Крыша на дом металлический каркас. Каркас крыши своими руками

Возведение крыши является важным этапом всего строительства дома. Именно поэтому устройству каркаса верхней части здания уделяется особое внимание. Чтобы построить каркас крыши собственными силами, нужны определенные знания и опыт. Дальше пойдет речь о том, как сделать каркас крыши.

В зависимости от разновидности кровельной конструкции каркас крыши имеет несколько типов:

Стропильная каркасная конструкция, основой которой являются деревянные элементы. Она применяется в частном строительстве для возведения скатных крыш.
Металлический каркас. Он изготовляется из профильных металлических балок и применяется преимущественно в промышленном строительстве.
Бетонный каркас. В его устройстве применяются бетонные плиты, которые создают пологую кровлю преимущественно в высотных домах.

Перед тем как начинать строительство каркасной конструкции здания, необходимо определиться с выбором одного из приведенных типов и каркасом стропильной системы, в которой несущая способность полностью передается фермам. Для устройства стропильной фермы применяют брус из дерева, который в сечении должен быть размером минимум 15,0×5,0 см. После крепления стропил к зданию и между собой к каркасу фиксируется кровельная система обрешетки.

Стропильная конструкция разделяется на наслонную и висячую. Она выбирается в зависимости от конструктивных особенностей здания. Оба вида стропил используются в строительстве частных домов и отличаются тем, что при висячей системе основные балки опираются на мауэрлат, который обустраивается по периметру здания и крепится к поверхности несущих стен на верхний ряд кладки. В практике мауэрлат представляет собой брус из дерева, который имеет сечение 10,0×10,0 см. Стропильные ноги с верхней стороны фермы фиксируются друг с другом при помощи конькового бруса. Наслонная конструкция в верхней части не крепится стропилами межу собой. Такой деревянный каркас делается другим способом.

При наслонной системе фермы вверху своей конструкции упираются на продольную центральную стену или специально предусмотренные колонны для опор.

При выборе вида стропильной конструкции большое значение имеют габаритные размеры сооружения.

Обратите внимание! Висячие стропила применяются при строительстве крыш для домов, расстояние между внешними несущими стенами которых не превышает 6,0 м. Если же пролет больше этого значения и имеется продольная центральная стена с несущими характеристиками или опорные колонны, то применяется наслонный стропильный каркас. В этом случае на нее не будет воздействовать повышенная нагрузка от веса материала кровли.

Надо знать, что мауэрлат представляет собой основную опору для каркасной конструкции и кровельного материала крыши. Задача мауэрлата заключается в принятии нагрузок от всей конструкции крыши и их равномерном распределении на несущие стены здания.

Благодаря этому конструктивному элементу увеличивается долговечность не только крыши, но и всего здания в целом. Если бы не применялся этот ярус из бруса, вертикальные нагрузки от крыши действовали бы с разрушающей силой на несущие стены в отдельных точках. По сути, мауэрлат выполняет главную опорную и защитную функцию во всей каркасной конструкции верха сооружения. Такая опора не нужна только при строительстве домов из дерева, в которых верх стен заканчивается укладкой брусьев или бревен. Этот важный конструктивный элемент должен проходить монтаж при устройстве каркаса крыши таким образом, чтобы внутренние поверхности его и несущих стен находились в одной плоскости. Это позволит сделать внутреннюю отделку дома более удобной.
Со стороны улицы мауэрлат нужно зарыть кладкой из кирпича, чтобы древесный материал не подвергался воздействию явлений природы. Стены, выложенные из блоков или кирпичей, должны быть выровнены в верхней точке бетонной стяжкой. Она, в свою очередь, должна быть накрыта рубероидом в несколько слоев. Вместо этого материала можно применить разогретый битум. Изоляционный материал используется для защиты мауэрлата от влаги, которая могла бы передаваться к нему от стен. Переизбыток влаги губительно действует на деревянный материал и уменьшает его долговечность.
Самым практичным и надежным методом фиксации мауэрлата к стенам здания является применение металлических шпилек, которые крепко скрепляют поверхности обоих элементов. В кирпичах или блоках проделываются отверстия необходимого размера. Готовые металлические шпильки, которые изготовляются из стальной арматуры, вставляются в просверленные отверстия. Затем брус для опоры прикладывается для примерки к шпилькам, делаются отметки и по ним также в мауэрлате проделываются отверстия.

Обратите внимание! При монтаже внимание нужно обратить на длину шпилек. Они должны выступать с тела опорного бруса на расстояние от 1,5 см. На концах металлических деталей должна быть нарезана резьба, которая в итоге используется для окончательной фиксации мауэрлата с помощью шайб большого диаметра и гаек. Как альтернативу такому креплению можно применить сварку.

Монтаж стропильного каркаса

На следующем этапе работ идет установка каркаса стропильной конструкции крыши. Перед монтажом стропильных ферм нужно приобрести сухие деревянные элементы, чтобы они на протяжении последующего времени не деформировались и не коробились.

При строительстве в конструкцию фермы должны входить стропильные ноги в количестве 2-х штук и стяжки для соединения первых в нижней их части. Стяжки фиксируются к стропильным ногам анкерными деталями и болтами. Стропильные фермы в необходимом количестве приставляются к мауэрлату и закрепляются с помощью простых технологий. Они заключаются в проделывании в опорном брусе необходимого количества вырезов правильной формы. В эти пазы с помощью простых манипуляций устанавливаются стропила. Расстояние между конструкциями ферм зависит от точных размеров крыши, которые отталкиваются от габаритов дома. В практике стропила должны находиться друг от друга на расстоянии до 1 м. Нужно взять во внимание, что в некоторых каркасах крыши применяются стропила с вертикальным направлением. Такие конструктивные элементы используются для устройства высоких крыш с вертикальным размером 3 м и больше.
Обрешеточная деревянная система прекрасно связывает между собой конструктивные элементы каркаса. Но перед тем как она еще не установлена, необходимо обеспечить устойчивость стропильных ферм. С этой целью вверху конструкции предвидится брус конькового типа. С нижней же стороны организуется временная обвязка, которая снимается после монтажа планок или досок обрешетки. Как видно обрешетка играет важную роль не только для устройства кровельного материала, но и для надежной связки всех конструктивных элементов, когда делается каркас крыши своими руками.
Систему обрешетки можно разделить по своему виду на промежуточную и сплошную. Выбор типа обрешетки зависит от того, каким кровельным материалом будет укрываться крыша. Промежуточная обрешетка применяется, если крыша перекрывается плотными листовыми материалами. В таком случае между планками должно быть определенное расстояние.
Если кровля крыши предвидится мягкая или она свернута в рулоны, то применяется обрешетка сплошная. Только на такую поверхность можно качественно уложить данный тип кровельного материала, и лишь таким образом можно обеспечить долгую эксплуатацию крыши. Мягкая черепица будет хорошо себя чувствовать на сплошной обрешетке. Если же этот материал уложить на промежуточную систему, то он будет свисать и некачественно эксплуатироваться.

К примеру, для оцинкованного листа, металлочерепицы или шифера хорошо подойдет обрешетка промежуточного типа. Но так как эти материалы требуют крепления в определенных местах, планки обрешетки должны монтироваться с определенным шагом. Поэтому для правильного строительства каркаса крыши нужно делать предварительные расчеты.

Обратите внимание! Любые материалы из дерева подвержены воздействию грибка и насекомых, к тому же они горят. Чтобы защитить деревянный материал от вредителей, брусья и доски нужно защитить антисептическими пропитками. Чтобы дерево теряло способность к горению, его нужно обработать антипиренами. Обработка всех деревянных элементов должна проводиться еще до начала монтажных работ. Это позволит увеличить долговечность деревянного каркаса крыши.

В промышленном строительстве, а также при возведении многоквартирных высотных зданий каркасы крыш изготавливают не из деревянных элементов. Стропильные системы выполняются в них из профильного металла. Легкий металлический каркас крыши, который состоит из стали самого разного профиля с тонкими стенками, отличается надежностью и долгим сроком эксплуатации. Если сравнивать металлические стропила и деревянные, то первые имеют ряд преимуществ.

Металлические элементы в отличие от деревянных не подвергаются горению. В случае возгорания крыши металлические конструкции способны долгое время выдерживать высокую температуру и не позволять кровли обвалиться.
При применении металлических стропил отсутствует надобность в обработке конструктивных элементов антисептиками и антипиренами.
Так как конструкция не подвергается заражению насекомыми и грибком, а также поверхность элементов покрыта цинком, который предотвращает коррозию, такую крышу можно эксплуатировать около 100 лет.
Металлические стропила можно монтировать при любых погодных условиях.
Нужно отметить легкость в установке стропил. Для монтажа нужно минимум инструментов.
Так как конструкция имеет небольшую массу, она не оказывает больших нагрузок на несущие стены сооружения.

Так как металлическим стропилам не страшны большие нагрузки, в качестве перекрытия крыши можно применять любой кровельный материал.

Фото

Видео

В этом ролике речь идет о монтаже стропильной системы крыши.

Если с возведением каркаса и стен деревянного дома проблем не возникает, то по строительству кровли, как правило, появляется целый ряд вопросов. Они касаются как выбора типа стропильной системы, так и самого устройства и фиксации ее основных элементов. Каркас крыши является одним из основных частей каркасного дома, так как на него идет основная нагрузка с крыши (стропила – важнейший элемент). Крыша чаще всего делается из деревянного бруса, она может иметь различный вид, уклон и принцип возведения.

Выбор типа кровельной системы

Для того, чтобы определиться с типом кровельной системы, необходимо учитывать размеры и особенности самого здания. Крыша каркасного дома в первую очередь зависит от размера постройки и предпочтений владельца. Если здание будет иметь ширину более 6 метров, то для установки надежной кровли необходимо еще во время заливки фундамента сделать внутренние несущие стены – одну или две. Кровлю можно возводить своими руками.

Висячая стропильная система выбирается для небольших зданий. При таком типе, стропильные ноги каркасного дома опираются только на боковые стены дома. В результате, при большой ширине здания под тяжестью кровли возникает весьма опасный провис стропил.

Чтобы снизить риск провисания, для зданий шире 6 метров устраивают наслонную стропильную систему, при которой кровля имеет дополнительный упор на внутренние несущие стены. Как правило, это либо одна стена по центру, или две параллельные.

Составляющие стропильной системы и кровли

Стропильная система – это скелет крыши, от которого зависит безопасность жителей и надежность всего дома. Ее можно возвести своими руками, используя следующие материалы:

доска обрезная 50Х150 мм
брус 150Х150 мм

Все деревянные элементы должны быть в обязательном порядке обработаны огнебиозащитой и хорошо высушены. Лучше всего подходит древесина камерной сушки (или технической, как ее еще называют).

Идеально подходит дерево хвойных пород, в которых присутствуют смолы, создающие дополнительную защиту от короедов.

Стропильная система состоит из следующих элементов:

Стропильный ног.
Прогонов.
Стоек.

А сама конструкция каркаса крыши включает в себя еще чердачное перекрытие, решетку и обрешетку. Обратите внимание, что помещение под крышей может использоваться собственно как чердак, а может быть устроено как мансордное жилое помещение. Если на чердаке будет нежилое пространство, то для перекрытия пойдет доска 50Х150 мм.

Если же предполагается обустройство жилой мансарды или вы планируете в будущем вариант перевода чердака в жилое помещение (например, в кабинет), то для перекрытия необходимо брать брус 150Х150. Брус будет укладываться на мауэрлат, что сделает перекрытие весьма прочным.

Обрешетка выполняется, как правило, тоже брусом, однако выбирается сечение 40х40 или 50х50 мм. Такая толщина достаточна для того, чтобы выдержать любой вид кровельного материала.

При приобретении любых деревянных элементов, обратите внимание на качество. Брус должен быть ровным, без изгиба, без темных пятен и плесени. Даже небольшое искривление бруса может повлечь большие сложности при его укладке и последующих работ.

При работе со стропильной системой вам также понадобятся металлические шпильки (чтобы прикрепить брус к мауэрлату) с резьбой, крепежные элементы (саморезы, шпильки диаметром 8 и 10мм) для соединения стропил между собой, оцинкованные гвозди, скобы и кронштейны для крепления стропильных ног к мауэрлату.

Начало работ

Работы над кровлей начинаются с устройства мауэрлата своими руками. Мауэрлат в каркасном строительстве часто заменяется на брус внешней обвязки, то есть брус, соединяющий все четыре стены дома в одну конструкцию. В качестве мауэрлата или верхней обвязки используется брус 100х150 или 150х150 мм. Подробнее об устройстве бруса верхней обвязки читаем .

Когда эти работы выполнены, можно начинать и приступать к устройству стропильной системы. Все работы могут выполняться своими руками, это не так сложно, однако один-два помощника вам все-таки потребуется.

Вся обработка стропильных балок перед сборкой и установкой производится на земле. Желательно выбрать ровную площадку, на которой можно гораздо легче обрезать брус в нужный размер, сделать выпилы или пазы, просверлить крепежные отверстия. Когда элемент готов, его можно поднимать наверх и приступать к фиксации.

Технология висячей системы

Итак, вы решили построить своими руками небольшую постройку, для которой подойдет висячая система. В мауэрлате или брусе верхней обвязки вырезаем пазы под установку стропильных ног, расстояние между которыми определяется на этапе выбора типа стропильной системы. Средний шаг составляет около одного метра, или не больше 1,5 м. Если шаг в конструкции будет больше, вся система будет обладать явно недостаточной жесткостью. Если вы планируете жилую мансарду или просто утепленный чердак, то расстояние между стропилами лучше всего оставлять, учитывая размеры утеплительного материала. Если вы будете укладывать цельные листы или пары листов утеплителя между стропилами, то подрезку можно будет не выполнять.

Основные принципы установки стропильной системы:

Установка начинается с фронтонов, то есть торцевых частей кровли.
Установив стропила на торцах, необходимо протянуть между их коньками веревку, и по ней ориентируемся при выставлении по вертикали промежуточных стропил.
Стропильные ноги обязательно вставляем в пазы. Для фиксации применяем комплексный крепеж: поперечное смещение стропила будет ограничиваться стальным кронштейном, а продольное – скобами, которыми стропило фиксируется к мауэрлату.
Стропила должны выступать за периметр здания, при этом величина этого выступа (его называют свесом либо вылетом стропил) должна быть около 40 см. Это необходимо для защиты стены от стекающей по кровле дождевой или талой воды.
Вылет стропил можно сделать и по другому: за счет наращивания стропил дополнительной более тонкой доской – так называемой «кобылкой», которая крепится к стропилу с помощью гвоздей через деревянную прокладку – небольшой отрезок доски. При этом «кобылка» позволяет облегчить и удешевить конструкцию, а при необходимости заменить ее достаточно поменять несколько досок, чем сам стропильный брус.
Нижние части стропил закрепляются обвязкой, являющейся основанием для чердачного перекрытия. Брусья обвязки опираются на мауэрлат.

Важно: Если появилась необходимость нарастить стропильные ноги, укладываем два бруса внакладку с нахлестом не менее метра и фиксируем.шпильками диаметром от 8 до 12 мм.

Чтобы соединить стропила между собой, необходимо использовать по 2 шпильки вставляемые в предварительно просверленные отверстия. Использовать надо минимум 2 шпильки, чтобы предупредить вращение стропил вокруг оси шпильки.

Висячие стропила обязательно соединяются поперечным брусом – затяжкой – в результате чего получается буква «А». Для затяжки используется доска 50х100 или 50х150 мм, которая крепится к стропилам саморезами. Затяжка может состоять и из 3 х досок 30х100 мм, которые располагают с обеих сторон стропила. Стропильные фермы в верхней части закрепляются с помощью продольного конькового бруса или коньковой доски. Чтобы избежать прогиб затяжки при существенном расстоянии между стропилами, соединяем коньковый брус с затяжкой с помощью дополнительным обрезком доски. Это также усилит верхний стропильный узел.

Установка наслонной системы

Если вы решили своими руками сделать наслонную систему стропил, то обратите внимание, что несущая внутренняя стена-перегородка должна быть достаточно крепкой. Перед устройством необходимо заранее собрать леса, гарантирующие безопасность работ на высоте.

Первоначальные работы такие же, как при устройстве висячей системы. Соединение верхних концов стропилин может выполняться несколькими способами, однако чаще всего применяется крепление встык. На встречных стропильных ногах под нужным углом делаются зарезы. Стропилины соединяются полученными торцами и прибиваются на два гвоздя. Соединение можно усилить деревянной или металлической накладкой.

Второй способ крепления — внахлест — выполняется с применением болтов или шпилек с широкими шайбами и гайками. Стропила при данном способе будут соприкасаться плоскостями.

Важно: В коньковой части стропилины лучше соединить особым образом: стропильные ноги должны располагаться с зазором, и скрепляются они при помощи специального подвижного соединительного элемента из металла. Это не даст кровле повредиться при усадке.

Средняя часть стропильной системы имеет опору на внутреннюю стену и несущие столбы.

Вне зависимости от сложности каждое здание имеет свою основу, свой «скелет». Это – прочный фундамент, каркас стен и, безусловно, каркас кровли. От прочности установки перечисленных составляющих зависит долговечность эксплуатации дома, комфортность проживания в нем, частота ремонтных работ. Рассмотрим монтаж кровельного каркаса, его основные характеристики и схему конструирования. Итоговый результат работ определит качество постройки и надежность покрытия крыши.

Каркас кровли стропильного вида – создается из пиломатериала, безупречен для скатных крыш

Металлический каркас крыши – создается из балок, подходит для промышленных построек

Бетонный каркас – конструируется из бетонных плит, используется для плоских кровельных видов

Крыши из пиломатериала встречаются чаще всего при строительстве частного дома. Популярны в создании двухскатных крыш. Остальные виды не представляют интереса для строительства жилого дома. Они не подлежат рассмотрению.

Разновидности каркасного строения стропил

Каркасная постройка тесно связана со стропильной системой. Необходимо выбрать правильный вид стропильной установки. Нагрузка каркаса часто ложится на стропила. Для прочного удержания нагрузки стропильная система состоит из деревянных брусьев с сечением 15 на 5 сантиметров. На брусья и происходит крепление каркасной установки, или обрешетки.

Стропильные установки бывают:

Висячие

Наслонные

Оба варианта используются в возведении жилого дома. Разница заключается в способности висячих стропил делать упор на мауэрлат крыши. Эта строительная деталь имеет внешний вид деревянного бруска, прикрепленного на конечном ряде укладки несущей стены. Его изготовление может быть выполнено своими руками, понадобится лишь брус с сечением 10 сантиметров.

Верхние края стропильных конструкций соединяются коньковым элементом (наслонные стропила не нуждаются в верхнем креплении).

Установка каркасной конструкции зависит от типа самого строения дома, его особенности должны быть изучены в обязательном порядке. Нужно знать промежутки внешних несущих стен. Промежуток больше 600 сантиметров непозволительно использовать в монтаже висячей стропильной установки. Такие случаи предусматривает наслонный вариант стропил с возведенной несущей стеной. Можно использовать и металлические колонны в качестве опорной системы.

Правильная установка стропил позволит кровле не провисать и сохранит качество на все время ее использования.

Какие строительные материалы использовать для конструкции каркаса?

Конструирование каркаса кровли своими руками – весьма трудоемкий процесс. Для него потребуются:

Брус из дерева 15 на 5 сантиметров для создания стропильных конструкций
Брус из дерева 10 на 10 сантиметров для мауэрлата
Деревянные дощечки для обрешетки
Дополнительные крепежные элементы (саморезы, болты)

Пригодятся и вспомогательные электрические приборы – дрель, шуруповерт, молоток, пила, измерительная рулетка, рубильный топор, отвес. Особых строительных материалов не потребуется, что упрощает процесс подготовки монтажа каркаса. Главное – выбрать качественную, плотную, без малейших повреждений древесину. По возможности лучше не экономить на качестве. Прочная древесина обеспечит долгий срок службы кровельной системы.

Приобретенное пилосырье нужно пропитать защитными жидкими средствами, устраняющие преждевременное гниение дерева, разрушение структуры от насекомых и дополнительной влаги.

Обустройство стропил под каркас кровли

При самостоятельном монтаже стропил нужно заготовить материалы сухой структуры во избежаниеих порчи во время строительства. Стропильная установка состоит из двух ног и крепящегося к ним нижнего основания. Оно соединяется с ногами за счет болтов, анкерных деталей. Стропильная установка крепится на опорный брус. Такого рода крепление подразумевает набор следующих действий:

Сделать в мауэрлате несколько пазов определенного размера для соединения со стропилами
Рассчитать расстояние между стропилами – от одного метра
Если крыша превышает в высоту три метра, используется вертикальные стропила

Деревянная обрешетка является беспроигрышным вариантом основы для кровли крыши. Обрешетка должна устанавливаться только на прочную конструкцию стропильной системы. Стропила крепятся между собой верхними краями коньковым элементом, нижними краями скрепляются обвязкой, служащей лишь временной деталью. При строительстве обрешетки учитывается шаг ее дощечек, крепления для саморезов и шурупов. Шаг обрешетки определятся уклоном кровли и его строительным материалом.

Стропильная установка имеет два варианта конструкции:

сплошная
промежуточная

Выбор варианта зависит от материала кровли. Листовое, плотное покрытие применяется для разреженной обрешетки. Мягкая кровля требует сплошной основы (имеется в виду черепица, имеющая способность провисать и быстро портиться, или рубероид и подобные ему материалы). Металлочерепица, профнастил, шифер, пласты оцинковки легко применяются при промежуточной обрешетке. Их волнообразная поверхность позволяет крепиться к основанию с редким шагом. Важно правильно сделать расчет промежутков досок обрешетки и прочно закрепить саморезами кровельный материал.

Важно отметить: Деревянные срубы и пиломатериалы нуждаются в дополнительной защитной обработке. Она предостерегает от влаги, воспламенения и вредных насекомых. Чтобы конструкция каркаса держалась прочно, стоит обрабатывать деревянные брусья антисептическими растворами и антипиретиком (его состав увеличивает защитные качества досок, находящихся под воздействием высокой температуры). Антисептик предостерегает от появления насекомых и отталкивает влагу.

Существует множество вариантов каркаса крыши и стропильных конструкций. Выбор конечного вида зависит не только от вкусов заказчика, но и от назначения чердачного пространства: утепленная мансарда или холодный чердак. Исходя из этого, соответствующим образом будут установлены крепежные конструкции и несущие перегородки.

Преимущества двускатных крыш

Простота конструкции и отсутствие технологически сложных узлов и решений позволяет производить монтаж без привлечения высококвалифицированных строителей;
Материалы, прочностные характеристики которых допускают их использование для устройства крыши, стоят сравнительно недорого;
Большой угол наклона эффективно отводит воду;
Разнообразие архитектурных решений и дизайнерских форм в сочетании с простотой исполнения позволят сделать дом уникальным и выделить его на фоне соседних сооружений.

Из недостатков следует отметить большую площадь поверхности кровли, как следствие довольно высокую парусность конструкции. Кроме того, кровлю во избежание излишних теплопотерь, необходимо в обязательном порядке тщательно утеплить.

Виды и конструкция стропильных систем

Основным моментом в проектировании скатной крыши является компоновка и расчет конструкции для максимально равномерного распределения веса кровли и снеговой нагрузки на несущие стены здания.

Различают два основных вида каркасов по способу передачи нагрузки:

Конструкция стропильной системы представляет собой две наклонные плоскости. В классическом варианте фронтоны – боковые поверхности, являются равнобедренными треугольниками, однако это зависит от дизайнерского решения.

Незначительные изменения конструкции на стоимость и сложность возведения крыши практически не влияет.

Основными элементами конструкции каркаса являются:

Стропила (стропильные ноги);
Мауэрлат и лежень – горизонтальные брусья, на которые опираются стропильные ноги и коньковая балка. Если выбран вариант с мансардой, то лежня и стропильной балки не предусмотрено.
Вертикальные стойки и подкосы – дополнительные опоры для стропил значительной длинны;
Затяжка – горизонтальная балка, на которую опираются стойки, основное предназначение соединение стропильных ног;
Коньковый брус и прогоны – брусья, соединяющие стропильные ноги в один пространственный каркас. Основная задача придание всей конструкции пространственной устойчивости и жесткости;
Обрешетка – планки небольшого сечения, на которые происходит монтаж кровельного пирога.

Расчет количества расходных материалов

Для того чтобы расчет каркаса крыши и количества материалов был верным необходимо нарисовать хотя бы приблизительный план с указанием основных размеров на которые будут ориентированы все элементы конструкции.

Расчет производится для того чтобы определить следующие показатели:

Необходимо помнить, что к точному количеству материалов следует добавлять от 5-10%(кровельные материалы) до 10-15% (пиломатериалы).

Для наглядности расчета принимаем вводные величины:

Ширина крыши (А) – 5 м;
Длина крыши (В) – 8 м;
Угол при вершине стропильных ног (α) - 120º;
Углы при основании стропильных ног (β, γ) 30º.

Для начала необходимо определить оптимальную высоту крыши, формула имеет вид: Н = ½ × А / (tg α / 2), подставим исходные значения и получаем Н = 0,5 × 5 / 1,73 = 1,44 м.
Определяем длину стропильной ноги. Согласно всем известной теореме Пифагора, эта величина равна произведению половины ширины дома, разделенному на sin половины угла при вершине. Формула имеет следующий вид: L = ½ × А / (sin α / 2) = 0,5 × 5/0,87 = 2,87 м.
Поверхность ската вычисляется по формуле площади прямоугольника, площадь всей крыши равна двум скатам: S СКАТ. = A × L × 2 = 5×3,5×2=35м 2 . При этом следует помнить, что количество приобретаемого кровельного материала должно быть несколько больше, так как раскрой листов или рулонов для правильной перевязки элементов требует определенного количества отходов. Для каждого типа материалов есть свои допуски. Большинство положений регламентирует СНиП II – 26 -76 «Кровли», актуальная редакция за 2010 год.
Для расчета количества пиломатериалов для стропильных ног принимаем шаг между ними (М) 1000 мм. Длину крыши В делим на шаг стропил М и прибавляем одно стропило. К = В / М + 1 = 9 шт.
Расчет пиломатериалов обрешетки. Принимаем шаг между планками обрешетки m = 300мм. Расчет производится по формуле: k = (L / m × B) × 2 = (3,5/0,3×8)=187 метров погонных.

Нельзя забывать, что к полученной величине необходимо добавить показатель длины карнизного свеса. В зависимости от высоты стены он принимается в промежутке 0,5-0,8 м, соответственно длинна стропильной ноги будет находиться в диапазоне 3,37 ÷ 3,87 м. для удобства дальнейших расчетов принимаем величину 3,5 м.

К полученному значению необходимо добавить не менее 10% на отходы, следовательно, необходимо приобрести 205 м. п. пиломатериалов для обрешетки.

Монтаж каркаса крыши

Устройство каркаса крыши своими руками не такая уж и сложная задача, главное соблюдать последовательность этапов монтажных работ:

Установка мауэрлатов – балки должны выступать над наружным краем на 400 мм с каждой стороны для защиты торцевой стены от дождя;
Установка лежней под промежуточные опоры – доски толщиной 500 мм и шириной 150 мм. обязательно производится их надежное крепление д.белями к основе с шагом в 0,5-1м;
Устанавливаются и крепятся временными укосами крайние стропила;
Сверху устанавливается коньковый брус;
Монтируются все срединные стропила, в процессе их установки монтируются все дополнительные элементы: подкосы, стойки, прогоны;
Сверху набивается обрешетка;
Монтируется кровельный пирог в соответствии с подходящей выбранному материалу технологией.

После тщательного расчета и аккуратного монтажа не должно оставаться слишком много излишков строительных материалов.

Чтобы построить надежную крышу, существует достаточно много различных материалов, но наиболее важным моментом при строительстве этого элемента здания все же является его стропильная система.

Почти для каждого вида крыши существуют свои особенности в возведении стропил и иных перекрытий, но в основе строительства на данном этапе уже есть общие положения и принципы, которые не меняются уже много лет, они-то и создают тот запас надежности, которым и должна обладать каждая крыша.

Давайте рассмотрим более пристально основные виды стропильных систем, а также материалы, из которых они изготавливаются. Расскажем подробно, чем же одна система отличается от другой при самостоятельном строительстве кровли.

Что такое стропила для крыши?

Если сказать об этом максимально кратко, то стропильная система крыши – это необходимый и важный элемент здания, который состоит из каркаса с опорами на несущие стены строения. Этот каркас должен служить в процессе строительства надежной основой для всех видов материалов, таких как различные виды утеплителя, слои гидроизоляции, а также кровельные материалы.

Размеры и конструктивные особенности крыши и всей стропильной системы зависят от нескольких факторов:

общего размера всего здания;
правильного подбора материалов;
правильный и точный расчет всех будущих предполагаемых нагрузок;
предпочтений личного свойства относительно формы крыши у самого заказчика.
личных предпочтений относительно формы кровли.

Все вышеописанные факторы очень важны для того, чтобы была правильно подобрана стропильная система дома.

Каждый из этих факторов, безусловно, важен для понимания того, какие виды стропильной системы будут оптимальными для той или иной конкретной ситуации.

Какие нужны материалы для стропильной системы

Деревянные стропильные системы, пожалуй, одни из самых распространенных, а дерево — один из самых надежных материалов. Этот материал очень привлекателен, так как установка его довольно легка, а по цене он намного дешевле, чем многие другие.

В качестве наиболее распространенного материала для обустройства стропильных систем сегодня выступает дерево. Часто при строительстве деревянных перекрытий используется брус из деревьев сосновых пород -150 миллиметров. Но можно наравне с этим материалом встретить и доски, но при этом их обычно сшивают.

Обратите внимание — прежде всего эта информация касается строительства в частном жилом секторе.

Когда возводят многоэтажные дома или в случае строительства зданий промышленных предприятий, тогда используются металлические стропильные системы, а также и другие материалы.

Чтобы стропильная система крыши из дерева, прослужила как можно дольше, перед монтажом необходимо специальным образом их обработать. Для этого используют различные составы, вот основные из них:

Антибактериальные составы - такие составы направлены на защиту древесины от негативных процессов гниения в том случае, если дерево будет подвергаться воздействию воды (это может произойти, если дерево находится в кровельном конденсате);
Противопожарные составы - здесь все понятно из названия, они защищают дерево от возгораний.

Проблемы с обработкой и теми, и другими составами сегодня нет, ведь рынок буквально переполнен различными препаратами, которые успешно защитят стропила деревянные.

При обработке данными составами лучше всего пользоваться обыкновенной малярной кистью, так как при применении метода распыления пропитка древесины может быть недостаточной.

Металлические стропила - в чем их преимущество?

При возведении крыш промышленных зданий, а также многоквартирных домов не используют стропила деревянные, наиболее распространенным вариантом будет стропильная система из металла с технологией, которая называется — легкий стальной каркас.

Такая конструкция из тонкостенного оцинкованного металлопрофиля для крыш достаточно надежна и долговечна. По словам некоторых производителей, она может прослужить более 100 лет.

Можно отметить и некоторые ее преимущества по сравнению с деревянными. Приведем лишь некоторые из них:

Пожаробезопастность данного материала - такая стропильная система кровли, состоит из материалов, которые не подвержены горению, поэтому, возгорание исключается, Если все же пожар начнется, то данный вид стропильной системы сможет какое-то время сдерживать огонь и предотвратить обрушение кровли;
Не нужно проводить профилактические работы противопожарными составами или антигрибковыми;
Долгий срок эксплуатации - не менее 100 лет. Грибку данные конструкции неподвержены, а антикоррозийной защитой служит цинковое покрытие;
Возможность устанавливать такие стропила в любое время года;
Монтаж таких металлических стропил достаточно легок, можно использовать лишь дрель и шуруповерт;
Очень малые нагрузки на несущие стены здания, благодаря малому весу конструкций;
Неплохие показатели для сохранения тепла;

А нужна ли она, металлическая стропильная система?

При возведении многоквартирных многоэтажек металлические стропила — это хороший выход. Металлические стропила для крыши могут выдержать большие нагрузки, и в этом случае можно использовать для покрытия кровли, практически, любые материалы.

Но при строительстве частных домов такие решения на основе металлических конструкций можно встретить довольно редко. Все-таки металл — это не такой материал, который хорошо сохраняет тепло, скорее даже наоборот.

Поэтому при монтаже таких конструкций нужно помнить, что теплозащита в загородных и частных домах при использовании конструкций из металла будет не очень хорошей. А вот деревянные стропильные конструкции, наоборот, очень хорошо сохраняют тепло, поэтому стропила из дерева считаются более экономически выгодными. Они значительно сокращают, энергозатраты, а это в последнее время становится довольно актуальным вопросом.

Конечно, если необходимо усилить деревянные конструкции элементами из металла, то это можно делать. Но нужно обязательно между металлическими и деревянными конструкциями прокладывать слой изоляционного материала, чтобы в древесине от возможного скопления конденсата не начались негативные процессы гниения.

Цельная металлическая стропильная система может также возводиться при помощи сварки. В этом случае никаких разрушающих процессов не будет, так как вся конструкция будет состоять из металла, она не будет иметь контакта с деревянными частями.

При установке металлоконструкций в кровле нужно обязательно ее утеплять. Так как конструкции из металла являются «проводниками холода».

Довольно часто металлические конструкции используют для дополнительных опор, которые вставляются под коньковый прогон. Ведь именно эта часть дома подвергается максимальным нагрузкам.

Но главное, из какого бы материала не была изготовлена стропильная конструкция, главный критерий, которому она должна отвечать, это надежность конструкции. Другими словами, все элементы в конструкции стропил должны быть закреплены максимально жестко.

Поэтому неудивительно, что большинство стропильных конструкций исполняются в виде треугольника, ведь именно данный вид креплений, испокон веков, считается самым надежным.

Форма крыши и стропила

В зависимости от формы крыши применяют различные типы стропильных систем, например:

так называемые висячие стропила;
наслонные стропила;
вальмовые крыши и их стропильная система.

Давайте рассмотрим каждую из них более внимательно.

Висячий тип стропильной системы

Наиболее простым видом стропильных конструкций являются висячие стропила. Вот их основные особенности:

Стропила такого типа имеют всего две точки, на которые они опираются. Этими точками опоры являются стены самого дома.

Опираться на стены, сами по себе, стропильные ноги не должны, они должны быть закреплены на специальном брусе - так называемом мауэрлате. Мауэрлат - это толстый брус, который при помощи шпилек, либо других видов креплений, закрепляется на несущей стене.

Данный вид конструкции способен выдерживать большое распирающее усилие, а затем передавать его на несущую стену.

Для того, чтобы компенсировать распирающее усилие, делают затяжку. Она призвана соединять каждую стропильную пару, которая находится внизу. Чаще всего можно встретить конструкцию, когда устанавливают ее в самой нижней части. В этом случае она еще может играть роль перекрытия всей кровли. Конечно, никто не запрещает делать ее и выше, но в этом случае необходимо помнить, что усилие на данный элемент многократно возрастает.

Затяжка — это важный элемент в висячей стропильной системе, ведь она не только сдерживает распирающее усилие, но и эффективно препятствует разъезжанию ног стропил.

Наслонные стропила

Система наслонных стропил отличается от висячих тем, что эта система требует дополнительной средней стены.

Если рассматривать структуру более подробно, то можно выделить следующие признаки.

Наслонные стропила, точнее их концы, опираются на стены дома. В то время, как средняя часть дополнительно опирается на несущую стену, которая находится внутри дома, или идет упор на дополнительные опоры в виде столбов.

Еще одним отличием является и то, что данный вид стропильных систем работает исключительно на изгиб. А вот та нагрузка, что идет на сжатие, их совершенно не затрагивает, так как уходит в серединную дополнительную опору.

Таким образом, для стропильной системы наслонного типа все элементы можно делать значительно тоньше, а вся система может быть более легкой. Конечно же, это может послужить значительной экономией строительных материалов. Что существенно может сократить денежные затраты.

Если возводится кровля для здания сложной конструкции, тогда типы стропил можно чередовать. При наличии средней несущей стены (опоры) устанавливаются стропила наслонного типа, а при отсутствии таковой – висячие.

Стропила для вальмовой кровли

Особая стропильная система требуется для вальмовых четырехскатных крыш. Это объясняется тем, что геометрия данной кровли гораздо сложнее, и ее стропила предназначены для выполнения разных функций.

Рассмотрим несколько основных типов таких стропил:

Накосные диагональные стропила служат для соединения углов дома с торцами бруса (конькового). Они формируют ребра строящейся кровли. Это самые длинные и наиболее прочные из всех стропил, потому что на них приходится почти вся основная нагрузка.
Рядовые центральные стропила предназначены для соединения по бокам скатов конькового бруса с мауэрлатом. Они должны устанавливаться строго параллельно друг к другу.
Угловые стропила (нарожники) гораздо короче рядовых стропил. Служат для соединения мауэрлата с накосными стропилами, а не с коньком. Данные стропила определяют плоскости скатов строящейся крыши.

Конструкция стропил для вальмовой кровли при своей некоторой сложности все-таки, главное, должна обеспечивать необходимую прочность четырехскатной крыши.

Таким образом, изучив разные виды стропильных систем, вы должны правильно выбрать конструкцию, подходящую именно для вашего дома. Удачная форма крыши и прочная надежная стропильная система сделаю ваш новый дом не только красивым и индивидуальным, но и безопасным для жизни.