Устройство стропильной системы крыши

Устройство стропильной системы крыши

Чтобы отстроенный дом прослужил много лет, будучи крепким и надежным, ему нужен не только хороший фундамент. Не менее значимым элементом является стропильная система крыши, которая принимает на себя все превратности непогоды. И она с честью должна выдержать нагрузки в виде порывов ветра, обильных снегопадов и сильных ливней. Поговорим о том, как устроена и как правильно построить эту систему.

Преимущества большепролетной стропильной системы Стройгрупп

Стропильные системы «Стройгрупп» имеют следующие преимущества:

Высокая прочность стропильной системы, возможность нести высокие нагрузки;

Стропильная система крыши, изготовленная из клееного бруса, имеет следующие достоинства:

• высокая устойчивость к деформациям;
• отсутствие трещин;
• высокая точность изготовления конструкции;
• изделие обработано защитными составами в промышленных условиях;
• увеличенный срок службы;
• высокая точность изготовления;
• низкая стоимость конструкции;
• снижение затрат на этапе монтажа.

Металлическая: преимущества и сферы применения ↑

Этот вид также пользуется достаточно большой популярностью. В основном ее применяют при возведении кровли на больших домах, выполненных из камня или кирпича. Основное преимущество металла перед деревом заключается в долговечности железа.

• Производители стропильных ферм из металла гарантируют 100-летний срок их эксплуатации.
• Металл, в отличие от дерева, не поддерживает процесс горения, поэтому его нет необходимости ежегодно обрабатывать специальными смесями, которые предотвращают возгорание.
• Оцинкованный профиль, применяемый в производстве, не боится насекомых, не подвержен поражению плесенью или грибками, не подвержен гниению.

Металл хорошо выдерживает серьезные внешние нагрузки, в то время как сам оказывает минимальные нагрузки на несущие стены строения. Покрытие цинком гарантировано защищает от коррозии. Монтаж стропильной металлической системы можно осуществлять в любое время года, при этом расход материала минимален. Материалы, применяемые в производстве металлических строп, являются экологически безопасными, не выделяют в окружающее пространство вредных веществ.

Минус заключается в том, что они не могут обеспечивать высокий уровень энергосбережения в загородных строениях. Кроме того, их возведение является достаточно дорогим процессом, т. к. оцинкованный металл имеет довольно высокую стоимость.

Строительство деревянных домов

Чтобы кровля дома из дерева была надежной необходимо уделить внимание созданию стропильной системы. При монтаже стропил очень важно помнить о том, что деревянные дома дают усадку и именно поэтому их кровельная конструкция создается по особым правилам.

К созданию стропильной системы надо приступать сразу после того, как собраны стены деревянного дома. И, конечно же, созданию стропильной системы должен предшествовать тщательный расчет.

Кровля дома из бревна в корне отличается от таковой у кирпичных или каркасных коттеджей. Даже если по внешнему виду кровли похожи, то их конструкции отличаются между собой. Отличия и тонкости создания крыши для бревенчатого коттеджа обусловлены главным образом тем, что необходимо компенсировать усадочные явления.

«Скользящая» система стропил

Стропильная система бревенчатого коттеджа — это каркас, который спроектирован с учетом усадки. Стандартный вариант решения всех проблем по компенсации усадочных явлений – это «скользящая» стропильная конструкция, которая имеет прогоны и коньковую балку. При этом стропильные элементы жестко крепятся только к коньку, тогда как по несущим стенам они могут свободно передвигаться с помощью специального устройства — «скользуна».

Если же будет сделано жесткое крепление к деревянной стене получится, что верхние венцы и фронтоны не получат нагрузку, что приведет к тому, что они будут деформироваться, а межвенцовые щели увеличиваться.

Прогоны и коньковая балка помогают равномерно распределить всю нагрузку от кровли, стропил и элементов обрешетки на главные стены и деревянные фронтоны, что помогает венцам хорошо прилегать друг к другу.

Важно! Рекомендуют последнюю стропильную пару монтировать на небольшом расстоянии от фронтона и делать большой выступ конька, что дает возможность увеличить свесы и выпуски кровли. Этот архитектурный прием помогает надежно защитить деревянные стены от атмосферных явлений.

Усиление стропильной системы

Стропильную систему бревенчатого дома можно усилить.

На параметры стропильной системы влияют такие факторы, как:

• Размеры пролетов;
• Угол уклона кровли;
• Мансардный этаж;
• Кровельное покрытие.

Чтобы увеличить прочность стропильного каркаса специалисты рекомендуют применять стропильные фермы, которые отвечают самым высоким требованиям к нагрузкам. Что такое стропильная ферма? Это несколько треугольников, соединенных между собой, а, как известно, именно треугольник считается самой прочной геометрической формой. Однако на практике мансарда бревенчатого дома чаще всего жилая, поэтому использования этого варианта неприемлемо.

Поэтому прибегают к другому более трудоемкому методу, который помогает усилить стропильный каркас и сохранить полезную площадь мансардного этажа. Он состоит в увеличении толщины стропил и уменьшению расстояния между ними. Эти параметры требуют тщательных расчетов, при этом учитывается вес кровельного покрытия, ветровые, снежные нагрузки, а также нагрузка от обрешетки.

Деревянные дома в климатических условиях нашей страны часто нуждаются в усиленной стропильной системе. При этом обратите внимание, что ее создание увеличивает сумму сметы не очень сильно, а вот практическая польза от подобного решения большая – это долговечность кровли, ее красивый экстерьер, гарантия безопасности. Кроме всего прочего отмечено, что если нагрузка на несущие элементы немного увеличена (а это происходит при массивной стропильной системе), тогда венцы будут плотнее ложиться.

Помните, что только верный расчет, создание грамотного проекта и профессиональное исполнение гарантируют создание прочной кровли для дома из бревна.

Узнать другие секреты строительства домов из бревна вы можете в разделе ДЕРЕВЯННЫЕ ДОМА.

Выбрать кровельное покрытие для будущего бревенчатого дома можно в разделе КРОВЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ.

Эти крыши получили наибольшее распространение в малоэтажном строительстве. Положительными сторонами деревянных конструкций крыши можно назвать долговечность при правильно эксплуатации и защите, относительную дешевизну, экологичность. Отрицательные стороны – вероятность гниения, порчи паразитами, легкая воспламеняемость при неправильной защите.

Виды крыш

По количеству и виду скатов крыши домов различаются, что хорошо видно на рис. 1. Рассмотрим их особенности.

• Односкатные (с одним уклоном от стены до стены). Применяются в зданиях, расположенных на городских улицах, на которых не разрешены водоотвод (водосточные трубы) и сбрасывание снега. Используются также для простейших построек (сараи, гаражи).

• Двускатные – наиболее распространенный вариант кровли, применяется в любых видах зданий.

• Четырехскатные или полувальмовые. Применяются как архитектурная форма преимущественно в дачном и сельском строительстве.

• Мансардные. Применимы для дачных строений и зданий с целью экономии материалов (при использовании чердака для жилья или для хозяйственных помещений).

• Шатровые четырехскатные (вершины каждого ската сходятся в одной точке). Применяются для зданий с квадратным или многоугольным планом.

• Шпилеобразные (состоят из нескольких крутых треугольников-скатов, соединяющихся в вершине). Перекрывает только часть крыши – эркеры, башни, круглые стеновые конструкции.

Выбор конструкции

Такой выбор зависит от нескольких параметров.

Во-первых, от величины перекрываемых пролетов: чем он больше, тем более массивное сечение стропильных ног необходимо для того, чтоб они выдержали нагрузку от кровли. К примеру, чтобы перекрыть односкатной кровлей строение с пролетом 5 м, будет достаточно применить стропила с шагом 1-1,2 м и сечением 150 х 50 мм, а для того чтобы перекрыть пролет 10 м, потребуется сечение из 2 досок 150 х 50 мм, при этом шаг стропил будет 0,6 м или потребуется клееная балка высотой ориентировочно 30 см.

Во-вторых, от уклона крыши дома (рис. 2). Логично предположить, что на крышах с большим уклоном кровли (от 50 градусов) снег не будет скапливаться, а станет падать на землю под действием силы притяжения, соответственно нагрузка на конструкции будет меньшей, благодаря чему уменьшится сечение стропил. Если же выбрана пологая крыша (уклон до 20 градусов), то сечение стропил увеличится в несколько раз из-за того, что кровле придется воспринимать вес скопившегося снега.

Для покрытия пологих крыш можно выбрать кровельные материалы различного типа. Например, металлочерепица для загородного дома приобрела широкую популярность в строительстве крыш данного типа зданий. Внешний вид такой черепицы мало отличается от натуральной черепичной кровли, при этом имеет свои преимущества – легче и прочнее. Еще одним из плюсов металлочерепицы является ее длительный срок службы и возможность купить ее по доступным ценам.

В-третьих, от требований долговечности конструкций. В целом она должна быть такой же, как и у всего здания. При этом долговечность крыши при надлежащем уходе и правильной эксплуатации для деревянных конструкций составляет без капитального ремонта 20-30 лет. Это расчетные значения – существует много примеров, когда деревянные крыши эксплуатировались не одну сотню лет в благоприятных условиях эксплуатации.

1 – односкатная кровля; 2 – двускатная кровля; 3 – четырехскатная вальмовая кровля; 4 – мансардная ломаная кровля; 5 – четырехскатная шатровая кровля; 6 – полувальмовая кровля; 7 – шпилеобразная кровля.

В-четвертых, от огнестойкости конструкции, что является неотъемлемым атрибутом стропильной системы. Для зданий малой этажности (1-2 этажа) деревянные конструкции чердачных крыш должны не терять несущую способность и целостность при действии на них открытого огня не менее 45 мин. Такой предел огнестойкости достигается при помощи оптимального сечения конструкции (чем оно больше, тем дольше крыша выдержит действие огня), а также качественной огнезащиты (цементно-песчаной штукатурки, негорючих матов, антиперенов, защитных красок).

В-пятых, от теплотехнических свойств кровли. Чем теплее кровлю необходимо получить, тем больше она будет весить и тем большее сечение конструкций кровли необходимо выбирать. К примеру, вес плит из минеральной ваты толщиной 100 мм составляет 16-50 кг/кв. м, а такой же толщины пенопласт весит 6-12 кг/кв. м. Поэтому если решено сделать теплый чердак, то вес утепления будет действовать на стропильную систему, и его нужно включить в расчет стропил.

Стропильные системы состоят из стропил или стропильных ног (деревянных балок, непосредственно воспринимающих нагрузку кровли), мауэрлата (лежащего вдоль стены бруса, на который опираются стропила), стоек (вертикальных деревянных балок), стяжек (воспринимающих растягивающие усилия крыши), обрешетки (совокупности брусьев, перпендикулярно уложенных на стропильные ноги). Обычно стропильные системы выполняются в 3 видах: с использованием наслонных и висячих стропил и применением деревянных ферм.

Наслонные стропила

Наслонные стропила опираются нижним концом на мауэрлат, а вторым верхним концом – на стену или стойку (рис. 3). Мауэрлат служит для того, чтоб передать и распределить нагрузку от стропил на стену. Стропила идут с шагом от 0,6 до 2 м в зависимости от нагрузки, вида и сорта дерева. Их изготавливают из бруса толщиной 150-200 мм или из составных досок толщиной от 50 мм. Стойки располагаются с шагом 2-3 м. Для увеличения жесткости стропильной конструкции устанавливают горизонтальные связи между стойками в виде бруса шириной 150-200 мм. Необходимо также прикрепить стропильную систему к дому, чтоб ее не унесло ветром, это делается при помощи проволоки (скрутки), которая крепится анкерами к стене (пример крепления крыши скруткой показан на рис. 5).

Такой вид стропильной системы наиболее распространен, так как имеет очень удобную схему и может быть легко изменен в зависимости от конфигурации дома. Он применяется, когда ширина дома больше 7 м, и в нем внутри есть одна или более продольных несущих стен (для опирания стоек).

Висячие стропила

Висячие стропильные системы применяют в домах, где нет посредине несущей стены, на которую можно опереть крышу (рис. 4). Такая система применяется в том случае, если ширина дома не превышает 6-8 м. Также таким видом стропил перекрывают небольшие хозяйственные постройки. В данной схеме стропила нижними концами опираются на боковые стены (без промежуточных опор), чем создают на них большие горизонтальные напряжения. Для увеличения жесткости конструкции устраивают стяжку (затяжку) стропил, благодаря чему уменьшаются распорные усилия и защищаются стены от опрокидывания.

Чем выше находится стяжка, тем более массивной она должна быть, так что эффективнее делать стяжку как можно ниже, но это в свою очередь мешает эксплуатации крыши. Все деревянные конструкции крепятся металлическими накладками, нагелями (гвоздями) и болтами.

Деревянные фермы

Деревянные фермы – наименее распространенный вариант кровли в частном строительстве, используются для перекрывания больших пролетов до 15-20 м. Такие конструкции представляют собой сложные конструктивные системы из деревянной клееной доски или бруса, состоящие из отдельных, связанных между собой элементов (брусьев, доски с сечением от 50 до 150 мм). Применять их в частном строительстве – неоправданная трата денег и сил. Хотя фермы приобрели популярность в так называемых «канадских домах» строящихся по типовым проектам полностью из древесины.

Валерия Онисько, архитектор, «Сад, огород – кормилец и лекарь» № 21,2013

Устройство кровли деревянного дома в деталях

Часто строительство крыши деревянного дома выполняют своими руками. Это сильно удешевляет само строительство и позволяет прекрасно понимать и чувствовать устройство крыши, что заметно облегчает любой возможный ремонт.

Схема устройства крыши с керамической плиткой.

Итак, из каких же частей состоит крыша деревянная частного дома?

1. Непосредственно кровельное покрытие. Некоторые его виды могут быть легко уложены своими руками, монтаж других лучше будет доверить специалистам, иначе предстоит постоянный ремонт.
2. Обязательный слой пароизоляции. Он предназначен для предотвращения появления конденсата. Тонкий момент, который должен быть учтен, если строительство кровли ведется своими руками – пароизоляция не должна прилегать к отделочному материалу. Ферма должна быть защищена максимально от влаги.

Минимальное расстояние между ними должно быть не менее 5 мм. Слой пароизоляции не должен быть сильно натянут. Лучше, если есть небольшие провисы: при сильных морозах пленка имеет свойство натягиваться, и в таком случае может произойти разрыв – и вот уже необходим ремонт. Произвольные провисы предотвращают какие-либо нарушения целостности пароизоляции.

1. Утеплитель. Перед укладкой материала на следующий слой кровли его следует развернуть и оставить вылежаться, чтобы в результате он принял правильное положение на конструкции обрешетки дома.
2. Обрешетка. Как правило, строительство конструкции обрешетки под кровельный материал выполняется из деревянного бруса. Для металлочерепицы и ондулина она будет более редкой, для битумных и рулонных кровельных покрытий – сплошная.

Проектирование стропильных конструкций крыш

Компания «GBS-Company», поставщик стропильных конструкций и конструкций крыш любой сложности напрямую с производства. Стропильные фермы из дерева, соединены металлическими зубчатыми пластинами в заводских условиях.

Данный вид технологии производства стропильных систем крыши считается наиболее перспективной для строительства жилого, сельскохозяйственного, промышленного сектора. Она позволяет проектировать и изготавливать в заводских условиях несущие стропильные конструкции, практический для любых сооружений. Техническая возможность данной технологии заводского изготовления стропильных ферм позволяет перекрывать пролеты до 60 метров без внутренних опор.

Комбинированные средства

Ряд производителей предлагает комбинированные составы для обработки деревянных конструкций, одновременно обеспечивающие защиту от биологического разрушения и повышающие стойкость к воспламенению.

СЕНЕЖ ОГНЕБИО ПРОФ создает комплексную защиту древесины от возгораний и биологических поражений. Это средство применимо как внутри, так и вне помещений. Относится к 2-ой группе огнезащиты, обладает долговечностью 20 лет и низкой коррозионной активностью.

СЕНЕЖ ОГНЕБИО предназначен для обработки различных деревянных элементов: стропил, балок, перегородок, перекрытий и т. д. Заявленный срок службы 20 лет. После нанесения цвет и текстура древесной поверхности не изменяется.

NEOMID 450 создает надежное препятствие для воспламенения и горения дерева, а также для поражающих его биологических факторов. Долговечность огнезащиты – 7 лет, биозащиты – 10 лет. Средство не оказывает негативного воздействия на качественные характеристики древесины.

NEOMID 001 SuperProff разработан для эффективной защиты от возгорания, гниения, плесени и насекомых-древоточцев деревянных элементов. Долговечность (при исключении вымывания) биозащиты – 10 лет, огнезащиты – 7 лет. Огнезащита обеспечивается вспучиванием слоя антипирена, обеспечивающим надежную теплоизоляцию.

Pirilax-Lux предназначен для огне- и биозащиты внутренних и внешних деревянных поверхностей. Долговечность огнезащиты – до 16 лет, биозащиты – до 25 лет. Также предотвращает растрескивание по волокнам. Может применяться при отрицательных температурах (до -30°С).

Pirilax-Classic ориентирован на био- и огнезащиту древесных материалов, расположенных внутри и вне помещений. Долговечность биозащиты – до 20 лет, огнезащиты – до 16 лет. Снижает скорость ветшания деревянных конструкций и абсолютно безопасен для здоровья людей.

Озон-007 является многокомпонентной несолевой комплексной огнебиозащитой дерева. Срок службы – до 30 лет. Экологически безопасен и характеризуется невысоким расходом. Допустима колеровка средства универсальными пастами.