Крепкая кровля: стропильная система крыши и её виды

Описание диагональных стропил

Учитывая расположение диагональных стропилин, можно определить, что их длина будет больше, чем аналогичный параметр рядовых стропилин. К тому же, являясь опорой для нарожников, они принимают на себя довольно большую нагрузку. Все это приводит к выводу, что  диагональные стропильные ноги должны стать усиленными. Чаще всего для этого используют доски, предназначенные для рядовых стропилин, но спаренные между собой.

Спаренные накосы позволяют решить одновременно три задачи:

• Увеличение нагрузки без риска деформации стропильной системы.
• Получение цельного диагонального элемента  (наращивание стропилин приводит к ослаблению отдельных участков).
• Снижение расходов на монтаж стропильной системы (две доски будут стоить гораздо дешевле, чем цельный брус).

Значительная длина диагональных стропилин требует установки дополнительных опор, количество которых определяется длиной диагонали.

Жесткие или подвижные соединения: что выбрать

Итак, мы отметили, что опорные узлы, соединяющие мауэрлат с досками, могут быть разной степени подвижности: от «0» до «3». Нулевая степень – это жесткие крепления, которые исключают любые изменения положения балок.

Жесткие соединения: когда они необходимы

Мауэрлат устанавливают тогда, когда необходимо передать распорную нагрузку от стропил на несущие стены. Это делается, в основном, в домах из кирпича, панелей и блоков. Деформацию и усушку кровли в данном случае стараются исключить, чтобы не допустить изменения нагрузки на опорные стены. Здесь и появляется необходимость неподвижного соединения стропильной системы с мауэрлатом.

Неподвижные узлы, закрепляемые с запилом

Многие специалисты рекомендуют делать соответствующе запилы в месте крепления стропил к балкам перекрытия для большей прочности и неподвижности соединительных узлов. Эти запилы должны плотно стыковаться с мауэрлатом. Дополнительно такие узлы укрепляются болтами, анкерами и металлическими пластинами:

Или же длинными саморезами:

И еще один важный момент: размер запила бруска не должен превышать 1/3 его сечения. В противном случае стропильная система может потерять свои несущие способности:

Жесткие узлы без заруба стропил

Способ крепления с помощью подшивного бруска используется в наслонных стропильных системах. Стропилина срезается по шаблону и скашивается (для придания крыше нужного уклона) в месте прилегания к мауэрлату. Изнутри такие стропила усиливаются опорными брусками и укрепляются уголками с двух сторон к раме основы:

Еще один вариант не стыкового узла – жесткое крепление стропил, усиленное брусьями-накладками с обеих сторон. Две доски длиной не менее метра окаймляют каждую стропильную ногу. Один конец таких опор срезается под углом, который соответствует наклону ската крыши (в том числе, стропилин). Доски крепятся срезом к мауэрлату с помощью длинных болтов и усиленных стальных уголков. Брусья крепятся по заранее размеченным местам, сначала по одному. Затем вплотную к накладкам с одной стороны монтируются сами стропила, которые сразу укрепляются такой же накладкой с другой стороны. Есть вариант установки сразу двух брусьев-накладок, а после, стропил, но этот способ используют реже, так как он требует более точных расчетов.

Виды

Каркасная конструкция двускатной крыши может быть:

• наслонной;
• висячей.

Характерно, что в большинстве строений используется стропильная система наслонного типа, внутри которой есть несущие стены. Каркас, таким образом, служит промежуточной опорой. При ширине крыши не больше 10 м обычно используется одна опора. Крыша шириной больше 10 м имеет несколько пропорционально расположенных опор. Каркас в виде стропильной системы висячего типа возможен в том случае, когда строение может обойтись одной опорой, не имея внутренних несущих стен. Такая кровля выстраивается из двух поясов – верхнего (два стропила), нижнего (жестко соединенные затяжки). Опираются стропила на мауэрлат, а концы стропил выходят на наружные стены.

Двускатная ломаная кровля может иметь усиление в виде опорных рам, которые не дают провисать наклонной крыше. Так можно получить более прочную конструкцию. Висячая ломаная крыша имеет дополнительные опорные рамы, к которым устанавливаются стены мансарды. Опорная рама, которая расположена под несущей стеной внутри, берет на себя часть нагрузки, что позволяет немного облегчить конструкцию кровли.

Действия, предшествующие обустройству крыши

Схема крыши каркасного дома.

Изначально необходимо определиться с конфигурацией будущей кровли. Нужно правильно рассчитать угол уклона, количество скатов, выбор кровельного материала, сечение и шаг контробрешетки, стропил, обрешетки. Если показатель уклона превышает 5°, такая крыша дома будет считается скатной, если меньше – плоской. Если скатная крыша обладает уклоном меньшим 28°, она будет называться нагруженной, а значит и требования к ее возведению будут более строгими. В этом случае крыша будет нуждаться в усиленной стропильной системе, потому как зимой на нее будет давить масса снега, которая практически не имеет возможности сползать с нее. Если уклон скатов превысит 50°, крыша будет хуже выдерживать ветровые атаки. Гораздо привлекательнее смотрятся и значительно лучше выдерживают нагрузку крыши с углом уклона 35-45°.

Скатная крыша каркасного дома состоит из наклонных плоскостей или скатов, их уклон обычно составляет более 10%. Данный тип крыш подразделяется на чердачные (раздельные) и бесчердачные (совмещенные). У бесчердачной крыши несущие элементы выполняют роль перекрытий верхнего этажа постройки. Если крыша чердачная, внутри нее располагается чердак, размещенный между крышей и чердачным перекрытием.

Крыши каркасных домов различают по количеству и типу скатов:

• односкатные;
• двускатные;
• четырехскатные или полувальмовые;
• шпилеобразные;
• четырехскатные шатровые;
• мансардные.

Схема пола в каркасном доме.

Односкатными называются крыши каркасных домов, которые обладают одним уклоном. Такой тип крыш присущ городским зданиям и сооружениям, на них запрещено устанавливать системы водостоков и сбрасывать снег. Такой тип крыш подходит для сараев, гаражей или навесов. Двускатные кровли являются самым востребованным видом крыш, они используются при возведении любых зданий и сооружений.

Четырехскатные или полувальмовые крыши обладают четырьмя скатами, они используются преимущественно на дачах и в сельской местности. Шпилеобразные кровли представляют собой крутые равнобедренные треугольники-скаты, при соединении они образуют острые вершины и подходят для округлых стеновых зданий, башен или эркеров. Четырехскатные шатровые кровли обладают соединенными в одной точке вершинами скатов, они подходят для покрытия домов с квадратной или многоугольной планировкой. Мансардные кровли отличаются ломаной конструкцией, подходят для жилых помещений и дачных построек.

Как определиться с количеством скатов для будущей крыши? Если хочется привлекательности – тогда лучше делать сложную крышу каркасного дома своими руками в несколько скатов. Если желаете поскромнее, то двускатная кровля будет смотреться довольно симпатично и не повлечет за собой больших затрат

Если вы выбираете двускатный вариант, то неважно, что будет располагаться под крышей – мансардное или чердачное помещение, крыша подойдет в обоих случаях. Главное – соблюдать высоту стен, у мансардного этажа высота стены должна составлять минимум 1,5 м, а уклон скатов не должен превышать 45°

Для двускатной крыши каркасного дома нужен только один конек, ендовы не требуются.

Варианты соединения стропильной системы

Стропильную систему можно соединять тремя способами:

• подкосами;
• стойками;
• одновременно подкосами и стойками.

То, как правильно сделать стропила, зависит от пролета между наружными стенами. Брус 10х10 сантиметров используется для создания конькового прогона. Лежень и мауэрлат можно изготовить из бревен, отесав их на два канта, или же взяв брус 10х10 сантиметров.

При оформлении конькового узла необходимо к мауэрлату и прогону прибить большими гвоздями специальные хомуты, сделанные из стальной полосы, учитывая сечение мауэрлата. Можно и не использовать стальные хомуты, но тогда необходимы скрутки из толстой проволоки диаметром 6 миллиметров.

Относительно того, как сделать стропила для крыши кирпичного или каменного дома, то на кладку нужно уложить мауэрлат. Для его надежного закрепления рекомендуется поставить под каждую стропильную ногу отрезок бревна или бруса около 50 сантиметров. Потом их с помощью хомутов прикрепляют к металлическим крюкам, которые были предварительно установлены на 30 сантиметров ниже мауэрлата.

У многих возникает вопрос насчет того, как сделать стропила на крышу деревянных домов. Стропила в деревянных зданиях укладывают на верхний венец стены. Дощатую стропильную ферму можно создать с помощью ригеля или с пролетами (6-8 сантиметров). Ее конструктивные элементы обустраиваются следующим образом. Делают одинарную затяжку при помощи досок, толщина которых равняется толщине стропил. Для двойной затяжки используют более тонкие доски (толщиной от 40 миллиметров). Для ригеля и накладок берут 30-миллиметровые детали.

Чтобы крыша могла противостоять ветровым нагрузкам, в поперечном направлении, в каждом скате, нужно установить пару диагональных связей, которые можно сделать с помощью доски толщиной 30-40 миллиметров. Для наслонных стропил между двумя соседними стойками и под коньком рекомендуется устанавливать раскосы. Их можно не использовать, если планируется делать по обрешетке косой (диагональный) настил (прочтите также: «Установка стропил своими руками, их виды и особенности»).

Особенности конструкции крыши с одним скатом

В составе конструкции есть одна плоскость ската, которая формируется самостоятельной системой стропил. Крайние части стропильных ног сооружаются на надёжных опорах, поэтому их относят к категории наслонных. Система стропил состоит из отдельных элементов, которые опираются концами на противоположные стенки постройки.

Стропильная система односкатной крыши обычно имеет несколько вертикальных опор

В качестве опорных деталей можно использовать 1 или 2 ряда столбов. Обязательным условием монтажа стропильных ног является наличие опоры под коньковым концом стропила.

Детали следует монтировать по отдельности. Они устанавливаются на разные по высоте стены, с которыми скрепляются через мауэрлат. Последний отличается от обыкновенной деревянной рамы. Конструкция состоит из двух брусьев, которые укладываются параллельно на стенки из камней, последний венец сруба или на обвязку каркасного строения.

Вышележащую часть мауэрлата принято называть брусом конька. Однако конструкция не будет создавать коньковый перелом, она используется в качестве опоры. Опоры для крыши подобного типа можно выполнить:

1. Из кирпича, бетона или деревянных реек.
2. С помощью ряда подпорок, которые предназначаются для дальнейшей отделки.

Разновидности односкатных кровель

Конструкция односкатной кровли является простой, однако возводиться она может по-разному.

1. Крыша может быть утеплённой или холодной.
2. Под кровлей можно устроить чердачное помещение. В чистом виде чердаки встречаются довольно редко, так как противопожарные нормы не допускают делать чердак высотой менее 1,6 м. Для односкатной крыши чердачное помещение целесообразно делать лишь в случае, если между конструкцией кровли и верхним перекрытием устраивается жилая мансарда или небольшое помещение для бытовых целей.
3. Односкатные кровли в большинстве случаев делаются пологими. В основном встречаются конструкции с уклоном 5–15°. Хотя бывают и более крутые крыши с наклоном до 60°. Всё зависит от ветровой и снеговой нагрузки в регионе строительства.

Односкатную крышу можно соорудить:

• над отдельно размещённой бытовой или жилой постройкой;
• над пристроенной к главному зданию террасой, баней, входной группой, гаражом и т. д.

Отвод осадков со ската будет происходить автоматически. Достигается это благодаря разнице в высоте стен, которые используются в качестве опор. Соответственно, не понадобится устраивать внутренний сток. К низкой стороне довольно часто фиксируют жёлоб водостока, который отлично справляется с задачей отведения воды в летнее время. В зимний период на пологом скате иногда собирается снег

В этом случае крышу можно почистить, соблюдая необходимые меры предосторожности

Водосточные системы на односкатных кровлях

Односкатная кровля обязательно должна быть с уклоном. Водосток для такой постройки может быть:

• организованным;
• неорганизованным.

Организованный водосток предполагает наличие желобов и труб, отводящих осадки в специально выделенные места

Водосточную систему в таких домах делают наружной, устраивать внутреннюю нет надобности. Сливные желоба следует устанавливать со стороны низкой стенки «в крест» по направлению к стоку.

Жёлоб надо монтировать со стороны низкой стенки перпендикулярно направлению стока

Сточные воды следует выводить в систему дренажа.

Наклон постройки можно обеспечить:

• отличающимися по высоте перегородками или рядами подпорок;
• зафиксированными к стенке главной постройки опорными деталями, которые располагаются выше уровня противоположной стенки;
• половинчатой фермой, которая устанавливается на стены или опоры одинаковой высоты.

Материалы для покрытия кровель с одним скатом

Покрывать односкатное строение можно одним из следующих материалов:

• жесть для кровли;
• рулонные материалы;
• шифер;
• профнастил;
• металлочерепица.

Если требуется сделать красивую постройку под общий стиль остальных строений, можно применить пластик, плитку из сланца или черепицу.

Монтаж искусственной кровли выполняется лишь в случае значения угла наклона, допускаемого изготовителями материала. Скатные конструкции с маленьким уклоном нельзя покрывать соломой и другими подобными материалами, так как они могут быстро сгнить.

Особенности конструкции

Конструкция кровли обладает большим весом и опирают её на несущие стены дома. В случае с каркасным домом крышу устанавливают на вертикальные стойки, обшитые ОСБ-плитами до середины бруса верхней обвязки. Декоративную облицовку стен делают после монтажа кровли. А после этого производят подшивку фронтонного и карнизного свесов.

Фронтонный и карнизный свесы

Фронтоны возводятся и обшиваются до сборки крыши. Поэтому перед началом работ нужно подготовить проект, где будет определён внешний вид крыши и её уклон. Фронтон может крепиться и параллельно с монтажом крыши, но предварительно всё же придётся устанавливать крайние стропильные фермы, надёжно закреплённые с помощью раскосов.

Высота крыши каркасного дома обычно более 6 метров. Перед началом работ необходимо определиться с типом стропильной системы. В зависимости от ширины перекрываемого пролёта стропила могут иметь коньковую доску, опорную стяжку или скатые раскосы, если есть центральная несущая стена. Если пролёт небольшой, то обычно устанавливают стропильные затяжки. В качестве опорной стяжки могут выступать мансардные стены.

Процесс строительства каркасной крыши

Стропила крепят с помощью гвоздей, саморезов, металлических пластин или уголков. Шаг стропил определяют в пределах 40 — 100 сантиметров. Эта цифра зависит от размера сечения деревянных балок, из которых выполняются стойки. Они могут быть в пределах 2,5 — 5 метров.

На наружные несущие вертикальные стойки стены для опирания стропильных ног укладывают деревянные бруски сечением 10х10 сантиметров, называемые мауэрлатами. Обязательное условие его установки — жёсткая фиксация. Соединять стропильные ноги лучше всего с помощью зубчатых накладок. Если перекрываемый пролёт более пяти метров, необходима установка специального подпора под стропила. После установки стропильной системы для укладки кровельного покрытия монтируют обрешетку. Она может быть выполнена из ОСБ-плит, фанеры, обрезных, полуобрезных или необрезных досок. Это зависит от выбранного кровельного покрытия.

При условии наличия мансардного этажа, крышу необходимо делать утеплённой. Утеплитель располагают между стропилами. При условии, что его толщина составляет 10 — 15 см, сечение стропил будет равно 15х5-15х7 см. Сечение стропил выбирают по толщине утеплителя и величине снеговой нагрузки. Для этого производят расчёты. Если нет возможности его провести, то берут сечение стропил больше. При толщине утеплителя более 15 см, подойдут стропила сечением 20х7 см.

При монтаже стропил на мауэрлат вырезают в опорном бруске треугольник, равный 1/3 высоты стропила.

Крыша может иметь один или несколько скатов. При этом сложная крыша смотрится интереснее. Но самым оптимальным вариантом, как по затрачиваемым суммам, так и по проводимым работам, будет двускатная крыша. Она не имеет ендов и у неё всего лишь один конек, что будет несомненным плюсом при возведении крыши своими руками, так как эти места в конструкции самые уязвимые.

При выборе величины уклона стоит учитывать, что при показателе менее 28 градусов нагрузки на стропильную систему увеличиваются. Это приведёт к необходимости строгого расчёта и контроля за несущими элементами. А при уклоне, превышающем 50 градусов, усиливаются ветровые нагрузки. Оптимальным выбором будет уклон в пределах 35-45 градусов. Такая крыша и смотреться будет лучше, и снег на ней не будет задерживаться.