Устройство стропильной системы крыши

Крыша здания защищает его от холодов, дождя и ветра. Это такой же важный элемент, как наружные стены и фундамент. Стропильная система является несущим каркасом крыши. Она берет на себя все нагрузки: от конструкций, от снега и ветра. Чтобы не возникло проблем при эксплуатации, конструкция крыши дома должна быть прочной и надежной. Монтаж стропильной системы своими руками стоит выполнять только после тщательной подготовки и изучения всей необходимой информации.

Подробный обзор

Конфигурации четырехскатных кровель

Геометрическое исполнение такой крыши объединяет 4 наклонных плоскости, основаниями которых служат несущие стены дома по периметру. Существует несколько конфигураций, которые определяют форму и взаимное расположение наклонных поверхностей.

Вальмовая крыша

Простая конструкция, внешне отчасти напоминает двускатную: параллельно длинным стенам формируют 2 плоскости, которые соединяются по центру коньковым перекрытием. Противоположные фронтоны заменяют наклонными треугольниками-вальмами. Конструкция применяется для крупных по площади зданий, две стороны которых значительно превосходят другие по длине. 

Полувальмовая крыша

Отличается конфигурацией торцовых скатов. Основания треугольников поднимаются выше нижнего края конструкции. Оставшееся место заполняет фронтон. Углы при основании больших скатов вертикально срезаются. Это позволяет сделать под кровлей просторную мансарду и установить стеклопакет.

Шатровая крыша

Подходит для квадратных домов или зданий, у которых все стены приблизительно равны. Четыре ската представляют собой треугольники, соединенные вершинами в общей центральной точке. Горизонтальный конек у таких конструкций отсутствует.

На этих конфигурациях основано строительство всех четырехскатных крыш, в том числе комбинирование различных элементов в сложные конструкции.

Многие дачные беседки имеют форму правильного многоугольника, часто к ним возводят шатровую кровлю. Почему для небольшого сооружения используется четырехскатная крыша, объясняется практичностью и эстетической завершенностью такой конструкции. Строить кровлю с двумя наклонными поверхностями для дачной беседки непрактично: отсутствие закрытых фронтонов оставит часть сооружения незащищенной от осадков, например, во время косого дождя. Четырехскатная кровля в этом выигрывает.

Технология производства работ

Установка мауэрлатов

Их не монтируют только в одном случае – если строение построено из древесины (сруб). Они выполняют две функции: выравнивают верхние срезы стен и служат опорой для стропильных ног.

Предварительно контролируется горизонтальность всех поверхностей, а также соответствие их уровней относительно друг друга. Только тогда будет обеспечена симметричность всех частей крыши. Поэтому обустраивается бетонная стяжка по верхним срезам стен. Для этого из тонких досок монтируется каркас (опалубка), куда заливается бетонный раствор.

Сразу же устанавливаются металлические стержни. Кстати, если ведется кирпичная кладка стен, то их целесообразно монтировать именно на завершающем этапе (между кирпичей последнего ряда).

Зачем они нужны? В качестве мауэрлатов удобнее использовать брус. Он должен быть жестко зафиксирован на торцевой части стены, иначе при малейшем порыве ветра вся крыша начнет смещаться. Именно для того, чтобы мауэрлаты прочно «сидели» на стенах, их закрепляют на таких металлических упорах.

Длина штырей зависит от сечения бруса мауэрлата. После их установки они должны возвышаться над древесиной настолько, чтобы можно было сверху положить шайбу и надежно закрутить гайку. Следовательно, на «торчащем» конце каждого прутка нужно заранее нарезать резьбу.

Обустройство отсечной гидроизоляции

Это необходимо для того, чтобы предотвратить капиллярное проникновение жидкостей к древесине (мауэрлату) со стен дома. В качестве изолирующего материала лучше использовать пленку, так как рубероид, который принято укладывать, имеет срок службы примерно 4 – 5 лет. Нарезаются полосы шириной чуть более толщины стен. Предварительно верхние срезы обмазываются горячим битумом, и на него производится «наклеивание» пленки.

Монтаж мауэрлатов

На каждом из них размечаются места для сверления отверстий под штыри. Их располагают так, чтобы при последующей сборке стропильной системы ноги не попадали на эти упоры с прикрученными гайками. Диаметр отверстий должен быть чуть больше сечения штырей, так как при перепадах температуры расширение разных материалов неодинаково. Для древесины оно практически отсутствует, а для металла имеет определенную величину, и он начнет «рвать» дерево.

При укладке бруса нужно тщательно контролировать строительным уровнем, чтобы плоскость, которую они все образуют, была ровной и строго горизонтальной, иначе крыша получится с перекосом. Мауэрлаты «насаживаются» на штыри, и производится их крепление, как описано выше. Нужно добиться, чтобы все углы между брусьями были прямыми, а стены получились одинаковыми по высоте.

Монтаж стропильной системы

Сначала производится установка балок перекрытия. По центру (по оси), между мауэрлатами укладывается «лежень», на котором будет держаться центральная стойка. Ее верх будет являться коньковым узлом. Если в доме есть внутренняя стена, расположенная по центру, то стойка ставится на нее.

Накосные стропила монтируются попарно, с противоположных сторон (по диагонали). Одним концом они скрепляются с мауэрлатом (методом врубки), а другим – с узлом конька. Для обеспечения их большей устойчивости применяются промежуточные стойки, шпренгеля, нарожники. Длина накосных стропил должна быть такой, чтобы они обеспечили необходимую величину свеса.

Читайте также:  Прочистка вентиляционных каналов: порядок действий, переодичность

Практические советы

Любая древесина, использующаяся при возведении крыши, должна быть качественно высушена. В обязательном порядке производится ее обработка специальными средствами, защищающими от гниения, насекомых-древоточцев, термического воздействия (воспламенения).

Желательно выбирать одну и ту же породу дерева, причем одну их хвойных. Наиболее экономичный вариант – сосна.

В качестве элементов крепления, кроме гвоздей и скоб, хорошо использовать металлические уголки, планки и тому подобное.

Размеры заготовок (ширина, толщина, сечение) выбираются в зависимости от предполагаемой нагрузки на крышу. Учитывается влияние порывов ветра, интенсивность осадков (особенно зимой), вес материала несущего каркаса (обрешетки), кровельного покрытия, слоев тепло-, паро- и гидроизоляции.

Кроме того, стропильная система должна выдерживать и вес не менее двух человек, так как придется не только монтировать обрешетку и материал кровельного покрытия, но и в дальнейшем проводить осмотр крыши и ее ремонт. Кстати, от этого во многом зависит и определение оптимальной крутизны скатов (высоты центральной стойки).

Можно стропила делать из досок, но для этого (для повышения прочности системы) их сбивают попарно.

Обладая определенными навыками, монтаж шатровой крыши произвести не трудно. Но расчет элементов ее конструкции лучше доверить специалисту.

Плюсы и минусы конструкции

Начнем с положительных характеристик, они следующие:

  • Отличные аэродинамические показатели. Такой кровле не страшны сильные порывы ветра, а форма скатов не позволит дождю постоянно бить в окно.
  • Нет образования снежной шапки. Снег долго не задерживается на скатах, соответственно уменьшается нагрузка на несущие конструкции.
  • Не фронтонов. Расходуется меньше строительного материала, можно сэкономить на возведении.
  • Прогрев солнечными лучами сразу с нескольких сторон. В результате помещение под такой кровлей прогревается быстрее.

Что касается отрицательных сторон, то главный недостаток — сложность возведения: выполнить работы самостоятельно вряд ли получится: проще нанять профессионалов. Еще один минус — большое количество строительных отходов.

Наконец, последняя отрицательная сторона: площадь мансарды после установки становится меньше, по сравнению с помещением под классической двускатной кровлей.

Обустройство конькового уровня и нарожников

В стропильной системе пирамидальной крыши отсутствуют коньковые прогоны. Пирамидальную форму конструкция приобретает за счет установленного по центру несущего столба, в который за счет врубок надежно упираются диагональные и центральные ноги.

Сама несущая опора может опираться:

  • на нижнее перекрытие – практически забытая технология, ее применение отнимает много полезного пространства и требует своих порядков в проектировании. Чаще всего данный метод находит применение в устройстве летних беседок, когда вокруг опоры обустраивается общая столешница;
  • центральный брус перекрытия – самый рациональный метод в загородном жилом строительстве. Брус монтируют на несущую стену, расположенную внутри здания, или на лежень, с целью усиления жесткости перекрытия к последнему крепят подкосы;
  • верхнюю часть центральных вальм соединенных металлическим уголком – при данном способе на мауэрлат передается распор, по этой причине каждую вальмовую ногу удерживает ригель.

Все элементы стропиловки образовывают прочную и стабильную конструкцию, которая может выдержать значительные нагрузки.

Отсутствие или неправильный монтаж одного из них может привести к перекосу и последующему разрушению стропильной системы кровли.

Поэтому даже установке нарожников должно уделяться максимум внимания. Внизу системы укороченные стропилины монтируются подобно монтажу узлов центральных вальмовых ног.

Своим верхним краем нарожники могут опираться на угловые ноги по-разному. Элементы могут быть соединены с цельным брусом за счет пазовой выемки, либо путем опирания на дополнительный брусок, прибитый внизу диагональной ноги.

Видео:

Если к креплению нарожников не предъявляют особых требований относительно прочностных показателей, то оно может быть выполнено путем вбивания нескольких строительных гвоздей.

Самой распространенной технологией является монтаж нарожников посредством опорных брусьев, которые прибиваются на одном уровне с нижней частью накоса.

Такой подход позволяет повысить прочность углового накоса и выполнить монтаж нарожников быстро и надежно.

Монтируются укороченные и стандартные стропилины с шагом, соответствующим ширине теплоизоляционного листа.

Монтаж мансардной стропильной системы

Монтаж стропильной системы с жилым подкровельным пространством требует тщательной подготовки. Необходимо смонтировать удобные леса, настилы и лестницы, а также снабдить рабочие места страховочными верёвками. Рабочие должны быть обеспечены спецодеждой, средствами защиты и исправным оборудованием. На земле необходимо выбрать ровное место для предварительной сборки ферм, разметки углов и изготовления шаблонов. Все деревянные элементы должны быть обработаны антисептическими и противопожарными составами.

После этого можно приступать к работам, которые проходят в следующей последовательности:

  1. На стены с замурованными шпильками монтируется по периметру мауэрлат. При наличии внутри здания несущей стены укладываем на неё лежень или прогон одной высоты с мауэрлатом.

    Если дом возводится из строительных блоков, то мауэрлат удобнее всего укладывать на резьбовые шпильки, замурованные в стену в процессе её кладки

  2. На мауэрлат параллельно короткой стене крепятся затяжки с карнизными выносами.
  3. На затяжках выставляются вертикальные стойки, ограничивающие мансардное помещение.
  4. Стойки соединяются с затяжкой, служащей потолком мансардному помещению. Установленные таким образом фермы соединяются между собой горизонтальными прогонами.

    Вертикальные стойки, верхние затяжки и горизональные прогоны формируют каркас мансардного помещения

  5. Устанавливаются нижние, а затем и верхние стропила, которые крепятся в коньковой части.
  6. Для укрепления нижних и верхних стропил используются подкосы, бабки и прибоины.
  7. Монтируется обрешётка и лобовая доска на карнизном свесе.

    После установки всех стропильных лаг остаётся уложить обрешётку и прибить лобовую доску

Читайте также:  Как сделать вентиляцию в русской бане своими руками

Мы рассмотрели сборку стропильной системы на примере ломаной мансардной крыши. Сооружение прочих конструкций состоит из аналогичных операций и в основном заключается в выполнении работ по проектной монтажной схеме, где отражены способы соединения элементов стропильной системы. При наличии тщательно рассчитанных чертежей бригада из четырёх человек в состоянии смонтировать крышу со стропильной системой любой сложности.

Видео: монтаж мансардной крыши

Мы рассмотрели стропильную группу мансардной крыши, её конструкцию, расчёт, а также схему и описание основных узлов. Предложили вариант пошагового монтажа несущих конструкций мансарды, приложили иллюстрации и видео, которые поясняют порядок сборки конструктивных элементов мансардной крыши. Теперь её успешное возведение зависит только от тщательности выполнения требований инструкций и технологий и наличия у исполнителей определённых навыков проведения строительных работ. Желаем вам успехов.

Подписаться на наш канал в Похожие записи:

Типы стропильных систем — чем они отличаются между собой

Выбирается тот или иной тип стропильной системы не спонтанно, а в зависимости от конструкции строящегося дома и его размеров. Далее о каждом виде стропильных систем.

Система с висячими стропилами

Они хороши для крыш с двумя скатами, где пролет не более 6 метров, а стен внутри не имеется. Внизу опорой стропил служит мауэрлат, а вверху – они опираются друг на друга. Еще имеется затяжка, уменьшающая распор стропил на стены дома. Балочные затяжки размещены в самом низу стропильных ног – они одновременно служат в качестве балок перекрытия. Кстати перекрытие верхнего этажа, выполненное из железобетона, тоже может играть роль затяжки. Если затяжку делают повыше, она уже называется ригелем. Если пролет между наружными стенами более 6 м необходимо применение опорных стоек и раскосов для поддержания стропильных ног. При этом длинна нижней части стропил т. е. части после подпорки, должна быть не более 4,5 м.

Перечислим несколько важных фактов об их конструкции:

  • Опирать свес крыши на низ стропильных ног, выведенных за пределы стены, не стоит. Гораздо лучше для опоры таких стропильных систем крыши подойдет кобылка (при этом ширину свеса делают до метра). И тогда нога будет всей плоскостью опираться на мауэрлат. Сечение кобылок обычно меньше сечения стропильных ног.
  • На скате нужно прибить ветровую доску, от конька к мауэрлату. Наклон делают от чердака. Это необходимо, чтобы крыша стала жесткой, не шаталась и не разрушалась ветром.
  • Если влажность деревянного стропильного материала более 18 %, готовьтесь к тому, что система стропил после высыхания дерева может стать шаткой. Поэтому соединяйте такое дерево не гвоздями, а болтами – их подтянуть можно в случае чего. А еще лучше использовать винты или ершенные гвозди.

Наслонные стропильные системы

Они подходят для крыш, где пролет составляет от 10 до 16 м. Уклон может быть любым, а внутри здания должны быть несущие стены или колонны. Вверху стропила опираются на коньковый прогон внизу — мауэрлат. Коньковый прогон поддерживается либо внутренней стеной (лежнем), либо стойками. Так как нагрузки имеются лишь вертикальные, то в затяжке потребности нет.

Когда пролет большой (до 16 м), можно заменить прогон конька двумя боковыми, которые будут опираться на стойки. Чтобы стропильные ноги не гнулись, нужны подкосы и ригели. Если изготавливают мансарду, опорой наслонных строил можно сделать стену, высота которой от 1 до 1,5 м. Ну, или применить ломаную мансардную крышу (с ломаными скатами).

На что необходимо обращать особое внимание:

  • Каждый из элементов данной системы не должен иметь толщину менее 5 см.
  • Гладкая прогаблеванная поверхность всех узлов стропильной системы – необходимое условие. Так они не прогниют и не так сильно будут подвержены грибку.
  • Добавление дополнительных узлов «от фонаря» в рассчитанную систему стропил запрещено. Иначе нагрузки могут возникнуть совсем не там, где нужно.
  • Мауэрлат (его подошва) обязан лечь строго горизонтально относительно стен. Требует горизонтальности и поверхность стыковки мауэрлата со стропильной ногой. Иначе может и опрокинуться опора.
  • Стойки и подкосы располагают максимально симметрично.
  • Чтобы стропила не мокли и не подгнили, делают хорошую вентиляцию. Для этого в крыше мансарды предусматривают щели, в крыше чердака – продухи.
  • Там, где стропильные узлы стыкуются с каменной кладкой, нужна гидроизоляция. А то конденсат испортит дерево.
  • Не имеющая опоры или подкоса, нога стропил, делается длинной не более 4,5 м.

Выбор материала

Конструкцию крыши делают из лиственницы или сосны. Для жилых домов предпочтительно приобретать древесину первого сорта, для хозяйственных построек – второго или третьего. Нежелательно для каркаса использование бруса с сучками и трещинами. Все заготовки следует обработать антисептиками. Размеры сечений досок:

  •  Мауэрлат, конек, стойки, шпренгель – 100х100, 100х150, 150х150;
  •  Затяжки, кобылки – 50х100, 50х150;
  •  Обрешетка и ветровая балка – 20х100, 25х150.

Количество материала рассчитывается по формулам. Получив результаты вычислений, стоит приобретать доску с небольшим запасом. Для сплошной обрешетки используют фанеру или ОСП толщиной 12–15 мм. На нее крепят большинство видов кровельного материала: ондулин, металлочерепицу, профнастил.

Читайте также:  Расчет системы естественной вентиляции для дома

Особенности раскроя и монтажа кровельного материала

Эту работу нужно проводить, стараясь минимизировать отходы. Металлочерепица и другие жесткие материалы в этом плане менее экономичны, чем гибкая битумная черепица. На подрезку может уйти до 20% всего материала. Но при подсчете затрат, связанных с устройством сплошной обрешетки под мягкую и расходов на листовой кровельный материал, в конечном счете оба варианта мало отличаются. Для крупноформатных листовых материалов составляется раскладка. Нужно учитывать рабочую ширину, требуемый нахлест, технологию крепления к обрешетке.

В отличие от двускатных кровель, где монтаж покрытия начинается от угла, в вальмовых конструкциях существует определенная последовательность:

  • В треугольных скатах укладка проводится от центра к краям, в трапециевидных — от правого или левого верхнего угла.
  • Продвигаться можно в любую сторону, но учитывать правильный нахлест. В нижнем листе должна располагаться капиллярная канавка.
  • Материал раскладывается на земле, проводится его подрезка.
  • Листы крепятся к обрешетке звеньями по 3-4 штуки, временно скручиваясь саморезами в верхнюю часть волны.

После выравнивания блок фиксируется окончательно. Крепеж устанавливается в прогиб черепицы с таким расчетом, чтобы попасть в центр доски обрешетки.

Соединения

Перед тем как сделать стропильную систему своими руками, нужно внимательно изучить узлы. Чтобы построить свой дом, не стоит экономить время или деньги. Только в этом случае результат будет радовать долгие годы.

Основные узлы соединения стропил

Узлы крепления стропильной системы кровли, которые заслуживают особого внимания, представлены следующими:

  • крепление мауэрлата к стене;
  • крепление стропил к мауэрлату;
  • крепление стропил в верхней точке;
  • сращивание стропил по длине.

Мауэрлат к стене

Этот узел может быть выполнен несколькими способами. Выбор во многом зависит от материала стены. Строительство здания из кирпича, блоков или бетона позволяет использовать следующие методы:

  • на проволоку;
  • на скобы;
  • на шпильки;
  • на анкера с устройством монолитного пояса по обрезу стены.

Соединение мауэрлата со стеной при строительстве кирпичных зданий выполняется с помощью анкеров

При деревянном строительстве в качестве мауэрлата выступает верхний венец стены. Его соединяют с предыдущими на нагеля. В каркасном доме мауэрлат — это верхняя обвязка стен. Ее фиксируют на стойки каркаса за счет врубки и металлических уголков с отверстиями для саморезов. Подробнее о креплении мауэрлата к стене.

Стропила к мауэрлату

Крепеж осуществляют двумя способами:

  • жестко для зданий из кирпича, бетона или бетонных блоков;
  • шарнирно для деревянных домов.

Жесткое крепление может быть с врубкой или без нее. Врубку рекомендуют делать на стропилах, а не на мауэрлате, поскольку это ослабляет его. В обоих случаях ногу жестко фиксируют гвоздями, саморезами, скобами или металлическими уголками.

При жестком креплении врубку лучше делать на стропилах и фиксировать конструкцию с помощью крепежей

Для шарнирного крепления используют специальную деталь — салазки. Они позволяют балке без препятствий перемешаться при усадке стен здания.

Шарнирное соединение дает балке возможность смещения

Дополнительно стропильные ноги крепят к стене. Это нужно для того, чтобы крышу не сорвало ветром. Для крепления используют скрутку из двух проволочек диаметром 4 мм, закрепленные в стену на анкер или ерш. В деревянном доме скрутку можно заменить скобами. Крепление осуществляют на каждую балку или через одну.

В уровне конька

Наслонные элементы опирают на коньковый прогон с врубкой. Дополнительно с двух сторон делают накладку из доски. Накладка нужна и для висячих элементов. Она может быть деревянной или металлической с отверстиями под саморезы.

Коньковый прогон и стропила соединяют с помощью врубки

Сращивание стропил

Существует несколько методов сращивания стропил на крыше своими руками. Выбор между ними во многом зависит от опыта мастера. Место сращивания располагают на расстоянии 0,15 длины пролета от опоры. При этом опорами считаются не только коньковый прогон и мауэрлат, но и подкосы и стойки.

Сращивание стропил по длине

Выделяют пять способов:

  • стыковое соединение;
  • косой прируб;
  • внахлестку;
  • составные ноги;
  • спаренные ноги.

Чтобы построить качественную крышу, нужно внимательно изучить технологию, правильно выбрать тип стропил и способы соединения элементов в важных узлах. Это особенно важно, когда возводится стропильная система своими руками.

Типы крыш и стропильные системы

Есть несколько наиболее распространенных типов крыш.

Односкатная

Один скат, образующийся благодаря опоре крыши на разные по высоте стены. Плюс крыш этого типа в том, что они достаточно просто сооружаются и накапливают осадки. Однако есть и существенный минус – отсутствие мансарды. В настоящее время крыши этого типа встречаются редко.

Двускатная (обычная и полувальмовая)

Иногда ее называют «щипцовой» из-за треугольника между двумя опирающимися на одинаковой высоты стены скатами.

Типы крыш и стропильные системы

Четырехскатная (вальмовая, полувальмовая и шатровая)

Вальмовая имеет по два треугольных и трапециевидных ската. У полувальмовой треугольные скаты усечены и располагаются несколько выше трапециевидных.

Шатровая крыша имеет четыре одинаковых сходящихся в одну точку треугольных ската.

Ломаная (она же мансардная)

Двускатная с «ломаными» скатами. За их счет увеличиваются площадь и объем чердака (мансарды).

О типах стропильных систем (наслонная, висячая, комбинированная) можно узнать в нашей статье «Основные виды стропильных систем для крыш».