Металлические стропила для крыши – особенности устройства и монтажа

Металлические стропила для крыши – особенности устройства и монтажа

Стропила и обрешетка – каркас крыши, который несет на себе всю тяжесть кровельного пирога, термоизоляции, снеговую нагрузку, поэтому они должны обладать высокой несущей способностью, прочностью. Идея использовать металлические стропила, чтобы конструкция кровли получилась более жесткой, не нова, но ранее она применялась в основном для перекрытия промышленных или хозяйственных сооружений. Сейчас стропильный каркас и обрешетка из металлопрофиля считаются реальной альтернативой деревянным элементам крыши, если длина ската превышает 10 метров.

Разновидности стропильных систем

В зависимости от типа кровли каркасы могут обустраиваться в разных вариациях.

Для изготовления стропильной фермы используется деревянный брус с минимальным сечением 15х5 см. После закрепления отдельных компонентов стропильной конструкции между собой, фиксации их на доме к каркасу крепится обрешетка.

Структура стропильной системы бывает висячей, наслонной. Оба варианта применяются в частном домостроении. Их главные отличия:

  • В случае изготовления висячей системы стропил несущие балки упираются в мауэрлат, обустраиваемый по периметру дома без отделки. Его фиксируют к несущим стенам сооружения, на крайнюю кладку сверху. Мауэрлат — это обыкновенный брус из древесины сечением 100х100 мм. Фиксация стропильных ног сверху фермы осуществляется друг с другом коньковым брусом.
  • В случае использования наслонного варианта стропила сверху фермы между собой не фиксируются. Фермы в данном случае упираются на колонны, продольную центровую стену сооружения.

При выборе варианта конструкции стропильной системы огромное значение имеют габариты здания.

Устройство каркаса крыши

В состав стропильной системы входит несколько компонентов:

  • Мауэрлат. Это подстропильный брус, который закладывают над верхним кирпичным, блочным рядом или венцом здания по периметру. Для изготовления используется преимущественно сырье хвойной древесины (сосна, ель, лиственница). Для крепления используют анкерные болты или специальные шпильки из металла.
  • Лежень. Это брус, который укладывают на внутренние перегородки, в отличие от мауэрлата, располагаемого на несущих внешних стенах. На лежень монтируют центральные стойки, которые служат в качестве опорных элементов для конька.
  • Стойки. Это вертикальные элементы стропильной системы для центральной части каркасных ног и конькового прогона.
  • Стропила. Располагаются под углом к коньковому прогону от мауэрлата и лежня. Если подкровельное пространство планируется обустроить для хранения инструментов или сделать там мансардный этаж, стропильные ноги устанавливают под увеличенным углом.
  • Ригель с затяжками. Это горизонтальные каркасные части, которые служат для стягивания ног конструкции. Ригель размещается сразу под коньком, элемент отличается увеличенной толщиной и прочностью.
  • Подкосы. Требуются для защиты стропил от деформации из-за большого веса.

Схема самых простых конструкций зачастую включает только мауэрлат, стропила и прогон для конька. Чем сложнее конфигурация кровли, тем больше элементов содержит каркас.

Основные критерии выбора материала

Для крыши каркасного дома можно выбирать различные кровельные материалы, но предпочтение нужно отдавать более легким. Это правило особенно важно, если фундамент не рассчитан на большие нагрузки.

  • битумную черепицу;
  • полимерпесчаную черепицу;
  • профнастил;
  • шифер;
  • металлическую черепицу;
  • цементно-песчаную черепицу.

Для тяжелых кровельных материалов следует делать обрешетку более частой. Дополнительно нужно использовать слой гидроизоляционного материала. Необходимо следить за шагом крепления основного материала кровли. Если сделать его чаще, то вероятность протекания крыши удастся свести к минимуму.

При монтаже кровельных материалов важно придерживаться следующих углов наклона:

  • Минимум 10 градусов для профнастила.
  • От 12 и 60 градусами для шифера.
  • Для еврошифера нижний показатель составляет 6 градусов.
  • Для керамической плитки – от 18 до 60 градусов. Такого же показателя следует придерживаться при закреплении полимерпесчаной черепицы.
  • Для битумной черепицы – более 12 градусов.
  • Металлочерепица требует монтажа под углом свыше 15 градусов.

Установка наклонной 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.

Наслонная стропильная система

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.



Содержание

  • Виды крыш
  • Устройство крыши – термины
  • Как рассчитать крышу своими руками?
  • Пошаговая инструкция
    • Как правильно крепить мауэрлат?
    • Монтаж стропильной системы
      • Крепление стропил к мауэрлату
      • Крепление стропил в коньке
      • Как усилить систему?
    • Гидроизоляция
    • Контробрешетка и обрешетка
    • Кровельное покрытие
      • Сравнение кровельных материалов
    • Водосточная система
    • Утепление и пароизоляция
    • Ошибки при строительстве крыши

Виды крыш

Строительство крыши начинается с выбора проекта конструкции, то есть с определения ее будущей формы. В современном частном строительстве наиболее распространенными видами являются:

  • Односкатные крыши. Вариант конструкции с одним скатом наименее трудоемкий, быстровозводимый и позволяет значительно сэкономить на материалах. Основными недостатками являются невозможность обустройства полноценного чердака и мансарды, в виду низкого подкровельного пространства, а также применения в заснеженных районах при небольших углах наклона.
  • Двухскатные крыши (щипцовые). Конструкция с двумя скатами и двумя фронтонами, является наиболее распространенной в частном строительстве, поскольку обеспечивает баланс между трудоемкостью, затратами и практичностью. Позволяет создать полноценное чердачное помещение и эффективно справляется со значительными атмосферными осадками в зимний период.
  • Четырёхскатные крыши. Максимально надежные конструкции в плане устойчивости к атмосферным явлениям: ветровым и снеговым нагрузкам. Отличаются значительным весом – требуют крепкого фундамента и прочных несущих стен, а также продуманной стропильной системы. Также благодаря большой площади кровельного покрытия и значительной теплоотдачи, предполагают дополнительное утепление.
    • Вальмовые крыши. Сооружения состоят из четырех скатов, в которых боковые имеют форму равнобедренной трапеции, а торцовые – треугольника. Обладают минимальным сопротивлением к ветровой нагрузке и привлекательным внешним видом, однако сложны в расчете и монтаже.
    • Полувальмовые крыши (голландские). Каркасная конструкция аналогична предыдущему, за исключением треугольных скатов, которые имеют усеченный вид, в следствие чего появляются небольшие фронтоны. Главным преимуществом является возможность обустройства полноценного жилого помещения. Однако такая крыша требует создания сложной стропильной системы из-за большого количества углов.
    • Шатровые крыши (пирамидальные). Системы из четырех одинаковых скатов в форме равнобедренных треугольников, сходящихся в одной точке. Конструкция обладает наилучшими аэродинамическими свойствами и устойчивостью к сильным осадкам, благодаря равномерному отводу вод. Основной недостаток – сложность проектировки и возведения каркаса.
    • Многоскатные крыши (многощипцовые). Представляют собой комбинированные скатные крыши для зданий в форме буквы «П», «Г», «Т». Наиболее сложные в проектировании, изготовлении и сборке. В частном строительстве применяются крайне редко.
Читайте также  Пластиковые крышки на столбы забора

Если вы не можете определить какую форму крыши построить своими руками – при прочих равных, сравните внешний вид конструкций и посмотрите какой вариант наиболее привлекателен.

Устройство крыши – термины

Также непосредственно перед началом строительства крыши своими руками необходимо ознакомиться с основными элементами и терминологией, которая облегчит понимание процесса и позволит найти общий язык со строителями.

  • крыша – верхняя часть конструкции здания в сборе;
  • кровля – верхний элемент крыши (покрытие);
  • мауэрлат – опорный брус, уложенный по периметру стен здания;
  • лежень – опорный брус, уложенный на внутренних несущих стенах здания;
  • стропила (стропильные ноги) – конструктивные элементы крыши, несущие кровельное покрытие;
  • прогоны – горизонтальные продольные балки, поддерживающие стропила изнутри;
  • затяжки – горизонтальные поперечные балки, связывающие ноги одной стропильной пары;
  • ригель – затяжка, установленная непосредственно перед коньком конструкции;
  • конёк – горизонтальное ребро, расположенное на стыке скатов в самой верхней части кровли;
  • стойки – вертикальные балки, выставленные на лежень или другую опору, предназначенные для поддержки прогона;
  • подкосы (подстропильные ноги) – наклонные балки, соединяющие стропила с опорными элементами и расположенные под углом в 45°;
  • контробрешетка – ряды досок, уложенные вдоль стропила поверх гидроизоляционного материала;
  • обрешетка – ряды досок, уложенные на стропила/контробрешетку под углом в 90°;
  • карниз – свисающая часть кровли, которая прикрывает верхнюю часть наружных стен от негативного воздействия атмосферных проявлений;
  • кобылки – доски, посредством которых можно удлинить стропильную ногу;
  • ендова – внутренний угол, образованный на стыке двух скатов в многощипцовых крышах;
  • вальма – треугольный скат крыши в торцах / крытый фронтон с уклоном;
  • фронтон – верхняя часть фасада здания, которая ограничена двумя скатами.

Как рассчитать крышу своими руками?

После того как был разработан проект конструкции, обязательно требуется рассчитать количество материалов для ее изготовления. Это необходимо для того, чтобы заранее знать объем пиломатериалов и заказать соответствующую партию у производителя.

Онлайн-калькулятор расчета крыши от КАЛК.ПРО позволяет выполнить максимально точный расчет материалов, а также получить комплект чертежей и 3D-модель конструкции.

Также рекомендуется выполнить расчет крыши на допустимые нагрузки, чтобы подобрать сечение несущих элементов. Например, одной из наиболее важных деталей является стропильная нога – для нее высота и ширина бруса подбирается на основании таких параметров, как:

  • материалы кровли;
  • снеговая нагрузка;
  • шаг укладки;
  • пролет.

Однако, чаще всего, таким подробным расчетом пренебрегают и выбор стропильных сечений происходит на основе общих рекомендаций, но с незначительным запасом, поскольку в таблицах не учитываются особенности конкретной ситуации.

Виды крыш частных домов

Дизайн крыши напрямую зависит от вида крыши. Существует два основных вида: плоские и со скатом. В России повсеместно используются скатные, плоские чаще используются в более жарком климате.

Скатная крыша — это конструкция, с кровельной плоскостью, размещенной под углом от 10?. Она может быть снабжена чердаком.

Лучшие варианты скатной крыши:

  • односкатная;
  • двухскатная;
  • шатровая четырехскатная;
  • вальмовая четырехскатная;
  • мансардная;
  • шатровая;
  • шпилевидная.

Обратите внимание, при устройстве односкатной крыши, угол наклона должен составлять 10 – 30?, двухскатной — 25 – 45?, мансардная крыша может быть с двумя углами: 25 – 35? в верхней ее части и 45 – 60? в нижней.

Проектирование и устройство крыши каркасного дома

Решить, какая крыша лучше для каркасного дома, обсудить все нюансы и подробности, нужно на этапе создания проекта. Если возникает необходимость сделать другую крышу в уже построенном доме, придется проектировать новую модель, которая будет гармонировать с фасадом дома. Для самостоятельного создания плана крыши используйте специальную архитектурную программу (ArchiCAD) или обратитесь в архитектурную компанию. Второй вариант, конечно, предпочтительней.

Помните, что необычные формы крыш, плавных форм и с закругленными краями ведут к усложнению стропильной конструкции, и увеличению её веса. При малейшей ошибке в расчетах, Вас ожидает ремонт кровли.

Не зная устройства крыши, из каких частей и материалов состоит, нереально создать проект.

Основные элементы крыш и их функции:

  • кровля — покрытие и внешняя часть крыши, защищающая дом от дождя и снега;
  • обрешетка — часть конструкции, крепящаяся к стропилам, основа для утеплителя и кровли;
  • коньковый прогон – балка на вершине конструкции для крепления стропил;
  • стропила — ребра жесткости для крыши в целом, размещающиеся под углом. Они бывают висячие и наклонные. Первые чаще всего используются для мансардных крыш, их основой выступают две опоры (стены). Они работают на сжатие и изгиб. Вторые дополнительно опираются на внутренние опоры (стены, опорные балки). Они работают только на изгиб. В домах с несколькими пролетами, оба вида стропил могут чередоваться. Висячие используют в местах отсутствия промежуточных опор, а наслонные — где опоры есть.
  • мауэрлат — балки, уложенные на вершину периметра стен. Стропильная конструкция опирается на них и соединена с ними. Мауэрлат укладывают заподлицо и гидроизолируют со стороны стены.
  • диагональные связи (раскосы) – стропила, соединяющиеся с мауэрлатами и продольными балками диагональными связями для жесткости конструкции.
  • внутренние опоры – балки, соединяющие стропила и продольные балки, для равномерного распределения нагрузки конструкции на дом.

Крышу соединяется со стенами дома ершами (специальными шпильками). Также под стропила можно вырезать опорные ниши и связать их стальной 6 мм проволокой. Для опорной конструкции крыши каркасных домов чаще используют дерево, в силу доступности и низкой стоимости. Чаще всего применяется брус с сечением от 40 х150 мм до 100 х 250 мм, в зависимости от шага, длины опор и нагрузки крыши на дом. Для подробной информации об этом разработаны специальные таблицы.

Проектирование крыши каркасного дома


При проектировании нужно учесть прочность, деформацию и помнить о базовых правилах:

  • при уклоне ската в 60% и менее опорная конструкция выдержит нагрузку снега 180 — 500 кг/кв. м. В случаях, когда угол уклона больше, нагрузку можно не учитывать;
  • стропила с уклоном до 30% выдержат силу ветра до 35 кг/кв. м.

Для усиления конструкции можно применять элементы из металла. А для защиты деревянных элементов от влаги и гнили, их обрабатывают специальным составом.

Чтобы устройство крыши проходило технически грамотно, необходимо придерживаться СНиП «Нагрузки и воздействия».

После того как дизайн кровли рассмотрен и утвержден, нужно приготовить необходимые инструменты:

  • пила, молоток, клещи;
  • гвоздодер, отвес, болгарка;
  • ножницы по металлу, молоток для крепления черепиц;
  • гвозди, анкерные болты, покрытие для крыши (черепица, шифер и др.)

Как построить крышу загородного дома пошагово

  1. На несущих продольных стенах укладываем мауэрлаты и прикрепляем анкерными болтами. Вырезаем в них опорные ниши, если это предусмотрено проектом.
  2. Чтобы упростить возведение стропил, изготавливаем шаблон. Концы двух досок соединяем гвоздем, и их свободные края устанавливаем на мауэрлат. Разводим концы и выбираем угол наклона. С помощью поперечной перекладины фиксируем доски в данном положении. При этом следим, чтобы конек не смещался от центра, для чего используем отвес.
  3. Полученный шаблон прикладываем к балкам для стропил и спиливаем их под нужным углом.
  4. После вырезания стропил, соединяем их и в месте скрещивания фиксируем тремя гвоздями или болтами.
  5. Поднимаем стропила наверх и устанавливаем на место. Затем принимаемся за изготовление следующих.
  6. Их устанавливаем в конце крыши и фиксируем.
  7. Натягиваем шнур между установленными опорами, обязательно следим, чтобы он располагался строго по горизонту. Если необходимо приспускаем стропила.
  8. По мере изготовления остальных стропил, устанавливаем их, ориентируясь на натянутый шнур, с указанным в проекте шагом.
  9. Для усиления жесткости и устойчивости сооружения устанавливаем и фиксируем опорные стойки и диагональные связи.
Читайте также  Скат крыши

Для крепления всех элементов обычно используются гвозди. Можно использовать штампованные металлические детали, упрощающие монтаж стропильной конструкции.

Утепление крыши каркасного дома

Перед укладкой кровли нужно выполнить утепление крыши. Теплоизоляция кровли защищает всю конструкцию от сезонных перепадов температур, что сказывается на долговечности используемых материалов, и сдвигает точку росы к внешнему краю, что формирует комфортный микроклимат в доме.

При выборе материалов для теплоизоляции и кровли, ориентируйтесь на их особенности:

  • устойчивость к колебаниям температур;
  • влагоустойчивость;
  • устойчивость к механическим нагрузкам;
  • низкая теплопроводность;
  • экологичность материалов;
  • огнеустойчивость;
  • плотность материала (не больше 250 кг/куб.м)

Из всего разнообразия материалов для утепления, наиболее популярны минеральная вата и вспененное стекло.

Как сделать теплоизоляцию кровли
  1. Укладываем и фиксируем пароизоляцию с внутренней стороны стропил скобами. Листы пароизоляции должны плотно облегать стропила, их укладываем внахлест и проклеиваем скотчем.
  2. Набиваем планки из дерева для удержания теплоизоляции на стропила с шагом 50 см.
  3. Подрезаем и укладываем теплоизоляцию для того, чтобы она, ложась вплотную к стропилам, не оставляла щелей.
  4. С внешней стороны настилаем слой гидроизоляции. Поверх набиваем планки обрешетки, выступающие крепежом для гидроизоляции и основой для кровельных листов.
  5. Укладываем подходящие кровельные материалы.

Чем покрыть крышу частного дома

Большую популярность имеет металлочерепица, керамическая и цементно-песчаная черепица. Они при хорошей шумо- и теплоизоляции и прочной конструкцией стропил позволяют возвести надежную кровлю.

Обычный шифер из-за неэкологичности постепенно теряет популярность.

Битумные и полимерно-битумные материалы относятся к мягким кровельным материалам с доступной ценой. Они не огнеустойчивы, но при соблюдении антипожарных норм могут быть надежными.

Сланцевый материал сейчас становится все более популярным, но достаточно дорогим по стоимости видом кровли, в силу его экологичности, долговечности, негорючести и очень высокой привлекательности.

Как сэкономить на кровле крыши дома

Разумно сэкономить на кровле можно, выбирая хорошие материалы с невысокой стоимостью. Например, им может быть прочный и качественный ондулин.

Можно использовать мягкую черепицу. Ее внешний вид очень приятен и эстетичен, но качественные характеристики по сравнению с андулином хуже.

Профнастил — это долговечный, не очень дорогой и имеющий приятный внешний вид материал, но далеко не лучший. Дело в том, что при нагреве металл меняет форму. Если на крышу из профнастила летом будут падать прямые яркие солнечные лучи, то вечером, при остывании, скрежеща и шумя, профнастил будет возвращаться в исходную форму.

Разновидности стропильных систем

Чтобы понять, как сделать каркасную крышу, важно определиться и ознакомиться с популярными типами стропильных систем, которых 2:

  • висячие;
  • наслонные.

В возведении частного дома можно применять оба варианта. Разница в них лишь в том, что висячая система использует мауэрлат, который в виде бруса 100мм на 100мм. Применение наслонных стропил не предусматривает соединение между собой. Их верхняя часть будет опираться на несущую стену в центре.

Для выбора стропильной системы важно учитывать конструктивные и планировочные характеристики постройки. Для примера, если расстояние между несущими стенами 6 и менее метров, то разумнее использовать висячий тип. Если длина превышает 6 метров, то используйте второй вариант. Это создаст необходимую опору и жесткость, предотвратив провисание стропил. Кстати, если вы ищете, как правильно сделать крышу пристройки к дому, то у нас на сайте имеется и данный материал. Там даются грамотные советы по монтажу такой конструкции.

Устройство арочной кровли из поликарбоната

Светопрозрачная кровля из легкого, но прочного поликарбоната – популярное технологическое решение для оранжерей, теплиц, торговых павильонов, беседок или других элементов муниципальный инфраструктуры. Монтаж таких конструкций выполняется по следующему методу:

  • Перед тем, как сделать крышу-арку, нужно вычислить несущую оптимальное расстояние и способность каркаса между элементами.
  • Потом в соответствии с чертежу и расчёту изготавливают каркас из легкого алюминиевого профиля. Принципиально важно, дабы любая дуга должна иметь однообразную форму. Для этого сперва применяют шаблон.
  • Дуги каркаса фиксируют на верхней обвязке дома с шагом 1-1,5 метров. Сперва устанавливают первую и последнюю ферму конструкции, а по ним уже сглаживают все остальные.
  • Посредством фиксирующих планок на фермах крепят сотовый поликарбонат, не забывая учитывать зазоры на термическое расширение материалов.
  • Торцы сотового поликарбоната защищают от пыли и проникновения влаги посредством особого торцевого профиля.

Не забывайте, что сотовый поликарбонат нужно укладывать так, дабы его профиль размешался на протяжении изгиба арки, в другом случае в сотах будет скапливаться конденсат, который никак не сможет оттуда выйти.