед тем как сделать стропильную систему своими руками, нужно внимательно изучить узлы. Чтобы построить свой дом, не стоит экономить время или деньги. Только в этом случае результат будет радовать долгие годы.
Основные узлы соединения стропил
Узлы крепления стропильной системы кровли, которые заслуживают особого внимания, представлены следующими:
Мауэрлат к стене
Этот узел может быть выполнен несколькими способами. Выбор во многом зависит от материала стены. Строительство здания из кирпича, блоков или бетона позволяет использовать следующие методы:
Соединение мауэрлата со стеной при строительстве кирпичных зданий выполняется с помощью анкеров
При деревянном строительстве в качестве мауэрлата выступает верхний венец стены. Его соединяют с предыдущими на нагеля. В каркасном доме мауэрлат — это верхняя обвязка стен. Ее фиксируют на стойки каркаса за счет врубки и металлических уголков с отверстиями для саморезов. Подробнее о креплении мауэрлата к стене.
Стропила к мауэрлату
Крепеж осуществляют двумя способами:
Жесткое крепление может быть с врубкой или без нее. Врубку рекомендуют делать на стропилах, а не на мауэрлате, поскольку это ослабляет его. В обоих случаях ногу жестко фиксируют гвоздями, саморезами, скобами или металлическими уголками.
При жестком креплении врубку лучше делать на стропилах и фиксировать конструкцию с помощью крепежей
Для шарнирного крепления используют специальную деталь — салазки. Они позволяют балке без препятствий перемешаться при усадке стен здания.
Шарнирное соединение дает балке возможность смещения
Дополнительно стропильные ноги крепят к стене. Это нужно для того, чтобы крышу не сорвало ветром. Для крепления используют скрутку из двух проволочек диаметром 4 мм, закрепленные в стену на анкер или ерш. В деревянном доме скрутку можно заменить скобами. Крепление осуществляют на каждую балку или через одну.
В уровне конька
Наслонные элементы опирают на коньковый прогон с врубкой. Дополнительно с двух сторон делают накладку из доски. Накладка нужна и для висячих элементов. Она может быть деревянной или металлической с отверстиями под саморезы.
Коньковый прогон и стропила соединяют с помощью врубки
Сращивание стропил
Существует несколько методов сращивания стропил на крыше своими руками. Выбор между ними во многом зависит от опыта мастера. Место сращивания располагают на расстоянии 0,15 длины пролета от опоры. При этом опорами считаются не только коньковый прогон и мауэрлат, но и подкосы и стойки.
Сращивание стропил по длине
Выделяют пять способов:
Чтобы построить качественную крышу, нужно внимательно изучить технологию, правильно выбрать тип стропил и способы соединения элементов в важных узлах. Это особенно важно, когда возводится стропильная система своими руками.
Общие правила и положения устройства кровли
Верхнее покрытие защищает помещение от дождя, снега и ветра, его конструкция должна быть долговечной, легкой, экономичной при строительстве и эксплуатации. Устройство кровли выполняют в разных вариантах, учитывая назначение строения, климатические условия в районе, материал настила. Функциональность повышают с помощью дополнительного утепляющего слоя, изоляции от пара и влаги.
Виды кровли
Тип конструкции, материал и способ укладки покрытия выбирают так, чтобы слой выдерживал усилия ветра, нагрузку от снега, и была возможность очистить его от осадков.
В общем смысле поверхности делят на два вида:
Первая разновидность является самой простой, наклон составляет 5 – 15°, в холодное время года такой угол не обеспечивает самостоятельное очищение. Плоские крыши используют в промышленном секторе и многоквартирных зданиях. Чтобы построить частный особняк, террасу, мансарду, требуется скатное устройство крыши дома. Каркасная крыша с чердаком потребует дополнительных средств, но владелец получит помещение для работы или отдыха.
По типу конструкции
Чаще строят односкатные или двускатные конструкции, такие системы прочные и надежные. Для холодных помещений выполняют небольшой уклон, чтобы снизить расход древесины и покрывающего слоя.
Куполообразные строения и шатровые применяют редко из-за сложности стройки и перерасхода материалов.
В зависимости от материала
Разновидности кровельных материалов
Различают твердые и мягкие кровли. К твердым относят черепицу, металлические листы, профлист, шифер, дерево. Категория мягких покрытий содержит рулонные материалы, мастичные покрытия, отдельные битумные штучные элементы.
Металлические листы используют гладкие или профилированные, с оцинкованным и полимерным слоем. Деревянные покрытия устраивают в местностях с недорогой местной древесиной. Рубероид применяют для верхнего слоя в конструкции кровли и в качестве гидроизолирующего слоя.
По способу укладки кровельного покрытия
Выбор метода нанесения зависит от конструкции, крутизны и вида материала. Листовой материал монтируют с помощью обрешетки, которую прибивают к стропилам. В процессе устанавливают утепление и влагоизоляцию.
Рулонные материалы, например, еврорубероид, толь, пергамин наклеивают на битумные мастики, которые предварительно наносят на сплошное основание из листов ДСП, влагостойкой фанеры. Есть ковровые покрытия с клеящим слоем, нанесенным снизу — их разогревают перед придавливанием.
Сборка мастичных покрытий происходит в несколько слоев, которые наносят на поверхность бетона, дерева, металла с помощью распределительных форсунок.
Устройство крыши и его основные компоненты
Опора выполняется в виде стропильной схемы крыши, или основанием служит плита перекрытия из железобетона. Для больших по площади крыш используют строительные фермы вместо стропил.
Конструкция крыши для частного дома состоит из элементов:
По стропилам выполняют сплошную поверхность под устройство рулонной кровли или реечную обрешетку.
Особенности устройства кровли
Строительство крыши частного дома не ограничивается монтажом несущего каркаса и предполагает устройство защитного покрытия в виде нескольких функциональных слоев.
Особенности устройства покрытия и сложность работ зависят от материала и крутизны скатов.
Мягкая кровля
Рулонная кровля приклеивается или наплавляется на основание. Используют полосы шириной 1,5 – 2 м, которые имеют многослойный состав, защитную посыпку в виде минеральной крошки или пленки. Мягкие материалы ставят при обустройстве крыши с небольшим уклоном до 12°. Для разогрева применяют газовые горелки, в которых есть регуляция силы пламени, чтобы не прожечь материал.
Мембранный тип собирают из ПВХ листов, устойчивых к атмосферному влиянию. Размеры плит разные, поэтому есть возможность экономии. Мембранные покрытия относят к дорогим видам, но такая технология кровли позволяет эксплуатировать крышу длительное время без ремонта.
Из черепицы
Металлочерепица и профнастил
Натуральную черепицу получают путем обжига глины, материал служит до 120 лет при условии соблюдения технологии правильного монтажа кровли. Покрытие отличается качественными характеристиками, но имеет большой вес, поэтому требует усиленного несущего каркаса. Вторым минусом является высокая стоимость покрытия.
Цементно-песчаные плитки стали аналогом натуральной керамики, их применяют для облицовки частных крыш. Материал служит до 100 лет и почти не отличается внешним видом. Покрытие также отличатся большой массой, но стоимость уступает, поэтому находится больше покупателей. Оба вида ставят на скаты с уклоном 20 – 60°.
Из профнастила
В основе используют листы оцинковки (0,5 – 1,0 мм) с полимерным покрытием на обеих сторонах. Полосы прокатывают на формовочном оборудовании и получают гофрированную поверхность. Металлочерепица является своеобразной разновидностью профлиста, ее дополнительно штампуют для придания формы в виде отдельных черепичных плиток.
Профнастил крепят на обрешетку, гвозди забивают в гребень волны. Листы заходят друг на друга на ширину гофры, а по длине перехлест составляет 7 – 10 мм. (зависит от наклона). Для утепленных конструкций ставят дополнительный слой — контробрешетку, чтобы слой не соприкасался с гидроизоляцией и на нем не появлялся конденсат.
Из поликарбоната
Навес из поликарбоната
Материал проводит свет, поэтому его используют для укрывания теплиц, производственных ангаров. На частном дворе поликарбонатом покрывают парники, делают навесы беседок, крыши зимнего сада. Гибкость позволяет применять его для арочных конструкций.
Основанием служат металлические профили, деревянные бруски. Учитывают, что поликарбонат расширяется при нагревании примерно 4 мм на 1 п/м, поэтому дают необходимую свободу. Легкие листы устанавливают без подъемников и кранов. Поликарбонат прочный, благодаря поперечным перемычкам в строении, не пропускает ультрафиолет. Огнестойкий материал самозатухает при пожаре и не выделяет вредных веществ.
Из битумных волнистых листов
Ондулин внешне напоминает асбестовый шифер, но отличается от него свойствами. Листы делают на базе спрессованной целлюлозной массы (3 мм), которую впоследствии гофрируют и пропитывают битумными компонентами. В состав входят противоморозные, огнестойкие добавки, присадки увеличивают сопротивление влаге.
Битумные листы чаще ставят на сплошную обрешетку, а реечный каркас применяют только на крутых крышах (45 – 60°). Перехлест по ширине выполняют на одну волну, что нужно учитывать при подсчете материала. Ондулин имеет небольшой вес и не слишком нагружает несущие элементы крыши, поэтому возможна экономия на древесине.
Фальцевая кровля
Покрытие выполняют из гладких металлических листов на базе оцинкованного металла с двухсторонним слоем полимерной защиты или без нее. Полосы скрепляют между собой за счет специальных выступов по краям изделия, которые служат замками и называются фальцами. Есть одинарные, двойные, лежачие, стоячие виды соединений.
Для обжима используют машинки, которые фиксируют стык. Карту покрытия собирают частями, которые располагают на земле, затем поднимают в монтажное положение. Для крепления к обрешетке применяют кляммеры (узкие металлические полоски). Если уклон скатов меньше 14°, делают цельное основание, а при устройстве скатной кровли большей крутизны ставят стандартную обрешетку.
Утепление крыши на этапе устройства
Защиту от холода предусматривают, т. к. зимой часть тепла уходит в воздух через крышу. Избежать этого помогает установка слоя утеплителя при монтаже кровельного настила.
Применяют влагостойкие виды:
Можно использовать минеральную вату, натуральные виды, например, при устройстве деревянной крыши. Материалы отличаются высокой гидрофобностью, при увлажнении теряют утепляющие свойства. Поэтому при монтаже создают воздушную прослойку в конструкции настила для циркуляции потоков и просушки.
Правильный монтаж кровли
Во время установки листы не протаскивают по другим полосам, земле, основанию, иначе повреждается защитный слой. Металлочерепицу, профнастил режут ручным инструментом, т. к. болгарка нарушает покрытие на срезе и материал в месте стыка медленно разрушается. Вовремя удаляют металлические опилки мягкой тряпкой или щеткой.
Для обрешетки берут сухие бруски (50 х 50 или 40 х 50), которые выравнивают в одной плоскости так, чтобы не было выступов и впадин. Крепят их к стропилам саморезами, стыки выполняют на опоре в шахматном порядке. Для крепления металлического покрытия, ондулина применяют кровельные гвозди с амортизирующей прокладкой. Инструкция устройства кровли предполагает изготовление предварительного чертежа с размерами и плана кровли.
Выбор кровельного материала
Вид настила выбирают в зависимости от предпочтений хозяина, его материальных возможностей и технических характеристик покрытия. Учитывают влияние ветра и расчетную высоту снежного покрова в районе. Используют при расчете строительные справочники, где есть специальные таблицы. В документах указано давление на крышу в зависимости от толщины наноса и приводятся расчетные показатели осадков, ветровых нагрузок.
Каждый материал имеет прочностные показатели на сжатие, растяжение, которые также учитывают при выборе. Обращают внимание на долговечность, возможность обслуживания и ремонта, назначение постройки.
Для жилого дома играет роль внешний вид, эксплуатационные качества, а на хозпостройках применяют экономичные виды настилов.
Крыша: виды, особенности, нюансы выбора
Зачастую, говоря о выборе крыши, имеют в виду только кровельное покрытие, а говоря о кровле, подразумевают крышу в целом. И хотя такая подмена понятий вполне допустима, все же исходные значения у терминов разные. И если выбор типа кровли пусть и нежелателен, но допустим уже в процессе строительства, то сама крыша, как один из важнейших конструктивных элементов дома, должна тщательно просчитываться и проектироваться. В данном материале рассмотрим основные типы крыш, составляющие конструкции и особенности выбора.
Содержание
Что такое крыша
Крыша – верхний элемент в конструкции дома, выполняющий основную защитно-декоративную функцию. Она не только защищает дом от всех внешних влияний и предотвращает отток тепла, но и обеспечивает привлекательность здания за счет формы, габаритов и кровельного покрытия. Крышу еще называют пятым фасадом, подразумевая именно ее эстетические параметры, в идеале, соответствующие выбранному архитектурному стилю. Иногда именно крыша «вытягивает» скучную типовую коробку, например, за счет высоты, непропорциональных скатов или удлиненных свесов.
Что касается разницы между крышей и кровлей, то конструктивно, крыша, это сложная, сборная система из различных элементов.
А кровля – именно финишное покрытие крыши с защитно-декоративными функциями. И, как уже говорилось, в обиходе эти понятия взаимозаменяемые. Но если крыша без кровли под временным покрытием (баннеры, рубероид, пленки и др.) при необходимости простоять может, то полноценная кровля отдельно от крыши невозможна в принципе.
Большинство кровельных материалов универсально и подходит практически под все виды крыш, варьироваться будет только сложность работ и количество отходов, то есть – цена вопроса. Однако есть и покрытия, требующие особого конструктива, закладываемого в проект, поэтому в любом случае, оптимальный вариант, когда и тип кровли определяется сразу, на этапе проектирования, особенно, если речь о больших домах и сложных крышах.
На практике же и дома до сих пор сплошь и рядом строят без проекта, «из головы», что уж говорить о крышах, но при таком подходе увеличивается риск получить недострой разной степени готовности. Тем более что при нынешнем обилии специализированных графических редакторов и онлайн-калькуляторов, даже не самый продвинутый пользователь в состоянии выполнить хотя бы примитивный эскиз и просчитать нагрузки, было бы желание.
Основные типы крыш
Все крыши условно можно поделить на два основных типа:
Плоские крыши
Многослойные горизонтальные конструкции практически без уклона, 1-2⁰ (до 4⁰) необходимые для отвода осадков визуально практически незаметны. Подразделяются на эксплуатируемые и неэксплуатируемые, актуальны для домов в современном и минималистском стиле. При кажущейся простоте конструкции, сложность реализации обусловлена повышенными требованиями к гидроизоляции.
Скатные крыши
Внутри категории подразделяются на несколько разновидностей, отличающихся количеством и геометрической формой скатов и уровнем сложности реализации.
Остальные подвиды, за исключением нестандартных конструкций, являются производным двускатной крыши.
Четырехскатные (вальмовые или шатровые) крыши образуются из двухскатных крыш. Их фронтоны срезаются наклонными плоскостями на всю высоту. Треугольные скаты шатровых крыш называются вальмами. Полувальмовые крыши отличаются от четырехскатных тем, что наклонными плоскостями у них срезаются лишь часть фронтонов. Четырехщипцовые крыши образуются от соединения четырех двускатных плоскостей.
Если под крышей запланирован не чердак, а жилое помещение, сезонное или круглогодичного проживания (отапливаемое), строится крыша мансардного типа. Она может быть как упрощенной двускатной, так и вальмовой, и полувальмовой, ее особенностью является не форма скатов, а наличие теплоизоляции в кровельном пироге. Зачастую при нехватке жилой площади в мансарду преобразуют холодный чердак или выполняют капитальную реконструкцию, надстраивая мансардную крышу с большей квадратурой.
К оригинальным же крышам можно отнести круглые (купольные, конические) – они возводятся преимущественно на домах круглой формы, а так же над башенками, на домах с «замковой» архитектурой. От обычных, скатных, они отличаются не только формой, но особым строением стропильной системы.
Устройство крыш
Крыша – многослойная сборная конструкция, даже если речь об односкатном типе. За редким исключением, когда основанием плоской эксплуатируемой крыши является железобетонная плита перекрытия, состоит из следующих базовых элементов.
Шаг установки стропил зависит от сечения используемой доски (бруса) и длины стропильного элемента, так же расчетной величины нагрузок для данного региона. Данные, представленные в таблице, не заменяют полноценного расчета несущей способности стропильной системы, их можно рассматривать как рекомендательные для достаточно простых кровель. В таблице даны значения, соответствующие возможным максимальным нагрузкам на стропильную конструкцию для среднеевропейской зоны. Также данные таблицы подготовлены с учетом ассортимента пиломатериалов, которые выпускают российские предприятия, согласно ГОСТ 24454-80 (Необработанная древесина).
