Основные этапы строительства
На предварительном этапе выбирается угол наклона крыши, рассчитывается стропильная система, закупается стройматериал. Все деревянные элементы проходят обязательную обработку антисептиками и огнезащитными средствами.
Размещается мауэрлат (опора для стропил) из деревянного бруса не менее 100 × 100 на деревянном срубе на ж/б армопоясе на кирпичных или блоковых постройках (опоры крепятся к специальным крючкам). При работе с деревом под брус укладывается 2 — 3х — слойная рулонная гидроизоляция.
Выбор угла наклона крыши
Выбор зависит от обилия снега в регионе и силы ветра. Минимально допустимый наклон для профнастила без усиленных мер герметизации – 12°, оптимальным диапазоном является 15 — 30°.
Чем меньше угол наклона, тем надежнее требуется гидроизоляция под кровлей и стропильная система, также возрастают требования к прочности и жесткости листа, увеличивается его расход.
Превышать угол наклона выше 45° не рекомендуется из-за возрастания парусности крыши, для новых построек желательно учесть основное направление ветров и выбрать для кровли противоположную сторону.
Шаг стропил
Самыми надежными считаются конструкции, укладываемые на стены, если это невозможно, то к размещенному на несущей стене мауэрату крепятся вертикальные опоры. Для стропил, балок и опор используется брус толщиной в пределах 70-150 х 200 мм, конструкция напоминает прямоугольные треугольники.
Рекомендуемый шаг – 0,6 — 1 м, при длине ската до 6 м можно обойтись без усиления стропильных ног (достаточно раскоса), при превышении – устанавливается дополнительная стойка (по возможности над несущей внутренней стеной).
Стропильные ноги и вертикальные стойки крепятся к мауэрлату гвоздями (20 см) или стальными скобами, причем лучше использовать оба вида крепежа.
Теплоизоляционный слой
Для жилых построек рекомендуется укладка стандартного кровельного пирога: гидроизоляция, утеплитель, паробарьер. При наличии чердачного пространства или свободного доступа к кровле теплоизоляцию можно уложить и изнутри, при его отсутствии укладку проводят снаружи.
Схема стандартная: на нижнюю сторону стропил прибивается пароизоляционная пленка, между стропильными ногами плотно укладывается утеплитель, сверху – рулонная гидроизоляция.
К нюансам односкатной крыши относят необходимость в усиленной вентиляции: оставляется зазор около 5 см между профнастилом и верхним слоем кровельного пирога, при уклоне менее 30° в дополнение устанавливаются кровельные аэраторы.
Все без исключения рулонные материалы укладываются с нахлестом, чем меньше наклон крыши, тем выше требования к их надежности.
Крепление листов
Профнастил крепится к брусьям обрешетки (брус 5 × 5 см), шаг зависит от уклона кровли: сплошной при угле до 15°, 35 — 50 см – для более крутых скатов. Учитывается волна профиля, так как нижний гребень должен совпадать с самой обрешеткой. Для фиксации используются саморезы размером от 2,8 × 4,8 мм с уплотнительными резиновыми шайбами.
К коньку, наоборот, крепится верхний гребень профиля, саморезы должны быть длиннее. На крышах с уклоном менее 12° усиливают герметизацию стыков: они промазываются герметиком или используются уплотняющие резиновые насадки. На всех этапах крепежа материал берегут от повреждения полимерного покрытия.
Информация по теме: инструкция по монтажу профнастила.
Некоторые правила соединения
Чтобы гарантировать прочное и долговечное крепление стропил к мауэрлату двухскатной крыши, нужно соблюдать несколько правил:
- Любой крепеж из металла должен гарантировать надежную, жесткую фиксацию к дереву, поэтому он просто обязан быть качественным.
- Размеры всех запилов в мауэрлате следует тщательно выверять и проверять. Надежный крепеж возможен, если глубина его составляет не менее 1/3 толщины бруса. Это правило касается материала, имеющего размеры 150х150 мм, или более.
- Глубина запила, который делается в стропилах, не должна превышать ¼ ширины досок. Этот узел, обычно только для висячих ног, требует дополнительной фиксации металлическими уголками.
- Для соединения всех деревянных элементов помимо болта необходима шайба либо специальная металлическая пластина. Эти элементы предотвратят утапливание в древесину шляпки крепежа, а эта ситуация уже чревата ослаблением конструкции.
- Использовать только саморезы и/или гвозди не рекомендуется, так как данное крепление будет не слишком надежным. Его нужно усилить уголками, пластинами либо другими металлическими элементами.
- Если кровельный материал имеет большой вес, то, независимо от вида стропильной системы, следует выбирать скользящие соединения.
Крепление стропил к мауэрлату двухскатной крыши будет надежным и беспроблемным, если обеспечить достаточную жесткость и прочность конструкции, не менее важно большое количество качественных крепежных элементов. В этом случае экономия на материалах — непозволительная «роскошь», она может привести к тому, что срок эксплуатации кровли значительно сократится, а жить в таком здании будет попросту опасно
Подбор шага балок
Шаг стропильных ног зависит от следующих факторов:
Таблица сечения стропил в зависимости от их длины и шага
- нагрузка на кровлю и пролет;
- тип теплоизоляционного материала;
- наличие мансардных окон.
В первом случае зависимость обратно пропорциональная. Конструкция односкатной крыши предполагает уменьшение шага стропиловки при увеличении пролета или нагрузки. Для типа утеплителя можно привести следующие рекомендуемые значения расстояния между стропилами в свету (в чистоте):
- пенопласт и экструдированный пенополистирол – 0,6 м;
- минеральная вата – 0,58м;
- пенополиуретан – шаг не зависит от утеплителя.
При проектировании мансарды и использовании в качестве источников света мансардных окон потребуется в местах их установки обеспечить шаг стропил на 4-6 см больше ширины окна.
Материалы
Для строительства крыш используются такие материалы:
- Бревно или брус используются для изготовления мауэрлата, балок и стропил. При этом древесина должна быть сухой, чаще всего применяют лиственные или хвойные деревья, при этом уровень допустимо влажности – около 20 процентов.
- Доски или брус для обрешетки: главное – использовать древесину, не сильно сучковатую и без коры.
- Доски обрезные монтируются на видном месте, к ним выдвигаются довольно высокие требования. В качестве крепежных деталей применяются гвозди, саморезы, анкерные болты. Для каждого крепления используется метиз, который применяется для надежной фиксации.
Для строительства односкатной крыши нужны такие материалы: стропила, балки, обрешетка и перекрытие. В качестве покрытия используются разные виды материалов: шифер, черепица, ондулин, металлочерепица. Крыша чаще всего выполняется из шифера, который отличается высокой стойкостью, прочностью, а также не подвержен морозам и ультрафиолетовому излучению.
Седловой узел для стропил
Седлование применяется для балок, расположенных в двух плоскостях. Седло чаще всего используется при соединении стропил с кладкой. На стропиле вырезается седло, которое должно достигать максимум 1/3 высоты стропила, что обычно делается на стропиле с вылетом в 13 сантиметров.
Седло обычно утоплено на 5 сантиметров и всегда образует прямой угол в плоскости стропила, так что опирается на две стороны кладки, но также может принимать разные формы.
- Самый простой случай — обыкновенное седло, имеющее прямой угол с обеих сторон стропила.
- В случае первой пары смотровых стропил обычное седло обычно превращается в полуседло, которое создается частичным смещением кладки в седле.
Наиболее требовательными к изготовлению являются угловые и водосточные седла. Для крыш с небольшим уклоном классическое седло превращается в нишу.
Расстояние между стропилами под металлочерепицу и профнастил
На этапе проектирования дома стропильная система его крыши, как и все прочие элементы конструкции, должна быть рассчитана по специальным правилам и методикам. Только посредством расчета на основании данных о нагрузках можно точно определить все параметры стропильного каркаса, к числу которых принадлежит и шаг стропил, то есть расстояние между их продольными осями. Если строитель пренебрегает расчетом и определяет частоту установки стропил «на глазок», стропильная система получится либо излишне громоздкой и дорогой, либо недостаточно прочной и надежной. В последнем случае неизбежными будут деформации или полное разрушение стропильного каркаса.
Двухэтажные дома
Фото: houzz.com
Загородный коттедж может быть спланирован как комбинация отдельных помещений под односкатными крышами на разных уровнях: для жилого пространства, для пристройки к дому в виде веранды и для гаража.
Частная усадьба на фото спроектирована как тандем одноэтажного и двухэтажного коттеджей с зоной патио между ними.
Односкатная кровля, преломляющаяся и переходящая на фасад, — стильный тренд, пришедший к нам из Европы.
Рациональный вариант планировки двухэтажного коттеджа — просторный балкон, примыкающий к гостиной-столовой и расположенный над гаражом. Здесь вам будет приятно провести время за семейной или дружеской трапезой.
Оригинальность проекта частного дома на фото — уклон односкатной крыши, направленный в сторону водоема для оптимального стока ливневых вод.
Односкатная кровля способна придать выразительную динамику архитектуре домов в стиле хай-тек.
Задуманный как геологическое образование, которое возвышается над равнинным ландшафтом, этот дом в Великобритании имеет уникальную односкатную кровлю-лестницу, выложенную кремниевой плиткой. Такая современная архитектура контрастирует и одновременно дополняет природное окружение благодаря естественности своих форм и оттеночных переходов от темно-серого к белесо-дымчатому.
Выполнение необходимых расчетов
Определить угол наклона, расстояние между стропилами и необходимое количество строительных и расходных материалов поможет предварительно подготовленная схема.
Существует два места опоры стропил, из которых точка В выше точки А на предполагаемое значение h.
Система построена вокруг треугольника АВС, где основанием является длина или ширина здания d, катетом значение h, а гипотенузой длина стропилин L между точками опоры. Угол α является углом наклона ската.
Установка стропильной системы производится с тем расчетом, чтобы она могла выдерживать собственный вес и высокие внешние нагрузки.
Их интенсивность напрямую зависит от угла наклона кровли. На надежность конструкции также влияет расстояние между стропилами.
В большинстве случаев задается угол до 30 градусов. Он является самым благоприятным для сопротивления ветру. Но этот показатель зависит также от интенсивности осадков в регионе.
Перед тем как сделать необходимый угол, нужно обеспечить перепад высоты между точками опоры стропил.
Значение h можно найти как в специальной программе, так и по формуле:
h = d × tg α
Значение тангенса можно легко найти в школьной таблице.
Чтобы определить длину стропил и их сечение, то есть вычислить значение L, необходимо воспользоваться теоремой Пифагора.
Таким образом, при использовании обозначения стандартной схемы, формула будет выглядеть так:
L² = d²+ h²
Так как нужна не просто длина стропила между точками опоры, а длина с учетом свесов, то к полученному значению L прибавляются необходимая ширина свесов.
Видео:
Зачастую использование стропильных ног с большим сечением или недостаточной длиной под свесы не совсем разумно.
В таких случаях применяются дополнительные элементы – кобылки. После установки они служат продолжением стропил и выполняют роль свесов.
Расчет стропил на показатель необходимого сечения производится с учетом нагрузок, которые буду воздействовать на крышу.
Нагрузка на каркас бывает трех видов:
- статические нагрузки. Они включают вес кровельного покрытия, обрешетки, дополнительных элементов и расходных материалов;
- динамические нагрузки. К таким относят ветровую, снеговую нагрузку и интенсивность осадков. Расчет показателей производится в зависимости от региона постройки. Более подробно о них можно узнать в СНиПе «Нагрузки и воздействия»;
- особые нагрузки. Расчет этого вида нагрузок понадобится для регионов с наличием землетрясений, торнадо и штормовых воздействий.
Видео:
Действующие на крышу нагрузки расходятся по стропилам. Чем меньше расстояние между стропилами, тем меньше давления будет оказываться на 1 п.м. каждой стропильной ноги.
Это выражается формулой: Qp = Qc × S, где:
Qp – нагрузка на 1 п.м. (кг/м);
Qc – нагрузка на 1 кв.м. крыши (кг);
S – установленный шаг стропил.
По полученному значению легко выявить необходимое сечение брусьев. Для этого нужно воспользоваться специальной таблицей, которая поможет опередить сечение бруса.
Общую и распределенную нагрузку можно выявить с помощью специального калькулятора, в котором нужно будет указать угол ската, тип кровельного материала, зону своего региона по ветровым и снеговым нагрузкам (эти зоны указаны на картах зонирования территории страны по нагрузкам), расположение здания, высоту конька крыши над землей и шаг установки стропил.
Видео:
После получения результата нужно воспользоваться таблицей сечений.
Преимущества
Металлический стропильный каркас используют для возведения крыш любой формы, любой скатности с уклоном от 1-2 градусов. В качестве материала, из которого изготавливаются стропила и обрешетка, используются стальные уголки, трубы круглого и прямоугольного сечения, тавры. Чтобы правильно подобрать толщину элементов каркаса и выбрать шаг между ними, выполняют расчет конструкции крыши, учитывающий постоянные и временные нагрузки, которые передаются стропильным балкам в процессе эксплуатации. Достоинствами стропильной системы из этого материала считают:
- Пожарная безопасность. В отличии от деревянных, металлическим балкам каркаса не страны возгорания, что повышает пожаробезопасность здания.
- Простота обслуживания. Цинковое гальваническое покрытие, которым покрывают стальные уголки, защищает каркас крыши от коррозии в течении всего срока службы. Им, в отличии от деревянных, не требуется ежегодная обработка антисептиком.
- Безотходность. Хотя металлические конструкции обходятся достаточно дорого, оно считается экономически выгодным, так как крепление выполняется сварным методом, а отходов практически не остается.
- Долгий срок службы. Если правильно выполнить расчет нагрузок, то кровельный каркас из металла прослужит более 100 лет, что превышает срок эксплуатации даже самых устойчивых кровельных покрытий.
Двухскатная стропильная ферма
В чем секрет качества стропильной системы: три главных правила мастера
Это:
- Качественный пиломатериал – полдела на пути к успешному строительству. Мауэрлат и стропила не должны иметь трещин, червоточин и сучков.
- Точность измерений, запилов и однородность положения креплений – не менее важный момент. Если все стропильные ноги одинаковой длины и сечения, то лучше подготовить шаблон для выполнения срезов и зарубок.
- Запилы на мауэрлате – потеря несущих функций основы на 50% и выше. Процент снижения прочности зависит от глубины зарубок.
Когда стропильная система готова, приходит очередь монтажа обрешетки, утепления и настила кровельного материала. Но это уже другая интересная тема, о которой мы обязательно расскажем в следующей статье. А пока, желаем вам добротных материалов, легкой работы и хороших помощников!
Устройство односкатной крыши
Стропильная система односкатной крыши больше всего востребована среди небольших построек, таких как гаражи, веранды, беседки, теплицы и т.д.
Как и любая крыша, односкатная система имеет свои преимущества перед другими видами:
- незамысловатость конструкции. Каркас односкатной крыши имеет минимум сложных узлов, благодаря чему можно провести монтаж односкатной крыши своими руками;
- экономичность. Из-за простоты конструкции для установки требуется небольшое количество материала, денег и времени;
- небольшой вес. Это утверждение уместно, если крыша устанавливается без мансардного помещения;
- подойдет любой материал покрытия. За счет угла наклона ската, который варьируется вплоть до нулевого, применяются самые разнообразные варианты кровельного покрытия;
- повышенная сопротивляемость ветровым нагрузкам. Благодаря хорошей обтекаемости единственного ската исключается возможность повреждения целостности крыши ветром;
- хорошая переносимость природных явлений. В зависимости от климата, в регионах с частым выпадением осадков выстраивается максимально крутой наклон ската, чтобы снег не имел возможности оседать;
- односкатная крыша идеально подходит при близком соседстве с участками или дорогой, чтобы исключить проблемы с подтоплением соседей и муниципальных проезжих частей.
Справедливо будет отметить и недостатки односкатной крыши:
- устройство стропильной системы односкатной крыши подразумевает наличие более надежной системы водостоков, так как вода будет направляться только в одну сторону;
- при небольшом уклоне уменьшится полезная площадь чердачного пространства.
Стропильная система крыши – это совокупность опорных элементов каркаса, количество и сечение которых выявляется расчетным путем.
Конструкция односкатной ломаной крыши включается в себя разные элементы, в зависимости от длины пролета.
Если его длина до 4,5 метров, то используются:
- мауэрлат — массивный брус, уложенный на несущие стены. Он выполняет функцию фундамента стропильной системы, на него опираются стропила;
- стропила — брусья, совокупность которых определяет прочность каркаса и его способность противостоять внешним атмосферным воздействиям;
- обрешетка — доски, которые укладываются на стропила по поверхности крыши для крепления к ним кровельного покрытия.
При длине пролета от 4,5 до 6 метров дополнительно используются:
- лежень — брус, схожий по сечению с мауэрлатом. Устанавливается на стыке перекрытия с более высокой стеной. Далее в него будет упираться подкос;
- подкос — дополнительный элемент укрепления стропильной ноги. Подкосы нужны для того, чтобы исключить прогиб стропил.
Длина пролета от 6 до 12 метров может быть только в случае, если в середине расстояния будет находиться внутренняя несущая стена, делящая пространство на два помещения.
Тогда лежень будет идти по центру внутренней несущей перегородки.
Дополнительно задействуют:
- прогон — опорный брус, соединяющий стропильные ноги;
- стойка — брус, дополнительно укрепляющий конструкцию. Устанавливается между лежнем и прогоном. Благодаря стойкам часть нагрузки переходит на несущую стену внутри.
Длина пролета более 12 метров, при максимуме 16 метров. В таком варианте желательно наличие внутри двух опорных стен.
Видео:
Соответственно, удваивается количество лежней и подкосов. Между стойками применяется затяжка. Это горизонтальный соединительный брус, призванный фиксировать стойки и позволяющий снизить с них нагрузку.
Стандартная длина стропила – 6 метров, поэтому при недостатке можно прибегнуть к ее увеличению с помощью наращивания, стыковки или соединения стропильных ног.
Расчет конструкции односкатной крыши
Для того, чтобы составить такую схему, понадобится определить следующие параметры:
- Общая ширина строения и длина пролетов между несущих стен.
- Предполагаемый угол наклона ската.
- Общая длина крыши.
- Желаемый материал для кровли.
- Высота и ширина несущих стен.
Если крыша планируется для дачного дома или сарая, то достаточно переднюю стену постройки сделать несколько выше задней на определенную высоту, чтобы вывести угол ската.
— От внутреннего расстояния между стенами будет зависеть, насколько должны быть укреплены стропила, и какое количество балок потребуется.
— Перед выполнением чертежа необходимо определиться с тем, планируется ли в чердачном помещении устраивать жилую комнату — от этого решения будет зависеть угол наклона ската и высота возводимого фронтона.
— Также угол будет зависеть и от того, насколько планируется вынести козырек крыши впереди и сзади строения.
— Кроме этого нужно определиться с расположением веранды или террасы, так как впереди или сзади дома крыша может накрывать и ее.
— Вышеперечисленные факторы напрямую влияют и на длину стропил, а общая длина здания — на их количество.
— Стропила укладывают поперек строения на расстоянии от 500 до 800 мм друг от друга.Чем шире постройка, тем должны быть длиннее и массивнее стропила. Их сечение варьируется от 80×150 мм и выше. Например, если стропила закрепляются над пролетом в 6-7 метров, то размер в сечении стропил должен быть не менее 110×200 мм.
— Для изготовления стропил выбирается высококачественный, хорошо просушенный пиломатериал, не имеющий трещин и крупных сучков, особенно в областях их соединения с другими деталями. Стропила делают из толстых досок или бруса.
— Когда длины заготовок не хватает в связи с большой шириной строения, их приходится стыковать. Соединение двух частей стропила в цельную деталь рекомендовано располагать на опорных балках или, если они состоят из досок, одна из них должна находить на другую не менее, чем на 500 мм.
При большой длине ската стропила приходится наращивать
— Иногда стропила составляют даже из трех частей. В этом случае центральная часть стропила выдвигается на крайние также на расстояние в 500 мм.
Размеры в сечении этих усиливающих элементов должны быть не менее 50×100 мм, а у прокладок и лежней —100×150 мм.
Усиливающие элементы конструкции односкатной крыши
— При длине пролета в 12 м, в середине балки перекрытия обязательно устанавливается стойка, которая также служит для поддержки стропильной ноги.
— Если длина между противоположными стенами превышает 12 м, то, кроме стойки, устанавливают дополнительно подстропильные ноги — они придадут настилу жесткость.
— При расстоянии между несущими стенами в 15 и более метров, стоек должно быть, как минимум, две, и каждая из подстропильных ног устанавливается насколько можно ближе к середине пролета стропила между фронтонной стеной и подпоркой-стойкой. Дополнительно в центре конструкции стойки скрепляются между собой бруском-схваткой — это расстояние должно составлять одну треть ширины строения.
— Под каким бы углом ни была устроена односкатная крыша, стропила укладываются на мауэрлат, закрепленный на стенах и на фронтоне.
Варианты усиления стропил односкатной крыши
На схемах показаны варианты опор в стропильных системах, с различными по размеру пролетами между стен. По ним можно легко сориентироваться, составляя проект-схему для конкретного здания.
Выполненный чертеж должен стать наглядным руководством для проведения монтажных работ
Чертеж крыши должен заключать в себе всю необходимую информацию обо всех размерах элементов конструкции и расстояниях между ними. Имея такую схему под рукой, по ней легко будет проводить работы, поэтому чертеж нужно составлять очень тщательно и точно.
Особенности различных стропильных систем
Вид стропильной системы выбирают исходя из того, как расположены несущие стены строения. Каждая такая система предполагает собственные дополнительные элементы, стягивающие или подпорные.
Наклонные стропила
Какими отличиями обладает система с так называемыми наклонными стропилами? Кроме основных несущих стен, она обладает еще одной (или даже не одной) опорной точкой. Благодаря этому, большая часть нагрузки со стен снимается.
В качестве дополнительных подпорных креплений используют боковые «бабки» и стойки, которые закрепляются на балки перекрытия и подпирают конек. Сами балки при этом также являются для конструкции затяжками, облегчая несущим стенам вес нагрузки стропильной системы.
К мауэрлату такие стропила крепятся обычно соединениями скользящими, способными при деформации стен или усадке сдвигаться, оберегая от повреждения конструкцию крыши.
Особенно важно это для только возведенных строений, так как любое новое здание под влиянием температурных колебаний и подвижек грунта непременно дает усадку.
Висячие стропила
Какие стропила получили название висячие?
Те, что кроме двух боковых стен, не имеют других опор. Другими словами, над внутренним пространством самого строения они как бы нависают.
Понятно, что в подобном случае основная нагрузка от всей кровельной конструкции приходится именно на мауэрлат.
Висячие стропила крепят к мауэрлату исключительно с помощью жестких соединений, полностью ограничивающих возможность движения: ведь каркасная конструкция обладает всего-навсего парой точек опоры. По своему строению система висячих стропил считается распорной – именно поэтому на стены приходится такое значительное давление.
Чтобы снять со стен какую-то часть нагрузки, используются специальные добавочные элементы (затяжки-ригели, подкосы и «бабки»). Они подтягивают всю систему к коньковому бруску, распределяя нагрузку на стены равномерно. Параллельно балкам перекрытия устанавливают ригели, с помощью которых стропила стягиваются меж собой.
Такие дополнительные приспособления обеспечивают конструкции большую надежность.
Несколько важных правил при закреплении стропил к мауэрлату
Чтобы соединения таких важных элементов были достаточно надежными, важно соблюдать разработанные специально для этого правила:
