Строительство домов

Строительство домов

Стропила служат основой всей кровельной конструкции, а их монтаж – одна из наиболее ответственных задач при строительстве дома. Каркас будущей крыши можно изготовить и установить самостоятельно, соблюдая технологические особенности кровель разных конфигураций. Приведем основные правила по разработке, расчету и выбору стропильной системы, а также опишем поэтапно процесс установки «скелета» крыши.

Содержание

1. Стропильная система: правила расчета и разработки
2. Элементы стропильной конструкции
3. Материалы для изготовления стропил
4. Выбор стропильной системы: висячие и навесные конструкции
5. Особенности обустройства стропил на разных крышах
   • двускатная крыша
   • шатровая крыша
   • вальмовая крыша
   • ломаная крыша
6. Двухскатная крыша: установка стропил своими руками
   • расчет угла наклона и нагрузок
   • монтаж мауэрлата и стропил
7. Общие рекомендации по монтажу стропильной системы

Стропильная система: правила расчета и разработки

Стропильная система – несущая конструкция, способная оказывать сопротивление порывам ветра, принимать на себя все наружные нагрузки и равномерно распределять их на внутренние опоры дома.

При расчете стропильной конструкции учитывают следующие факторы:

1. Угол наклона крыши:
   • 2,5-10% — плоская кровля;
   • более 10% — скатная кровля.
2. Нагрузки на крышу:
   • постоянные – общий вес всех элементов «кровельного пирога»;
   • временные – давление ветра, тяжесть снега, вес людей, которые проводят на крыше ремонтные работы;
   • форс-мажорные, например, сейсмические.

Величину снеговых нагрузок рассчитывают исходя из особенностей климата региона по формуле: S=Sg*m, где Sg – вес снега на 1 м2, m –расчетный коэффициент (зависит от наклона кровли). Определение ветровой нагрузки базируется на таких показателях: тип местности, нормативы ветровой нагрузки региона, высота здания.

Коэффициенты, необходимые нормативы и расчетные формулы содержаться в инженерно-строительных справочниках

При разработке стропильной системы надо рассчитать параметры всех составляющих конструкции.

Элементы стропильной конструкции

Стропильная система включает в себя множество составляющих, выполняющих конкретную функцию:

1. Мауэрлат – основа конструкции кровли. «Фундамент» крыши крепится по периметру стен и равномерно распределяет нагрузку, защищает постройку от опрокидывания. Мауэрлат изготавливается из бруса, в деревянном доме роль этого составляющего выполняет верхняя обвязка стен.
2. Стропильные ноги – удерживают вес кровельного пирога. Между стропилами укладываются листы утеплителя, а сверху монтируется обрешетка.
3. Прогоны – брусья, горизонтально расположенные вдоль кровли. Выступают как опора для стропильных ног. Различают коньковый прогон (находится на вершине кровли, удерживает стропила) и боковые прогоны (находятся посередине стропильных ног).
4. Стойки – дополнительные упоры для конька и стропил, берут на себя часть веса конструкции.
5. Подкосы – наклонные брусья, подпирающие стропильные ноги. Усиливают прочность и жесткость сооружения.

Материалы для изготовления стропил

Стропила чаще всего изготавливают из деревьев хвойных пород (ель, лиственница или сосна). Для обустройства кровли применяют хорошо просушенную древесину с уровнем влажности до 25%.

Деревянная конструкция имеет один существенный недостаток – со временем стропила могут деформироваться, поэтому в несущую систему добавляют элементы из металла.

С одной стороны металл добавляет жесткости стропильному сооружению, но с другой – снижает срок эксплуатации деревянных частей. На металлических площадках и опорах оседает конденсат, который приводит к загниванию и порчи древесины.

Совет. При установке стропильной системы из металла и дерева надо позаботиться о том, чтоб материалы не соприкасались друг с другом. Можно использовать влагозащитные средства или применять пленочную изоляцию

В промышленном строительстве используют металлические стропила, выполненные из стального проката (двутавра, тавра, уголков, швеллера и т.д.). Такая конструкция более компактна, чем деревянная, но хуже удерживает тепло, и поэтому требует дополнительной теплоизоляции.

Выбор стропильной системы: висячие и навесные конструкции

Существуют два виды стропильных конструкций: висячие (распорные) и наслонные. Выбор системы определяется типом кровли, материалом перекрытия и природными условиями региона.

Висячие стропила опираются исключительно на внешние стены дома, промежуточные опоры не задействуются. Стропильные ноги висячего типа выполняют работу на сжатие и изгиб. Конструкция создает горизонтальное распирающее усилие, передающееся к стенам. При помощи деревянных и металлических затяжек можно снизить эту нагрузку. Затяжки монтируют у основания стропил.

Висячая стропильная система часто используется для создания мансарды или в тех ситуациях, когда пролеты на крыше составляют 8-12 м, а дополнительные опоры не предусмотрены.

Наслонные стропила монтируются в домах с промежуточной столбчатой опорой или дополнительной несущей стеной. Нижние края стропил фиксируются на внешних стенах, а их средние части – на внутреннем простенке или несущем столбе.

Установка единой кровельной системы над несколькими пролетами должна включать распорные и наслонные стропильные фермы. В местах с промежуточными опорами монтируют наслонные стропила, а где их нет – висячие.

Особенности обустройства стропил на разных крышах

Двускатная крыша

Двускатная крыша, согласно строительным нормам, имеет угол наклона до 90°. Выбор наклона во многом определяется погодными условиями местности. В районах, где преобладают обильные осадки лучше устанавливать крутые скаты, а там, где господствуют сильные ветра – пологие кровли, чтоб максимально снизить давление на сооружение.

Распространенный вариант двускатной крыши – конструкция с углом наклона 35-45°. Такие параметры специалисты называют «золотой серединой» расхода строительных материалов и распределения нагрузки по периметру здания. Однако в таком случае чердачное помещение будет холодным и здесь не получится обустроить жилую комнату.

Для двускатной крыши применяется наслонная и висячая стропильная система.

Шатровая крыша

Все скаты крыши имеют одинаковую площадь и одинаковый угол наклона. Конькового прогона здесь нет, а стропила соединяются в одной точке, поэтому монтаж такой конструкции достаточно сложен.

Шатровую крышу целесообразно устанавливать при выполнении двух условий:

• основание постройки квадратной формы;
• в центре сооружения имеется несущая опора или стена, на которую можно будет зафиксировать стойку, поддерживающую стык стропильных ног.

Создать шатровую крышу можно и без стойки, но при этом конструкцию надо усилить дополнительными модулями – стойками затяжками.

Вальмовая крыша

Традиционная конструкция вальмовой кровли предполагает наличие накосных стропил (диагональных), направленных к углам постройки. Угол наклона ската такой крыше не превышает 40°. Диагональные прогоны обычно делают с усилением, так как именно на них приходится существенная часть нагрузки. Изготовляют такие элементы из сдвоенной доски и прочного бруса.

Места стыковки элементов обязательно подпираются стойкой, которая повышает надежность сооружения. Опора располагается на расстоянии ¼ длины больших стропил от конька. На месте фронтонов двускатной крыши устанавливаются укороченные стропила.

Стропильная конструкция четырехскатной кровли может включать очень длинные диагональные элементы (более 7 м). В этом случае под стропила надо монтировать вертикальную стойку, которая будет опираться на балку перекрытия. В качестве опоры можно использовать шпренгель – балка располагается в углу крыши и фиксируется на смежных стенах. Шпренгельную ферму усиливают подкосами.

Ломаная крыша

Ломаные крыши обычно создаются для обустройства большей мансарды. Установку стропил при таком варианте кровли можно разбить на три этапа:

1. Монтаж П-образной конструкции – опоры для прогонов, которые удерживают стропильные ноги. Основание конструкции – балки перекрытия.
2. Устанавливается не менее 3-х прогонов: два элемента проходят по углам П-образного каркаса, а один (коньковый прогон) монтируется по центру мансардного перекрытия.
3. Монтаж стропильных ног.

Двухскатная крыша: установка стропил своими руками

Расчет угла наклона и нагрузок

Расчет двухскатной крыши конечно можно произвести самостоятельно, но все же лучше это доверить профессионалам, чтоб исключить погрешности и быть уверенным в надежности конструкции.

При выборе угла наклона надо учесть, что:

• угол 5-15° подходит не для всех кровельных материалов, поэтому сначала выбирают тип покрытия, а потом делают расчет стропильной системы;
• при угле наклона свыше 45° — возрастают материальные расходы на закупку составляющих «кровельного пирога».

Пределы нагрузки от воздействия снега колеблются от 80 до 320 кг/м2. Расчетный коэффициент для крыш с углом наклона меньше 25° составляет 1, для кровли с уклоном от 25° до 60° — 0,7. Это значит, что если на 1 м2 приходится 140 кг снежного покрова, то нагрузка на крышу со скатом под углом 40° составит: 140*0,7=98 кг/м2.

Для подсчета ветровой нагрузки берется коэффициент аэродинамического влияния и колебания ветрового давления. Значение постоянной нагрузки определяется суммированием веса всех составляющих «кровельного пирога» на м2 (в среднем – 40-50 кг/м2).

Исходя из полученных результатов, узнаем общую нагрузку на кровлю и определяем количество стропильных ног, их размер и сечение.

Монтаж мауэрлата и стропил

Установку стропил своими руками начинают с монтажа мауэрлата, который фиксируется анкерными болтами к продольным стенам.

Дальнейшее возведение конструкции выполняется в такой последовательности:

1. Сделать шаблон, по которому собирается стропильная система. Взять две доски (длина одной доски равна длине стропил) и соединить между собой гвоздем.
2. Получившиеся «ножницы» уложить двумя краями в места, где будут крепиться стропильные ноги. Зафиксировать угол между балками поперечной перекладиной.
3. Из фанеры изготовить еще один шаблон – он понадобится для изготовления монтажных запилов на стропилах.
4. С помощью шаблона вырезать на стропилах монтажные запилы и соединить их под выбранным углом наклона ската. В результате получается стропильная ферма.
5. Фермы поднять на крышу и прикрепить к мауэрлату:
   • установить фронтальные (крайние) фермы;
   • между вершинами фронтальных ферм натянуть веревку – она обозначит месторасположение будущего конька и станет ориентиром для крепления остальных стропильных ног;
   • монтаж остальных ферм (расстояние между стропильными элементами – не меньше 0,6 м).
6. При необходимости, укрепить конструкцию подкосами, ригелями и подпорами.
7. Коньковый прогон установить на специальные опоры и прикрепить к нему короткие, диагональные и промежуточные стропила.

Установка стропил: видео

Общие рекомендации по монтажу стропильной системы

1. Затяжки для усиления стропил изготовляются по такому принципу: чем ближе к коньку располагаются затяжки, тем массивнее они должны быть. Их надо делать из деревянного бруса большего сечения и обязательно проконтролировать надежность соединительных узлов.
2. Для того чтоб капли дождя не попадали верхние края стен дома и на стропильную конструкцию, необходимо сделать свес (длина от 55 см).
3. Стропила из древесины перед установкой обязательно надо обработать антисептическим, противогрибковым средством и антипиренами для обеспечения пожаробезопасности.
4. При болтовом соединении стропильных элементов обязательно надо использовать металлические пластины или шайбы – они помогут не допустить «утапливания» гайки в древесину.

Способы соединения элементов стропильной конструкции: видео

Вначале расчеты

Прежде чем выполнить любую работу, в том числе и установку стропил на двухскатную крышу, рекомендуется составить план. Вначале необходимо провести расчеты. Перед началом работ вам нужно выяснить следующие параметры:

Угол наклона ската кровли. Он будет зависеть от многих факторов. В первую очередь учитывают атмосферные осадки, выпадающие в вашем регионе. Учитывайте принцип, чем больше снега зимой, тем круче должна быть двухскатная крыша.

На этом же этапе определяется тип стропильной системы. Чаще всего используется висячая и наслонная система. Установка стропил в каждом случае происходит по-разному. В первом случае большая часть нагрузки передается на мауэрлат. В верхней точке стропила опираются только друг на друга. Наслонная система подразумевает дополнительного упора – конькового прогона.

Висячий вариант самый простой. Его применяют в том случае, если длина стропил не будет превышать шести метров. Наслонная система подходит и для более широких домов. Но в этом случае нужно чтобы по центральной оси строения проходила капитальная стена или были установлены колонны.

После проведения всех расчетов и выбора типа стропильной системы делается план или чертеж. На нем указывается расположение всех элементов и мест крепления. Также с помощью плана можно легко составить смету расходов. Вы уже будите точно знать каких и сколько элементов и деталей вам понадобится.

Особенности подготовки основы для кровли различного типа

Шаг обрешетки под металлочерепицу должен соответствовать ширине одного листа. Под мягкую кровлю укладывается листовой материал. Как правило, для этого применяется водостойкое ДСП.

Использовать сплошной настил из досок не рекомендуется, поскольку их размеры и форма могут значительно меняться от уровня влажности воздуха, что может привести к преждевременному разрушению мягкой черепицы на швах. Использование толстой фанеры также не рекомендовано. Она менее долговечна, чем хорошая ДСП, и не позволяет пользоваться гвоздями.

Материалы каркаса

Для построения каркаса крыши используют только хвойные породы дерева. Брус и доски из хвойных пород очень прочные, упругие, практически не впитывают влагу, не подвержены гниению и не по вкусу жукам-древоедам. Для повышения пожаробезопасности крыши дерево следует обработать соответствующими огнезащитными средствами (специальным лаком ОЗЛ-СК, краской ВД-545 по дереву и антипиренами или биопиренами).

Как сделать крышу дома своими руками:материалы для каркаса

Размеры бруса и доски для различных элементов каркаса двускатной крыши

Минимальное сечение бруса и досок для элементов каркаса определяем по таблице ниже.

Как сделать крышу дома своими руками:как определить сечение досок и бруса

Сечение стропил зависит от шага и максимальной длины стропильной ноги.

Как сделать крышу дома своими руками:как определить сечение стропил

Инструменты и приспособления

Для возведения двускатной крыши своими руками потребуется такой инструмент:

• топор;
• молоток;
• пила универсальная или поперечного пиления;
• рожковый ключ нужного размера под гайки и стягивающие шпильки;
• плоскогубцы;
• строительный степлер;
• шуруповерт;
• гвоздодер;
• дрель.

Как построить крышу дома своими руками: инструмент

Обычно используется ручной инструмент, но применение вместо него электрического ускорит работу и упростит задачу. Очень полезно иметь под рукой отвес и водяной уровень. Роль отвеса может играть любой небольшой грузик на шпагате. Вместо водяного уровня можно использовать ватерпас, но это менее удобно, и точность установки горизонтали на протяженных участках – гораздо ниже.

Кроме, собственно, инструмента потребуются также такие приспособления:

• лестница или стремянка;
• лебедка, самодельный или разборный помост.

Как построить крышу дома своими руками: стремянка

Немного о безопасности

Если высота места работ превышает три человеческих роста, обязательно нужно позаботиться о своей безопасности перед тем как построить крышу. Все конструктивные элементы крыши имеют немалый вес и в сочетании с высотой представляют потенциальную опасность для человека.

Как построить крышу дома своими руками: безопасная работа

При поднятии деревянного бруса, досок, готовых стропильных конструкций с земли наверх нужно использовать лебедку, а не тянуть их руками. Во время настила кровли обязательно пользоваться страховочными веревками или канатами, надежно закрепленными к прочному основанию. На месте строительства обязательно должна иметься аптечка.

Этап 3-й. Установка стропила и конька

Для того чтобы понять, как сделать стропильную систему, нужно выяснить, для чего она нужна. Стропила — опора всей двухскатной крыши. Именно они принимают на себя механическое воздействие со стороны погоды. Поэтому здесь важно сделать наверняка и без ошибок.

В наслонных типах: вырезаем согласно пометкам выемки для установки стропил. После этого сооружаем «скамью» — временно укреплённую опорную систему из леженя, нескольких стоек, конька с косыми прогонами между коньком и леженем. Эту конструкцию следуют усилить временными раскосами, которые крепятся к мауэрлату. Далее используем коньковый прогон и выемки в мауэрлате, чтобы установить стропила. Сначала последние на земле между собой соединяем встык, внахлёст или посредством пазов на обеих досках. Поднимаем готовые соединения и фиксируем на скамейке и мауэрлате с помощью болтов, стальных накладок, гвоздей или скоб. В конце формируют свес, прикрепляя накладками к концам стропил дополнительные доски соответствующего размера.

К балкам перекрытия стропила присоединяются болтами и скобами: пазы тут лучше не выпиливать, ведь от этого конструкция будет не только делаться дольше, но и становиться более хрупкой. Стропила также соединяются между собой на земле, только уже исключительно крупными накладками, а затем поднимаются и фиксируются на поперечных балках. Опираются стропила друг на друга. Другой опоры нет, потому и используются накладки. Для того чтобы усилить конструкцию, устанавливают дополнительные стойки.

Порядок сборки стропильной системы

Сначала выставляются крайние фермы, которые образуют фронтоны. Их выравнивают и закрепляют временными упорами. Иногда может также понадобиться временное крепление, прибивающееся к стене дома: доска, торчащая над стенами. По ней удобно ровнять первую ферму, при условии, что стена ровная.

Далее между смонтированными крайними фермами уже натягивается шпагат. Он находится на уровне конька и внизу с двух сторон — в местах окончания стропильных ног. Этот шпагат проверяется на горизонтальность путем прикладывания строительного уровня. При наличии отклонений, когда фермы при этом выставлены строго вертикально, необходимо подпилить стропильные ноги одной из них.

Важно! Бывают случаи, когда отклонение на коньковом шнуре хотят скорректировать, наклоняя ферму. Это делать не стоит, иначе вся система «поплывет».

Когда крайние фермы выставят, их фиксируют к мауэрлату. Способы крепления могут быть неподвижными или скользящими.

Последующие фермы выставляются с ориентацией на натянутые шпагаты. Будет проще предварительно разметить необходимый шаг установки стропил на мауэрлате, проверить правильность нанесения разметки и лишь потом начинать подъем и расстановку ферм. Чтобы во время строительства случайно не сбить уже установленные стропила двускатной крыши, их необходимо закрепить одно к другому временными балками, выставляют распорки и укосы. Убирают данные вспомогательные приспособления после набивки обрешетки.

Выставленный стропильный каркас накрывается гидроизоляционным слоем, поверх которого набивается обрешетка. Данный слой на утепленных крышах крайне желателен, иначе утепление будет намокать, что заметно снизит его эффективность. Если крыша планируется холодной, то от гидроизоляции можно и отказаться.

Таким образом осуществляется установка стропильной системы двухскатной крыши своими руками, а дальше на нее уже можно начинать стелить кровлю. В интернете можно найти множество фото и видео всего процесса данного монтажа стропил.

Установка стропил, крепление к мауэрлату

Популярное сечение стропил 10×15 см, длина зависит от высоты и длины свеса крыши. Чтобы собрать одинаковые стропила, избежав неровностей с креплением к коньку при установке, лучше сделать единый для всех шаблон (образец), по которому будут вымеряться доски и углы стропильных ферм. Сначала устанавливаются крайние стропильные фермы, затем протянуть над ними нить и устанавливать остальные стропила.

Крепить стропила к мауэрлату лучше с помощью кронштейнов и внутреннего выреза в стропильной ноге.

Делать вырезы в мауэрлате не рекомендуется, это его ослабит. Делать внутренний вырез нужно в конце стропильной ноги (именно в том месте, где она будет опираться на мауэрлат).

Если крепить верхний стык стропильного треугольника без конька, то лучше это делать встык, а с боков фиксировать с помощью кронштейнов и болтов (если крыша лёгкая, можно использовать саморезы). Простой метод встык делается так: стропильные ноги подгоняют под нужный угол уклона крыши, а остатки срезают вертикально. Получившиеся срезы соединяют вертикальными границами.

К дополнительному креплению стропил с коньковым брусом прибегают, когда пролёт составляет больше 4,5 м. Брус можно крепить сверху стропил, вырезав в них соответствующие углы, можно снизу с небольшими вырезами в стропильных ногах. Можно даже по центру между стыком стропил, но мороки больше.

Если делать вместе с коньком, то под него нужны подпорки – вертикальные стойки, усиливающие жёсткость. Стойки крепятся к коньковому брусу с помощью специальных кронштейнов, которые могут повторить форму стойки с заходом на брус, а со стропилами можно скрепить скобами.

Если крыша не большая и не тяжёлая, можно особо не париться и скрепить верхние концы стропил между собой не встык, а внахлест болтами.

Если в конструкции крыши есть вертикальные стойки, то для большей надёжности можно подпереть стропила подкосами, которые будут идти от нижней части стойки. Если стропильная ферма будет очень длинная, то можно несколько раз сделать крепление методом «стойка-подкос-стойка-подкос» на уменьшение к нижним углам фермы.

Если нет конькового бруса, можно ближе к верху между стропилами установить ригель (горизонтальный брус), а уже под ним сделать стойку.

Фронтоны кирпичных домов и способы устройства сливов ↑

Устройство фронтонов двухскатных крыш кирпичного дома имеет свои особенности, связанные с выбором материала для закрытия этой части подкровельного пространства. При их обустройстве возможны следующие варианты:

фронтон делается как единое целое со стеной (выкладывается из того же кирпича); для его изготовления используются древесные пиломатериалы определённого вида.

При рассмотрении вариантов устройства сливной системы двухскатной крыши на домах из любого материала нужно обратить внимание на следующие моменты:

сливные системы могут монтироваться как снаружи, так и внутри дома; для их изготовления применяются специальные водостойкие материалы; при любом виде размещения водостоков порядок их обустройства должен быть просчитан ещё на стадии проектирования.

В заключение напомним, что устройство двускатной кровли в первую очередь предусматривает использование качественного строительного материала. Лишь при этом условии сооружаемая опорная конструкция сможет прослужить вам долгие годы.