Конструкция и монтаж стропильной системы двухскатной крыши

Обработка антисептиками и пропилентами

А на этом этапе уже важно защитить будущую стропильную систему от биологического разрушения. Вы ведь не хотите, чтобы через пару лет эксплуатации крыша завалилась? А потому обязательно обработайте древесину для стропил огне- и биозащитой

Стропила обычно пропитывают антиспетиком, а поверх обрабатывают антипиреном. Можно также чередовать такую обработку несколько раз. Если же вы используете универсальную пропитку, знайте, что в ее состав обычно входят средства с разным сроком службы. Например, огнезащита закончится раньше, чем био.

А вот выбор средств для обработки на сегодняшний день – огромен. Это и универсальные защитные средства, и самые разные антипирены, и антисептики. Определиться легко: если вы строитесь в достаточно жаркой и засушливой местности, в первую очередь применяйте противопожарные пропитки, которые лишают древесину естественной возгораемости. А если ваш дом будет стоять там, где влажность воздуха высока почти круглый год – защищайте от гниения.

Можно, конечно, использовать оба препарата – но только не смешивая, иначе так испортится весь материал. Нужно всего лишь выбрать одно средство как пропитку, а второе – как защитный поверхностный слой. Только старайтесь разводить все в той концентрации, в которой указал производитель. Но ничем не обрабатывайте мерзлую или влажную древесину: ее волокна просто ничего не впитают.

Видео-подсказка по теме обработки стропил:

Отметим, что кисть или распылитель при обработке стропил дают мало результата – куда лучше полное погружение и последующая сушка. Просто используйте обычную емкость, покройте ее пленкой изнутри и сделайте для будущих стропил «ванную». Причем все это провернуть желательно еще на земле, как только привезете материал на место, т.к. в готовой стропильной системе будет сложно добраться до внутренних элементов соединений. А они самые беззащитные в плане попадания влаги. Сушите после обработки детали так, чтобы проветривались всех стороны, и не менее 24 часов.

Не забывайте также, что древесина, как любой натуральный материал, подвержена биологическому разрушению

Поэтому, кроме огне-био-защиты, важно продумать гидроизоляцию во всех местах примыкания стропильной системы к кирпичным стенам дома, если таковые имеются

Мауэрлат размеры и расчет материалов

Крыша дома состоит из двух основных компонентов – стропильная система и мауэрлат. Мауэрлат представляет из себя основу, которая служит надёжным креплением для стропильных брусьев

При строительстве крыши, крайне важно детально просчитать размеры стройматериалов для точной и надёжной конструкции. Рассмотрим основные правила и советы измерения мауэрлата, для получения материала нужных размеров

Расчет размеров мауэрлата

Строительство крыши начинается именно с мауэрлата, он служит опорой для остальной крышной конструкции, обеспечивает её устойчивость и равномерно распределяет вес конструкции по стенам дома

Именно поэтому очень важно точно рассчитать размеры мауэрлата

Размеры мауэрлата зависят от следующих факторов:

1. Параметры площади дома – его периметр и площадь.
2. Тип конструкции крыши.
3. Материал используемый в стропильной системе и для покрытия кровли.
4. Климатические условия.
5. Является площадь мансардной или нет.

Основным показателем для расчета мауэрлата является вид крыши. Крышная конструкция может быть разных типов, вот основные из них:

1. Классическая – односкатная, двухскатная, трехскатная или четырехскатная крыша.
2. Крестообразная.
3. Складчатая.
4. Плоская.
5. Сферическая.
6. Шатровая, полуовальная и вальмовая.
7. Шпилеобразная.

Итак, для расчета мауэрлата требуется знать, для какого типа крыши он будет использоваться. Мы рассмотрим как рассчитывать размеры мауэрлата для классической двухскатной крыши. Но прежде чем перейти к рассмотрению мауэрлата для конкретного типа крыши, следует узнать расчетные параметры, общие для всех типов крыш.

А в этой статье рассказывается про устройство, гидроизоляцию и утепление мауэрлата.

Формула для расчета

Во время мерки мауэрлата во первых следует измерить его длину и периметр. Измерять следует верхнюю часть бруса. Минимальное сечение мауэрлата – 100×100 мм.

Далее следует рассчитать вес и объем деревянного бруса. Вот формула для вычисления данных показателей:

m = rV

• r – плотность дерева,
• V – объем мауэрлата,
• m – как можно было догадаться представляет массу деревянного бруса.

Объем мауэрлата вычисляется по следующей формуле:

V = SL

• S – сечение деревянного бруса,
• L – его длина или периметр.

1. Каких размеров бы не был мауэрлат, главное – расположить его на расстоянии как минимум 5 см. от внешней грани стены.
2. Для большинства случаев подойдет антисептированный деревянный брус из лиственной древесины сечением 100×150 мм.
3. Следует выложить деревянные брусья по всей длине стен, от одного конца дома до другого.
4. Далее следует выполнить необходимые замеры, следя за тем, чтобы расстояние между брусьями было равномерным по всей длине укладки.

Рассмотрим как рассчитать параметры мауэрлата для двухскатной крыши.

А тут статья про крепление мауэрлата к газобетону.

В этом подразделе http://ru-house.net/stroitelstvo/krysha/metall/ собрана вся информация о маталлических видах кровли.

Расчеты для двухскатной крыши

Двухскатная крыша является наиболее популярным и простым видом кровли. Благодаря наклонной конструкции, она обеспечивает естественный сток осадков в виде талого снега или дождевой воды, с поверхности крыши. Установка мауэрлата для двухскатной крыши требует немалых затрат и трудоёмкой работы, зато он обеспечивает долговечность и стойкость крышной конструкции.

Для двухскатной крыши подходят деревянные брусья сечением 10×10 или 15×15 см. Толщина мауэрлата не должна быть меньше 10 см, а отступ от края наружной грани стены должен составлять как минимум 6 см. При использовании гидроизоляционного материала, расстояние между слоями должно быть как минимум 40 см. Также следует установить стойки, врубленные в лежни. Расстояние между ними должно составлять от 3 до 5 метров.

Подводя итоги можно сказать, что для расчета мауэрлата следует учитывать множество факторов, определяющих подходящие параметры материала для крепления. В заключении приведем основные параметры мауэрлата, подходящие в большинстве случаев:

1. Ширина мауэрлата не должна быть меньше 10 см.
2. Оптимальное сечение деревянных брусьев – 10×15 см.
3. Подходящий материал для мауэрлата – антисептированные брусья из лиственной древесины.
4. При расчете массы и объема мауэрлата руководствуйтесь формулой приведенной выше.
5. Отступ бруса от края стены должен составлять как минимум 5 см.
6. Расстояние между брусьями мауэрлата должно быть равномерным на всех отрезках конструкции.

Мауэрлат: размеры и расчет материалов Мауэрлат служит основой для крышной конструкции. Установка мауэрлата всегда требует большой работы, но прежде всего требуется подобрать подходящие параметры материала.

Монтаж конструкции

Стропильная система двухскатной крыши своими руками создается только после предварительного формирования чертежей и планов. Схема будущей контракции должна быть четкой и правильно рассчитанной. Для этого рекомендуется пользоваться специальными компьютерными программами.

Важно! При наличии денежных средств допускается обратиться в специализированные строительные компании для правильного расчета. Монтаж стропильной системы двускатной крыши делится на последовательные этапы:

Монтаж стропильной системы двускатной крыши делится на последовательные этапы:

• К стенам строения фиксируется мауэрлат. Его монтаж производится по всей их длине. Если дом сделан из бревна, то мауэрлат выступает в качестве его верхнего венца. Если для строения выбран ячеистый бетон или кирпич, то монтируется он сверху несущей стены по всей ее длине. Требуется сращивать мауэрлат, для чего брусья запиливаются под прямым углом и соединяются болтами. Крепиться он может со смещением на сторону стены или по ее центру. Укладка производится на слой гидроизоляции, для чего обычно используется рубероид.
• Создание стропильных ферм. Для этого допускается на крыше заняться установкой брусьев или сформировать конструкцию на земле, после чего она поднимается на крышу. Часто выбирается второй вариант, так как на крыше дома выполнять работы затруднительно. Но для поднятия сделанной конструкции придется пользоваться спецтехникой. Перед соединением ног стропил проверяется правильность их размеров и расположения.
• Крепление стропильных ног. Сформированные пары поднимаются на крышу, после чего укладываются на мауэрлат. Для грамотного выполнения работы делаются снизу ног специальные запилы. Процесс начинается с торцов крыши, располагающихся противоположно друг к другу. Для получения идеального результата при установке элементов применяются временные крепежи. Между зафиксированными парами натягивается веревка, делающая монтаж последующих элементов упрощенным. Монтируются все стропильные ноги, причем проверяется правильность шага между ними. Далее устанавливается специальная опора конька. Все дополнительные элементы, используемые в стропильной системе, фиксируются вырубкой и скобами. Допускается удлинять стропильные ноги при необходимости.
• Установка конька. Он создается с помощью грамотного соединения сверху всех стропильных ног. Для его формирования применяются разные методы, причем допускается для этого пользоваться опорным брусом или можно работать без него. Если используется брус, то допускается накладывать конек на него или применять метод врубки.
• Стропильная система считается сделанной, но чтобы она была прочной и надежной, требуется капитально закрепить все элементы, поэтому устраняются все временные крепежи, на место которых применяются качественные изделия для фиксации всех частей системы.
• Монтаж обрешетки. Данная конструкция предназначается для легкого перемещения по крыше, а также служит основанием для укладки кровли. Ее вид и параметры зависят от выбранной кровли. Сплошная обрешетка создается, если выбирается мягкая кровля. Обрешетка для металлочерепицы имеет расстояние между досками в пределах 35 см. Для обрешетки под профнастил или шифер этот параметр равен 44 см.

Видео по теме:

Таким образом, если грамотно подойти к работе, то можно самостоятельно получить действительно качественную и долговечную стропильную систему. Она будет прочной и надежной, а также легко справляющейся со всеми нагрузками и воздействиями за счет предварительного расчета всех ее параметров. Требуется только выбирать качественные материалы, грамотно производить расчет и точно следовать правильной последовательности действий.

Какие размеры выбрать

Если древесина выбрана, то перед покупкой следует разобраться с еще несколькими  параметрами. Чтобы сделать стропила правильно, нужно определиться с их сечением и длиной. Оба параметра определяются путем расчетов.

Чтобы определить длину стропил, следует узнать высоту расположения конька и ширину дома. Кроме того, следует определиться и с конструкцией крыши. В двухскатной стропильной системе все стропила будут одинаковой длины. Но если используется четырехскатный или вальмовый вариант, то  элементов с разными размерами будет очень много. Прежде всего, следует составить чертеж. После этого можно легко посчитать, сколько стропил понадобиться и какие у них будут размеры.

Для расчета сечения элементов нужно узнать, какая нагрузка будет оказывать влияние на крышу. Эту информацию можно узнать, сложив следующие значения:

• вес кровельного материала. При этом следует учитывать фактор утепления. Если теплоизоляционный слой использовался, то его вес также следует прибавить;
• масса всего оборудования, которое будет смонтировано на стропильной системе крыши. Это может быть система вентиляции, различные трубы, антенны и телевизионные тарелки;
• также следует прибавить нагрузку от атмосферных осадков. Тут, главным образом, высчитывается вес снегового покрова. Этот параметр будет зависеть от количества выпадающих осадков в зимний период, и угла наклона скатов;
• еще один вид нагрузки – это влияние ветра.

Чтобы посчитать последние два параметра правильно, следует воспользоваться специальными погодными картами. В них указывает и сила ветра, и его преобладающее направление, а также толщина снегового покрова, подробнее читайте здесь и тут.

Узнав, какую нагрузку должны выдерживать стропила, можно высчитать их сечение. В интернете есть множество таблиц. В них указываются несущие возможности стропил, в зависимости от используемого при изготовлении материала, длины и сечения. С их помощью можно легко подобрать искомый параметр. Единственное, что еще нужно учитывать при расчетах – это шаг установки стропил. Чем они ближе расположены друг к другу, тем меньше сечение можно использовать.

Подбираем материал для стропил

Итак, если вы определились с будущими нагрузками, самое время подобрать подходящий материал. В качестве его для изготовления стропил обычно используются:

• Древесина. Массив, доски или клееный брус.
• Облегченный металлический профиль. Речь идет о профилях из оцинкованной стали.
• Черный металл. Это двутавры и стальные швеллера.
• Тяжелые железобетонные конструкции для промышленного строительства.

Если на стропильную систему большие нагрузок не ожидается, то стропила делайте из сухой строганной доски с небольшим сечением. А вот если в вашей местности не редкость снег по колено и кровельный материал будет не из легких – тогда некоторые из составных элементов вам придется изготавливать клееными. Вот и вся разница.

Из доски удобнее всего делать удлиненные боковые стропила и диагональные стропильные ноги. Итак, доска в 40 мм толщиной, которую часто используют для хозяйственных построек, для крыши не годится. Не менее 50 мм! Причем чем длиннее планируется стропильная нога, тем шире должна быть сама доска. Так, стропила длиной 6 метров и вовсе придется делать из доски шириной 150 мм, а еще длиннее – из доски 180 мм.

Для крыши каркасного дома это действительно один из самых лучших вариантов!

А еще стропила из доски – наиболее экономичны, и при этом почти не уступают в прочности брусовым

Важно только правильно подобрать сечение и использовать качественный материал. Поэтому при покупке материала обязательно захватите собой специальный прибор для замера влажности древесины и воспользуйтесь им

Нет ничего хуже сырых стропил. И дело не только в будущей плесени: такую крышу станет вести и коробить, ведь этот материал меняет свои формы при высыхании. У стропил полетят крепления и даже отскочит местами покрытие вашей двускатной крыши. Одним словом, проблем не оберетесь!

Зато из обычной доски удобнее всего сращивать стропила по длине:

И, вам будет интересно узнать, что стропила можно изготавливать не только из дерева! Так, былую популярность себе сегодня возвращают железные стропильные системы, которые когда-то использовались исключительно для промышленного строительства. И, заметим, у этого материала для крыши немало своих преимуществ, наиболее ценное из которых – полное отсутствие грибка от сырости. Подкровельное пространство ведь как раз чаще всего «радует» случайными протечками.

А сама работа с такими стропилами при монтаже не сложнее, чем с деревянными – смотрите сами:

Брус более прочен, но плох тем, что имеет большой вес и в местах креплений приходится делать врубки. Для бревна это не только проблема, но и некоторая потеря несущей способности такой стропильной ноги. Но пока что этот материал – самый популярный для изготовления стропил.

Более всего для изготовления стропил подходит пиломатериал, который отвечает требования ГОСТ 8486-86 или 2695-83. А это:

• Влажность не более 18%, измеренная влагометром.
• Трещины, которые не сквозные и не превышают половины длины доски.
• На каждый погонный метр – не более трех сучков, и каждый из них – не более 30 мм диаметром.

А потому при покупке древесины на стропила обязательно проверяйте документы у продавца, которые говорят о качестве продукции.

Важен также и сорт древесины. Чем меньше сучков и трещин будет на брусьях, тем лучше. Некоторые сорта также радуют хорошей влагостойкостью и сопротивляемостью гниению и вредителям. Для крыши это то, что надо. Поэтому рекомендуем делать стропила из древесины хвойных пород, которая богата смолой, а смола – это естественный барьер от гниения. Но специальная обработка все-таки нужна.

И учтите также такой факт: при изготовлении стропильной системы материала нужно приобретать на 5-7% больше, чем необходимо, ведь не всегда будет получаться сделать идеальный разрез стропила или врубок нужной глубины. Перерасход все равно будет, а потому запаситесь им заранее, чтобы на всю стропильную систему у вас было дерево одной влажности и свойств.

В противном случае, если какие-то отдельные элементы крыши вам пришлось приобретать отдельно, они могут сохнуть дольше (дерево всегда сохнет), или наоборот. Перекосы могут получиться немалыми, т.е. на весь каркас крыши постоянно будут воздействовать разные физические силы растяжения и давления. Любой опытный кровельщик вам скажет, как это плохо и чем это чревато. А потому – материал для изготовления стропил берите больше, чем планируете. Если все пройдет гладко – будет из чего смастерить первую скамейку перед новым домом.

Какие виды используются

Устройство стропильной системы крыши – это довольно сложная конструкция. Порой сделать ее своими руками бывает затруднительно. Трудности ее строительства напрямую зависит от вида крыши самой стропильной системы. Если речь идет о первом, то тут специалисты могут предложить большой выбор вариантов. При строительстве дома можно использовать следующие типы крыш:

• односкатный вариант – это наиболее простая разновидность. Стропильная система односкатной крыши является самой простой, и вы легко ее сможете сделать своими руками. Такой вариант крыши чаще всего используют при строительстве хозяйственных построек или гаражей, но и для небольшого жилого дома он вполне подходит;
• двухскатный вариант – это наиболее часто встречающийся тип крыши. Устройство тут будет посложнее, но построить такую стропильную систему без помощи профессионалов все-таки возможно. Нередко, при желании создать мансардный этаж, используют разновидность двухскатной крыши, ее называют ломанной;
• четырехскатная. Здесь специалисты могут предложить несколько вариантов крыши. Это может быть как шатровая, так и вальмовая конструкция. Строительство такой стропильной системы четырехскатной крыши своими руками будет затруднено, особенно если у вас нет достаточного опыта в подобных работах.

Есть еще и комбинированные варианты, но они могут быть еще сложнее. Как правило, при строительстве небольшого частного дома используется двухскатная крыша. Поэтому именно о ней и пойдет речь дальше. Другие варианты (кроме односкатного) имеют более сложное устройство стропильной системы. Поэтому ее возведение лучше доверить профессионалам.

А стропильные системы какого типа применяются при возведении крыши? Тут стоит рассматривать два основных варианта, а именно:

1. Висячая. Этот вариант системы используется в том случае, если длина стропил не будет превышать шести метров. Его часто используют при возведении крыши над небольшими частными домами. Здесь нижний конец стропил упирается в мауэрлат. Сверху опоры нет. Стропила просто соединяются между собой.
2. Наслонная. В этом случае стропила могут иметь длину до 16 метров. Такой вариант используется в том случае, если посередине дома проходит дополнительная несущая стена или установлены колонны. На них упирается стойка, на которой держится коньковый прогон. Здесь стропила снизу упираются на мауэрлат, а сверху на прогон.

Второй вариант считается более устойчивым, хотя и требует больших затрат материалов и времени на возведения. Также иногда применяется комбинированный тип стропильной системы. Но такой вариант рассматривают при возведении сложной по своей геометрии крыше.

Выбор стропильной системы зависит от размера дома, и типа крыши. Если речь идет о стандартном доме с шириной не более десяти метров, то тут лучше выбрать двухскатный висячий вариант. Для строений с большими размерами используют наслонную стропильную систему.

Основные характеристики вальмовых крыш

Отличительная особенность вальмовой крыши от других видов – четыре ската, идущие от конька к карнизу, что, собственно и обеспечивает надёжность всей конструкции. Тем не менее, при строительстве часто используются различные вариации вальмового типа крыш.

Разновидности вальмовых крыш

• Вальмовая крыша. Конструкция этой четырёхскатной крыши состоит из двух противоположных пар скатов трапециевидной и треугольной формы. Два ската в форме трапеции устраиваются с уклоном от основания к коньку. Два боковых, треугольных ската, которые устраиваются по направлению от конька к карнизу. Эти торцевые скаты и называются вальмами.
• Полувальмовая крыша отличается от вальмовой конструкции тем, что треугольные боковые скаты крепятся не к самому карнизу, а образуют ломаную линию со встречной частью фронтона, идущего в направлении от бокового карниза вверх, к вальме. Полувальмовые крыши получили название голландские и датские, так как такие разновидности, в большей степени, распространены именно в этих местностях. Устройство полувальмовой крыши намного сложнее, чем вальмовой.
• Шатровая крыша – разновидность вальмовой конструкции, по строению напоминающая египетскую пирамиду, с четырьмя равнобедренными треугольниками, расположенными в направлении от центра крыши к карнизам. Устройство шатровых крыш наиболее приемлемо в тех случаях, когда стены дома имеют форму квадрата. Для прямоугольных форм дома устройство шатровой крыши требует более тщательных расчётов.
• «Ломаная» крыша. Воплощение самых смелых архитектурных решений – соединение нескольких вальмовых конструкций в общую композицию обозначило появление нового вида вальмовых крыш. Это – самое сложное сооружение из всех видов крыш, и, пожалуй, без помощи профессиональных архитекторов точно рассчитать конструкцию вальм и места их соединений будет сложно. Обычно такой тип выбирают для устройства мансарды.
• Угловая крыша. Если дом состоит из двух или даже трёх примыкающих друг к другу блоков, то при устройстве крыши необходима Г-образная или Т-образная конструкция.

Преимущества и недостатки вальмовых крыш

Прежде чем перейти к вопросу об устройстве стропильной системы для вальмовых крыш, следует остановиться на вопросе о преимуществах и неудобных моментах данной конструкции.

Собственно, суммируя вышесказанное, можно с уверенностью заметить, что недостатков в устройстве вальмовой крыши не так много:

1. Сложность устройства – первый и основной недостаток. Он связан с высокой себестоимостью работ, включая услуги по расчётам привлечённых специалистов.
2. Второй недостаток связан с тем, что при такой конструкции крыши уменьшается площадь для устройства чердака или мансарды за счёт угла скатов. Но этот недостаток важен только в том случае, если устройство просторных помещений на чердаке или мансарде крайне необходимо.

Зато явных преимуществ в устройстве вальмовой крыше намного больше, чем недостатков:

1. Первое преимущество нейтрализует один из недостатков, касающийся высоких затрат: крыша – едва ли не самая значимая часть дома. Каркас вряд ли кто-нибудь захочет перестраивать без веских причин. Следовательно, потратиться придётся на проект и стропильную систему один раз и навсегда.
2. Вальмовая крыша – это презентабельность и красота. Вкладывая немалые средства в возведение лучшего фундамента и стен, и, при этом экономить на устройстве крыши – не рентабельно. Крыша может быть мансардной, можно спроектировать в ней эркер.

И наконец, главные, технические преимущества:

• Наружные элементы вальмовой крыши не имеют вертикальных линий, и, благодаря наклонным угловым рёбрам существенно снижаются ветровые нагрузки;
• За счёт угловых рёбер увеличивается жёсткость стропильной системы;
• Вальмовая конструкция увеличивает площадь крыши, что, в свою очередь, положительно влияет на распределение солнечного света и теплообмен;
• Свесы вальмовой крыши защищают стены дома от намокания.

Разновидности двухскатных крыш

Рассмотрим основные типы кровель с двумя скатами, стропильная система в которых будет несколько отличаться по исполнению.

Симметричная двускатная крыша

Это самая простая двускатная крыша, однако, наиболее надежная и востребованная. Симметричные скаты позволяют распределять нагрузку на мауэрлат и несущие стены равномерно. В данном случае тип и толщина утепляющего слоя не влияют на выбор кровельного материала. Толстые брусья стропил имеют достаточный запас прочности, поэтому не будут прогибаться. Кроме того, распорки можно устанавливать по своему усмотрению.

Среди недостатков данного варианта можно отметить лишь слишком острый угол скатов, который затрудняет использование чердачного этажа и создает «глухие» зоны, не имеющие применения.

Крыша с двумя ассиметричными скатами

Если угол наклона скатов сделать более 45º, можно задействовать некоторые неиспользуемые участки пространства. Появится возможность даже обустроить жилое помещение на чердаке. Однако потребуются некоторые дополнительные расчеты, поскольку нагрузка на стены станет неравномерной.

Крыша ломаная с внешним или внутренним изломом

Подобная конфигурация дает возможность разместить под крышей просторную мансарду или чердак. Вместе с тем, в данном случае потребуются более сложные инженерные расчеты.

Проектировка стропильной системы

Разные типы кровли

Как было сказано ранее, стропильная система для каждого типа крыши имеет свою, уникальную конструкцию. Так, к примеру, стропильная система ломаной крыши неприменима для возведения крыши двускатного типа, и наоборот.

И все же некоторые закономерности, на которых основывается монтаж стропил крыши, являются универсальными. Именно они и будут изложены в данном материале.

Для начала разберемся, какие исходные данные нужно учитывать на этапе проектировки, который, без преувеличения, является определяющим весь успех мероприятия:

• Во-первых, если планируется утепление кровли, то целесообразно разработать  стропильную систему таким образом, чтобы максимально облегчить себе все последующие операции. Учитывая тот факт, что абсолютное большинство марок утеплителя для кровли выпускается в нарезке по 600 или 1200мм, закладываем в проекте шаг стропильных ног равным 1,2м. Это позволит нам существенно облегчить работы по подгонке и подрезке утеплителя.
• Во-вторых, как мы отмечали ранее, мощность стропильных ног может быть различной. Оптимальная мощность рассчитывается с учетом сечения стропильной балки.