Стропильная система двускатной крыши под металлочерепицу. Двускатная крыша: стропильная система под укладку металлочерепицы

Кровельная конструкция – один из главных ограждающих элементов здания, к качественным характеристикам которого предъявляются достаточно жёсткие требования.

Одним из наиболее распространенных материалов для обшивки крыши является металлическая черепица, которая изготавливается из тонких стальных, алюминиевых или медных листов.

Сверху элементы оснащаются полимерным покрытием, которое защищает металл от агрессивных внешних воздействий.

Внешне металлочерепица похожа на керамическую, однако она более прочная. Этот материал применяется для покрытия скатных кровель, уклон которых должен быть не меньше 14 градусов .

Это сборная каркасная конструкция крыши , состоящая из множества деревянных или металлических деталей. Она опирается на несущие стены , являющиеся надежным основанием для всех вышележащих элементов. Стропильная система служит своеобразным скелетом, на основании которого производится , — и крыши, а также укладка кровельного финишного кровельного слоя.

Стропильная система

Составные элементы стропильной крыши, и их основные характеристики:

• Мауэрлат. Брус из хвойной породы, который является связующим элементом между стропилами и нижележащими конструкциями. Имеет квадратное поперечное сечение со стороной 100 или 150 мм. Мауэрлат укладывается вдоль несущей стены по всей ее длине. При помощи мауэрлата нагрузки от кровли равномерно распределяются по всему зданию.
• Лежень. Брус, имеющий квадратное сечение аналогичное мауэрлату. Он укладывается поперечно несущим стенам, так как служит для перераспределения нагружения от кровельных стоек.
• Стропильная нога. Из этих элементов создается основная треугольная конструкция кровли, испытывающая всю тяжесть внешних атмосферных воздействий (дождь, ветер, снег, град и т.д.).
• Стойка. Вертикальные связующие элементы, распределяющие сжимающие нагрузки от конькового узла по всей площади несущих стен. Выполняются из квадратных брусьев, длина ребра которых определяется расчетом.
• Затяжка. Является завершающим горизонтальным элементом треугольника из стропильных ног, не позволяющий им расползтись под давлением внешних нагрузок и собственного веса крыши. Используется в системах с висячими стропилами.
• Подкосы. Воспринимают и перераспределяют изгибающие нагрузки от конькового узла.
• Обрешетка. Состоит из досок, брусков или фанерных листов (в случае последующей укладки битумной черепицы), которые располагаются относительно стропильных ног под прямым углом, являясь при этом дополнительным жетсткостным элементом.
• . Место стыка двух скатов крыши.
• Свес. Кровельный элемент, выступающий за несущие стеновые конструкции на расстояние около 0,4 м. Его назначение – ограничить проникновение влаги к стенам.
• Кобылки. Эти элементы присоединяются к концам стропил в случае, если они имеют недостаточную длину для организации свеса.

Разновидности скатных крыш

В зависимости от количества наклонных плоскостей, кровельные конструкции можно разделить на:

В частном домостроении чаще всего применяется вариант двухскатной кровли , так как он имеет ряд преимуществ. К ним можно отнести:

1. Практичность. Двухскатная кровля обладает значительным углом наклона, благодаря которому дождевая вода не скапливается на ее поверхности, а снеговая и ветровая нагрузка распределяются наиболее оптимально.
2. Простота устройства и эксплуатации. Сборка и стыковка двух скатных элементов производится значительно проще, чем у сложных кровельных конструкций. К тому же, ремонт такой крыши будет также несложным.
3. Эстетичность. Кровля с двухскатной конструкцией органично пишется в окружающую инфраструктуру.
4. Надежность (если осуществлен правильно).
5. Демократичная цена составляющих материалов.

Виды скатных крыш

Двускатная крыша — стропильная система под металлочерепицу

Каркас из стропил под двухскатную крышу из металлочерепицы не имеет существенных отличий от конструкций с другими укрывающими кровельными материалами.

Но, ввиду того, что металлические тонкие листы имеют малый удельный вес , стропила будут испытывать меньшую постоянную нагрузку.

Это позволяет уменьшить значение их поперечного сечения, за счет чего удастся значительно сэкономить на покупке деревянных материалов.

Для кровли под металлочерепицу оптимальный угол наклона должен составлять не менее 14 градусов.

Для кровли с двумя скатными элементами применяются следующие варианты обустройства каркаса:

Наслонные стропила под металлочерепицу.

В этом случае 2 несущие стропильные ноги скрепляются между собой при помощи лежня (горизонтально) и стойки (вертикально). Лежень укладывается параллельно мауэрлатному элементу, принимая при этом на себя часть силовых воздействий. Стропильная система под металлочерепицу воспринимают на себя только изгибающие нагрузки , что значительно влияет на подбор расчетного поперечного сечения. Такая система может применяться для зданий с большими и малыми пролетами.

Виды стропил

Висячие стропила.

В отличие от наслонных систем, в таком варианте две стропильные ноги скрепляются между собой только в коньковом узле . При этом возникают существенные распирающие усилия на несущие элементы, что ограничивает применение висячих стропил только для зданий с пролетом не более 6 м. В некоторых случаях встречается установка дополнительного связующего элемента – затяжки, принимающего на себя часть распорных нагружений.

Они могут быть выполнены из дерева или метала, а также устанавливаться внизу (выполняют роль несущей балки) или вверху треугольной конструкции. Стоит учесть, что чем выше располагается затяжка, тем большие усилия она будет воспринимать.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Для обеспечения качественной работы затяжки необходимо позаботиться о надежности скрепления с несущими стропильными ногами.

Комбинированный вариант

Используется для создания оригинальной кровельной конструкции. Включает в себя элементы как висячей, так и наслонной системы.

Как рассчитать угол наклона стропил?

Для осуществления двухскатной крыши нужно знать несколько геометрических значений здания , а именно:

• Половина ширина пролета — L;
• Расстояние от несущей стены до конька крыши (или высота опорной стойки) – H.

Стандартная формула: α = arctg(L/H)

Где α – искомый угол наклона кровли.

Зная это значение можно вычислить длину несущей стропильной ноги:

l = H/sinα.

Где l – длина стропильного элемента.

Угол наклона стропил

Как рассчитать нагрузку?

Для осуществления правильного подбора деталей каркаса крыши необходимо рассчитать значения временной и постоянной нагрузки , действующих на ее конструктивные элементы.

Постоянная нагрузка включает в себя вес всех элементов , а также масса самих несущих элементов и обрешетки.

В состав временных вариантов нагружения входят силовые воздействия от ветра, снегового покрова, дождевых масс, а также вес человека (для учета вариантов последующего ремонта).

Расчет постоянной нагрузки

Вес кровельного пирога.

Определяется путем сложения масс всех его элементов, а именно паро-, гидро- и теплоизоляции, а также кровельного настила из металлочерепицы. При этом вес одного погонного метра (можно найти в нормативной документации) умножаются на значение его длины.

Вес стропильной системы.

Определяется путем сложения весовых значений обрешетки, чернового настила, а также несущего каркаса. Масса каждого элемента рассчитывается по формуле:

M = V * p ,

Где V – объем элемента, рассчитываемый в зависимости от геометрических характеристик поперечного сечения и длины элементы;

P – Плотность используемой древесины (зависит от породы).

Общая постоянная нагрузка= вес стропильной системы + вес кровельного пирога.

Расчет временного нагружения

Ведется в соответствии с нормативной документацией (СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» или Еврокод «Воздействия на конструкции» часть 1-4).

Для определения значения ветрового воздействия конструкцию крыши условно разделяют по высоте на несколько частей. Для каждой из них рассчитывается значение ветровой нагрузки. Для получения общего ветрового давления их необходимо суммировать.

Формула для расчета:

Wm=Wo×k×c ,

Где Wm – значение ветровой нагрузки;

Wo – нормативное значение давления ветра, определяемое по картам районирования;

k – коэффициент давления ветра (определяется в зависимости от высоты по нормативной документации);

с – аэродинамический коэффициент (для двухскатной крыши – 0,8).

Определяется по формуле:

S = µ×So ;

Где So – нормативное значение снеговой нагрузки, определяемое по карте районирования.

µ — коэффициент, который определяется в зависимости от угла наклона крыши:

• Для α≤30 град. — µ=1
• Для α≥60град. — µ=0
• Для 30≤α≤60 град. — µ=0,033×(60-α)

Районы снеговой нагрузки

Как выбрать брус и рассчитать шаг стропил под металлочерепицу?

Определение значения поперечного сечения бруса стропильного элемента производится в несколько этапов.

Расчет нагрузки, распределенной на каждом погонном метре конструкции:

Qр = L×Q ;

L – Шаг стропил.

Значение L рассчитывается следующим образом:

Длину ската крыши делят на предполагаемый шаг конструкций (для удобства чаще всего принимают равным 1). Затем к полученному значению прибавляется 1. Полученное значение отражает количество стропил, которые нужно установить на одну скатную поверхность крыши. На последнем этапе определяется значение осевого расстояния между стропильными элементами, путем деления длины ската кровли на количество стропил.

Расстояние между стропилами под металлочерепицу — стандартный шаг составляет 0,6-0,95 м.

Шаг стропил

Затем определяемся с максимальным рабочим участком стропильной ноги (Lmax). Переходим к расчёту поперечного сечения. Для этого находим его высоту по формуле:

H ≥ 8.6*lmax * sqrt(Qp/(b*r)) , при уклоне кровли α<30 град;

H ≥ 9.5*lmax * sqrt(Qp/(b*r)) , при уклоне кровли α≥30 град;

Где b – ширина поперечного сечения,

r – значение нормативного сопротивления древесины к изгибающим нагрузкам (определяется по нормативной документации в зависимости от сорта древесины).

Для упрощения расчетов нужно пользоваться таблицей стандартизации стропильных элементов (ГОСТ 24454-80 «Пиломатериалы хвойных пород. Размеры»).

При несоблюдении неравенства необходимо увеличить значение геометрических характеристик сечения и повторить расчет.

В чем отличие стропильной системы для холодной и теплой кровли?

Главным отличием этих двух кровель является система опирания стропильных элементов. В случае устройства теплого чердака главным опорным элементом служит мауэрлат, а также опорная балочная система. В холодной кровле стропила устанавливаются непосредственно на несущие стены .

Монтаж стропил под металлочерепицу

Все монтажные работы по устройству кровли ведутся на достаточно большой высоте. Чтобы свести к минимуму риск падений, а также значительно упростить высотные работы, можно собрать каркас несущей стропильной системы на земле .

Для этого необходимо создать шаблон из досок, по которому и будет осуществляться дальнейшая сборка.

Он изготавливается в несколько этапов:

• Доски подымаются над стенами здания, выравниваются, а затем скрепляются при помощи гвоздя.
• Выравнивают угол наклона досок в соответствии с проектом, путем их опускания и подъема. Элементы фиксируются.
• В результате должна получиться конструкция, напоминающая по форме будущую стропильную систему, выполненную в соответствии с расчетными геометрическими размерами крыши.
• Шаблон опускается на землю, в соответствии с ним чистовые элементы фиксируются между собой. Более подробно на видео ниже.

Затем следует позаботиться об установке опорного элемента – мауэрлата. Как говорилось ранее, он укладывается на несущие стены в продольном направлении. Крепление производится при помощи шпилек (на армопоясе или кладке) или с помощью катанки (для зданий с небольшой кровельной высотой).

ОСТОРОЖНО!

При использовании шпилечного соединения, связующие элементы не нужно наглухо замуровывать в стену. Они должны выступать из стены на 30-40 мм, так как на шпильки будет накручиваться гайка.

Следующим этапом будет создание конькового прогона , служащего опорной частью для всей конструкции двухскатной кровли. Он выполняется из бруса или отесанного бревна. В случае, если пролет здания не более 6 м, его опирание может осуществляться без дополнительных опорных элементов. В противном случае для монтажа нужно использовать строительные фермы.

Монтаж. Часть 1

После установки этих элементов можно осуществлять подъем и монтаж основного стропильного элемента, собранного по шаблону. Скрепление с мауэрлатом может осуществляться 2-мя способами:

Жестким соединением. Осуществляется при помощи уголков и брусов. Реже используются скрепление посредством запила на стропильных ногах, с последующей фиксацией гвоздями или скобами.

Особенности: помимо основного соединения необходимо осуществлять привязку стропил к стене при помощи анкеров или проволочной конструкции.

Скользящим. В его основе лежит создание шарнирного соединения. Его делают при помощи стыкования элементов с использованием запилов. Элементы соединяются металлической закладной деталью с отверстиями для болтов, или 2-мя гвоздями, которые нужно забивать под углом.

Осуществлять монтаж деревянных ферм нужно в определенной последовательности. Сначала устанавливаются крайние фермы, расположенные на торцах здания. Затем между ними натягивается шнур или веревка, с помощью которых проверяется вертикальность их установки. Далее под шнуром ведется дальнейшая установка стропильных конструкций в соответствии с заданным проектным шагом.

Монтаж. Часть 2

Создание кровли из металлочерепицы – довольно трудоемкий процесс, требующий определенных навыков и набитой руки. Поэтому для осуществления правильного монтажа нужно как минимум работать под наблюдением грамотного специалиста.

Полезное видео

Видео-инструкция самостоятельной установки стропильных ног:

Каждый из индивидуальных застройщиков знает, что крыша любого дома является одним из его важнейших конструктивных элементов. Крыша защищает строение от воздействия различных неблагоприятных атмосферных явлений, таких как снег, дождь, палящие солнечные лучи, а также способствует сохранению в жилище тепла. Следовательно, чтобы кровля эффективно справлялась с возложенными на нее функциями, она должна обладать адекватной надежностью и высокой прочностью.
Как известно, основой любой прочной крыши является ее каркас или стропильная система. От того, как грамотно будет спроектирована и впоследствии правильно собрана стропильная система строения, зависит надежность и прочность кровли, а также срок эксплуатации всего здания.
Стоит лишний раз напомнить, что от тщательности предварительно выполняемых расчетов, а точнее, от правильности выбора шага между стропилами крыши, которая впоследствии будет укрыта металлочерепицей, зависит надежность кровельной конструкции.
Если в ходе предварительно выполняемых расчетов неверно определить воздействующие на крышу нагрузки, неправильно оценить параметры стропил, в ходе последующей эксплуатации возможна деформация кровли или даже полное ее разрушение.
В ходе расчета конструкции стропильной системы необходимо выполнить правильный расчет расстояния между стропилами. Эта часть расчета не представляет особой трудности в том случае, если для этой цели использовать стандартные методики расчета, используемые специалистами.
Особенности конструкции стропильной системы зависят от разновидности кровельного покрытия (в нашем случае это металлочерепица), а также от воздействующих на кровлю нагрузок. Эти нагрузки могут носить как временный, так и постоянный характер.

К категории временных нагрузок относятся следующие воздействия:

• создаваемое потоками ветра давление;
• масса лежащего на крыше снега;
• масса влаги, выпадающей в виде дождя;
• нагрузки, возникающие в ходе выполнения тех или иных ремонтных работ.

К разряду постоянных нагрузок относятся следующие факторы:

• масса кровельного покрытия;
• масса материалов, предназначенных для утепления кровли;
• масса отделочных и облицовочных материалов (при наличии мансарды);
• масса обрешетки и стропильной конструкции.

В ходе проектирования конструкции каркаса, прежде всего, нужно определиться с его типом, который напрямую зависит от способа установки стропил. Стропила могут быть наклонными, висячими или комбинированными. Количество проектируемых стропил, их сечение и расстояние между ними выбирают в зависимости от типа чердака. Чердак может быть либо мансардным, либо нежилым.
Для изготовления конструкции стропильной системы используют древесину хвойных пород, обладающей влажностью не более 20%. Выбираемая для стропил древесина не должна иметь синевы и гнили. Выбранный для изготовления пиломатериал тщательно обрабатывают антипиренами и антисептиками.

Подготовительный этап

Создание крыши любого строения начинается с выбора типа и материала, используемого в качестве кровельного покрытия. В настоящее время большинство индивидуальных застройщиков выбирают в качестве кровельного покрытия для своего жилища металлочерепицу. Крыша, созданная с использованием этого материала, прочна, долговечна, характеризуется высокой привлекательностью внешнего вида, сам материал не дорог и прост в монтаже. При этом, металлочерепица гораздо легче своего аналога – керамической черепицы.
Внешне, крыша, созданная с использованием металлочерепицы, имеет такой же привлекательный вид, как и кровля, в которой использована черепица из глины. Однако, если сравнивать металлическую и глиняную черепицу, необходимо отметить преимущества которыми обладает металочерепица в сравнении со своим глиняным аналогом:

• листовая черепица из металла является более технологичным материалом, в результате чего создание кровельного покрытия не занимает много времени и прочих ресурсов;
• металлочерепица обладает меньшим, в сравнении с ее глиняным аналогом, весом, числовое значение которого можно определить из соотношения: (масса 1 м² глиняной черепицы) – (масса 1 м² металлочерепицы) = 35 кг.

Расчет количества стропил и шага их установки

Таблица зависимости длины стропил от шага между ними и сечения используемого бруса

Для расчета требуемого количества стропил нужно последовательно выполнить следующие операции:

1. Выполнить измерение длины ската крыши. Затем полученную величину разделить на значение длины шага между соседними стропилами.
2. Добавить единицу к величине, полученной в ходе расчетов по пункту № 1. Округлить полученное значение до целого числа. По аналогичной методике выполнить расчет количества стропильных ног для ската крыши.
3. Далее, величину длины ската следует разделить на численное значение количества стропил, после чего определить оси их установки.
4. Шаг стропил находится в прямой зависимости от разновидности кровельного покрытия, а также от угла наклона ската крыши.

Например. Значение длины ската равно 18 метров. Размер шага между стропилами имеет значение 0,8 м. Следовательно, 18/0,8+1=23,5≈24. Итак, для создания каркаса крыши потребуется 24 стропила.

Установка стропил

Необходимо отметить, что стропильные системы, создаваемые для различных видов кровли, имеют незначительные отличия. Разница зависит от размеров листов используемого материала, а также от их собственной массы. Для создания конструкции стропильной системы потребуется подготовить следующие материалы и инструменты:

• ножовка для работы с древесиной;
• бензопила;
• стамеска;
• плотницкий топор;
• строительный степлер;
• отвес и строительный уровень;
• шуруповерт;
• электрическая дрель;
• молоток;
• саморезы;
• гвозди;
• металлические элементы, предназначенные для крепления стропил;
• доска 50х150 мм, предназначенная для стропил;
• брус 150х150 мм, используемый для создания мауэрлата;
• доска 25х100 мм, предназначенная для возведения обрешетки;
• брус 30х50 мм, используемый в ходе постройки контробрешетки.

После того как выполнены все требуемые расчеты, подготовлены соответствующие инструменты и материалы, можно приступать к сборке конструкции стропильной системы, на которую в дальнейшем будет уложена металлочерепица.

Порядок возведения конструкции стропильной системы:

1. Прежде всего, из бруса соответствующего сечения необходимо установить мауэрлат. Мауэрлатом называют основание конструкции крыши, которое принимает на себя нагрузку от стропильных ног. Выбранный для этой цели брус необходимо уложить по периметру стен, в пределах заранее подготовленного арматурного пояса, после чего закрепить посредством анкерных болтов. Под брус следует обязательно уложить слой гидроизоляции в виде полосы рубероида необходимого размера.
2. На горизонтальной ровной поверхности, в соответствии с данными предварительно подготовленных эскизов, необходимо создать шаблон, используя для этого ровные доски. Шаблон служит для последующего изготовления стропильных ферм. В коньке они должны крепиться гвоздями или пластинами из металла.
3. В брусе, из которого ранее был сделан мауэрлат, на предварительно рассчитанных расстояниях, выполняют выемки соответствующего размера, предназначенные для последующего монтажа стропильных ног.
4. Изготовленные ранее фермы поднимают на крышу и устанавливают на брус. При этом, первыми необходимо крепить крайние блоки. Вертикальность их установки необходимо проверять, используя отвес.
5. Далее, между двумя крайними фермами следует натянуть шнур, по которому будут установлены оставшиеся элементы. К брусу мауэрлата стропильные ноги нужно крепить посредством саморезов и металлических уголков.
6. В верхней части ферм следует установить горизонтальные деревянные перемычки.
7. В нижней области стропильных ног необходимо обустроить карнизный свес, вылет которого от вертикальной плоскости стены дома должен быть не менее 50 см. Для этой цели в соответствующем месте стены, на уровне концов нижней части стропил, следует установить доску или брус соответствующего размера. Конец стропильной ноги должен быть закреплен с одной стороны короткой доской, которую называют «кобылкой», а с другой стороны его крепят к стене.

Обработка конструктивных элементов стропильной системы

В ходе своей последующей эксплуатации стропильная система кровли будет подвержена воздействию ряда неблагоприятных факторов, поэтому в ходе ее возведения необходимо обеспечить пропитку деревянных частей конструкции, создавая, подобным образом, следующие разновидности защиты:

Подготовка каркаса для укладки кровли

Для последующей укладки металлочерепицы, стропильную конструкцию необходимо подготовить. С этой целью следует выполнить в указанном порядке следующие мероприятия:

1. На поверхности деревянных стропил, на которых впоследствии будет уложена металлическая черепица, необходимо развернуть предназначенную для защиты от влаги специальную пленку и закрепить ее к брускам конструкции посредством степлера. В ходе монтажа пленки необходимо обеспечить нахлест между рядом укладываемыми полосами не менее 150 мм, стыки между соседними полосами необходимо проклеивать клейкой лентой. Провес пленки должен быть около 20 мм.
2. Поверх смонтированной гидроизоляционной пленки необходимо обустроить контробрешетку. Для этой цели используются деревянные бруски сечением 30х50 мм. Контробрешетка будет обеспечивать кровле необходимый вентиляционный зазор.
3. Далее, на смонтированную контробрешетку необходимо закрепить доски сечением 100х25 мм. При этом, их необходимо укладывать так, чтобы первая снизу доска имела в два раза большую толщину в сравнении со следующими досками. Шаг обрешетки должен находиться в пределах 350 – 450 мм.
4. На подготовленный подобным образом каркас следует установить арматуру системы водоотвода кровли.
5. По окончании описанных выше работ стропильную систему кровли можно считать полностью подготовленной к последующей укладке металлочерепицы.

Важно определить шаг стропил под металлочерепицу, расчет этого параметра довольно сложен. Именно от этого параметра зависит прочность кровли. Этому следует уделить особое внимания потому, что от прочности крепления металлочерепицы к стропилам определяется долговечность всей крыши и, соответственно, здания.

Люди отдают предпочтение металлочерепице, поскольку она является долговечным, практичным и надежным материалом для кровли.

Но не все понимают то, что черепица имеет большую массу — это требует усиления конструкции стропил. При этом правильно класть металлочерепицу могут далеко не все кровельщики, а прочность кладки напрямую зависит от прочности стропильной системы. Чтобы правильно покрыть дом, следует тщательно рассчитать стропила под металлочерепицу. Ниже будут приведены расчеты того, какой должен быть шаг стропил.

Как его рассчитать

Шаг стропил — это расстояние от одной ноги стропильной системы к другой ноге, по-другому он называется шаг стропильных ног. Его подбирают в зависимости от типа покрытия крыши. В среднем для всех материалов этот размер находиться в пределах 0,6 — 1,2 метра. Однако для конкретного (выбранного) материала необходимо произвести точные вычисления этого параметра.

Для того, чтобы произвести расчет (шаг стропил под металлочерепицу и нужного количества материалов для ног стропильной системы), а также для подбора бруса для стропильных ног, следует воспользоваться следующей методикой подсчета:

1. Первым делом следует произвести измерение длины ската. Ее замеряют по карнизу кровли.
2. Далее, выбирается произвольно шаг стропил. Пределы шага для металлочерепицы находятся в пределах 0,6 — 1 метра. Например, изначально принимается шаг равный 0,8 метра.
3. Длину ската, измеренную ранее (пункт 1) следует разделить на выбранный шаг. Например, измеренная длина ската составляет 12 метров, соответственно 12/0,8 = 15.
4. Далее, к полученному частному следует прибавить единицу. Если число получилось не целое, то его следует округлить до большего целого (не по правилам округления, а всегда в большую сторону). Таким образом: 15+1 = 16. Это и будет необходимое количество стропильных ног.
5. Затем измеренную длину (пункт 1) делят на количество стропил, частное этой дроби и будет тем расстоянием между стропилами (ногами). Так, для выбранных в качестве примера значений, итоговая длина будет равна: 12/16 = 0,75 метра.

Этот расчет является общим практически для любого типа кровли, однако следует учесть некоторые моменты именно для металлической черепицы.

Для определения шага рекомендуется обратиться к профессиональным кровельщикам или архитектурному ателье, потому что при проведении самостоятельных расчетов можно допустить ряд ошибок. Впоследствии это может привести к обрушению крыши и другим негативным последствиям.

Вернуться к оглавлению

Конструктивные элементы для металлочерепицы

Поскольку в последнее время именно этот кровельный материал стал одним из популярных, то следует привести некоторые правила и советы при работе с ним. Визуально этот материал похож на обычную керамическую черепицу, однако в отличие от нее он обладает рядом достоинств. Так монтаж подобного материала более простой и занимает меньше времени, чем монтаж обычной керамической черепицы. Другой его плюс — гораздо меньшая масса (разница примерно в 12 раз!).

Меньшая масса позволяет существенно упростить конструкцию стропильной системы, а также сэкономить на брусе — потребуются брусья гораздо меньшего сечения. Также по сравнению с керамикой, металлическая черепица позволяет увеличить интервал между ногами, уменьшить сечения бруса для ног и сечения используемых материалов для обрешетки.

Если такой тип покрытия монтируется на деревянный дом, то необходимо обязательно уложить мауэрлат, который должен быть прочным. При этом следует произвести тщательный и подробный расчет при выборе мауэрлата и стропильной системы. Это связано с тем, что после строительства невозможно усилить конструкцию (при необходимости).

После определения шага стропил, следует определить сечение бруса для них. Так, стропильная система под металлочерепицу определяется по таблице в зависимости от длины стропил и расстояния между ними. По этим показателям и подбирают сечение бруса. Для выбранных параметров это значение будет составлять 90х100 мм. Приведем другой пример: длина ската 25 метров, выбранный шаг стропильной системы — 0,8 метра. Предварительное количество ног в этом случае будет равно: 25/0,8 = 31,25.

Округляем полученное значение в большую сторону: 31,25 = 32. К полученному значению прибавляем 1: 32+1 = 33. Вычисляем точное расстояние между ногами: 25/33 = 0,757 = 0,76 метра. Полученный результат в 0,76 метра и является шагом для ног стропильной системы под металлическую черепицу.

Так, оптимальным для ног стропильной системы под металлочерепицу считается брус 50х150, при шаге от 0,65 до 1 метра. Далее, исходя из опыта работ с таким покрытием, оптимальная толщина утепляющего материала равна 0,15 метрам, что полностью обеспечит изоляцию кровли. Если есть желание повысить изоляционные свойства, то толщину увеличивают до 0,2 метров, чего более чем достаточно. При этом, на столько же следует увеличить и сечение бруса для ног — до 70х150. В самих стропилах следует предусмотреть (просверлить) отверстия под вентиляцию (диаметром около 8-10 мм).

Но самым важным отличием стропильной системы под металлочерепицу является установка опор. Если для обычного материала опора крепится не сбоку конькового бруса, а над ним. При этом на стыке бруса и коньковой балки образуется свободное пространство, где свободно циркулирует воздух. Это предотвращает появление конденсата и скапливания влаги. Это очень необходимо для металлического покрытия, поскольку предотвращает коррозию и порчу металла.

Конструкция двускатной крыши для частных домов выбирается чаще всего, так как она является оптимальным вариантом по простоте монтажа и удобству эксплуатации, по прочности и надежности, а также по стилевому решению. Двускатная кровля по-другому называется щипцовой и имеет два ската, которые могут быть расположены по отношению друг к другу под одинаковым или разным углом, то есть может представлять собой равнобедренный или разносторонний треугольник. Последний вариант все чаще можно встретить среди новостроек, так как он становится модным стилевым решением. И, кроме оригинальности, такая крыша обладает некоторыми положительными особенностями, которые упрощают ее эксплуатацию.

Подобный тип стропильной системы может использоваться под все типы кровельных материалов, но обрешетка, закрепляемая на стропила, для каждого из покрытий имеет свои параметры.

Двускатная крыша: стропильная система под которой имеет свои особенности, должна быть тщательно изучена и рассчитана еще загодя, перед покупкой материалов и проведением ее монтажа. Попробуем разобраться в этих вопросах.

Разновидности конструкций двускатных крыш

Для начала необходимо разобраться, какие конструкции двускатных крыш бывают, так как придется выбирать наиболее подходящую для конкретного строения.

• Простая равносторонняя двускатная конструкция

Этот вариант двускатной конструкции можно назвать традиционным и самым применяемым, так как он прост в монтаже и обслуживании, а также отличается долговечностью и надежностью.

Симметрия в этой системе помогает достичь равномерности нагрузки на мауэрлат и несущие стены. При правильном выборе сечения бруса для обустройства стропильной системы и мауэрлата, эти детали обеспечат необходимый для длительной эксплуатации крыши запас прочности. Дополнительной надежности конструкции придадут правильно установленные стойки, подкосы и затяжки.

Недостатком этой системы для обустройства внутри чердачного пространства помещений является то, что после установки стен и потолка большую площадь занимают глухие зоны в угловых областях конструкции, которые остаются незадействованными.

• Простая асимметричная двускатная конструкция

Асимметричная двускатная конструкция отличается от традиционной системы тем, что ее скаты располагаются под разным углом. Так, один из них обычно составляет больше 45 градусов, что позволяет увеличить полезную площадь чердачного пространства, в котором вполне можно обустроить жилое помещение, естественно, при должном утеплении.

Еще одним важным достоинством подобной конструкции может стать меньший по площади скат, который рекомендовано спланировать с подветренной стороны строения, где на крыше всегда собирается большое количество снега. Небольшой же по размеру, но с большой крутизной скат не будет задерживать на своей поверхности больших сугробов.

К недостатку асимметричной конструкции можно отнести более сложный ее расчет для достижения равномерного распределения нагрузки на стены дома.

• Ломаная двускатная конструкция

Эту двускатную стропильную систему можно назвать редкостью, хотя благодаря такому расположению скатов в чердачном пространстве формируется достаточно большая комната, которая может быть использована под жилое или хозяйственное помещение.

Кроме такой стропильной системы к ломаной двускатной конструкции можно отнести и мансардный вариант установки стропил.

3 – Стойка, установленная на лежень.

4 – Стропило.

5 – Обрешетка.

Наслонная система отличается от висячей тем, что устанавливается на строение, имеющее внутренние капитальные перегородки. Капитальные внутренние стены используются для закрепления на них лежня, на который устанавливаются стойки, подпирающие коньковый прогон, с которым скрепляются верхние концы стропильных ног. Затем на стропила фиксируются доски обрешетки.

Эта конструкция более популярна, чем висячая, так как надежна и проста в монтаже.

крепления для стропил

Висячая стропильная система

Схема висячей стропильной системы выглядит так, как показано на иллюстрации, и включает следующие основные элементы:

1 – Несущие стены.

2 – Мауэрлат.

3 – Стропило.

4 – Обрешетка.

5 – Затяжка (ригель).

Висячая система стропил монтируется на две внешние несущие стены, на которые предварительно закрепляется мауэрлат. Этот вариант крыши может быть применен только в том случае, если расстояние между несущими стенами составляет не более 7000 мм, так как кроме них дополнительная опора для стропильной конструкции кровли отсутствует. Такую систему обычно оснащают затяжками, подкрепленными откосами – эти элементы снимут часть нагрузки со стен строения.

Кроме наслонных и висячих систем, существуют комбинированные варианты, которые включают в себя отдельные элементы той и другой конструкции.

Когда стропильная системы будет выбрана, рекомендовано перед покупкой материалов, составить подробный чертеж крыши с проставленными размерами — так будет легче вычислить количество всего необходимого и сумму на их приобретение. Кроме этого, такая схема значительно поможет произвести монтажные работы. Но для того, чтобы составить чертеж, придется провести некоторые

Как рассчитать параметры двускатной стропильной системы

Правильно рассчитать параметры элементов для монтажных работ – очень важно. Для этого сначала рекомендовано составить список всего необходимого и произвести расчет пошагово. Все расчеты следует производить с запасом в 10÷15%, не допуская излишней экономии, которая будет в ущерб качеству и прочности конструкции.

Если эту часть работы решено выполнить самостоятельно, нужно обязательно сверяться с техническими документами, разработанными специалистами, например, размещенными в СНиП.

Основными направлениями расчета будут три взаимосвязанные величины - крутизна ската, высота конька над перекрытием и длина стропильных ног. Далее, имея линейные параметры, необходимо будет определиться с сечением материала для стропил. А вот оно уже, в свою очередь, зависит и от выпадающих на стропильную систему нагрузок.

Нагрузки на стропильную систему

Нагрузки на стропильную систему разделяют на три категории:

• Постоянные нагрузки. К этой категории можно отнести те, которые будут постоянно держать в напряжении стропильную систему – , утеплителя, если он предусмотрен, кровельного покрытия, ветрозащитной, гидро- и пароизоляционной пленки, крепежных элементов, отделочных материалов для внутренней части чердака. Вес всех элементов и материалов, необходимых для кровельного «пирога», суммируется, и в среднем должна получиться оптимальная величина в 40-45 кг/м². Желательно рассчитать материалы таким образом, чтобы вес 1 м² не превышал 50 кг/м², особенно в том случае, если используется система крыши с висячими стропилами.
• Кратковременные нагрузки. Такие нагрузки возникают периодически и могут иметь разное воздействие на конструкцию. К ним относятся такие воздействия:

— вес людей при ремонтных работах;

— климатические температурные воздействия;

— возможные нагрузки от наледи.

Эти внешние нагрузки лежат в большой зависимости от особенностей региона постройки. Кроме того, их величина напрямую зависит и от крутизны скатов. Так, например, на пологих скатах решающую роль будет играть снеговая нагрузка. С ростом крутизны кровли влияние снегового давления уменьшается, но зато растет зависимость от ветрового воздействия. На скатах крутизной свыше 60 градусов снеговая нагрузка и вовсе списывается со счетов, но зато парусность крыши возрастает в разы, и ветер становится доминирующим внешним воздействием.

Данные для расчетов можно найти в СНиП 2.01.07- 85*«Нагрузки и воздействия» в разделах «Снеговые нагрузки» и «Ветровые нагрузки». При этом учитывать необходимо не только регион расположения дома, но и место его строительства — низина или возвышенность, отдельно стоящее строение или окруженное другими зданиями.

Удобный алгоритм расчета нагрузок будет приведен чуть ниже.

• Особые нагрузки. К этой категории относят такие факторы, как сейсмические воздействия, ураганный ветер, деформационные процессы вследствие оседания грунта, которые обычно называют форс-мажорными обстоятельствами. Предусмотреть все невозможно, и для того чтобы крыша выдержала все эти испытания, рекомендовано закладывать дополнительный запас прочности при приобретении материалов и монтаже конструкции.

Если крыша будет устанавливаться на старое здание, необходимо рассчитать несущую способность фундамента и стен, так как новая крыша может иметь больший вес, чем старая. Подобные расчеты могут профессионально осуществить только специалисты, но произвести такие вычисления необходимо в обязательном порядке, иначе придется не только менять крышу, но и производить ремонт всего строения. Специалистам при этом необходимо будет предоставить проект крыши, в котором будут указаны все ее параметры.

Угол наклона скатов стропильной системы и высота конька

Угол расположения скатов крыши определяется выбором , так как каждый из них требует персонального расчета. Часто сам производитель конкретной марки покрытия дает необходимые рекомендации, но если говорить об общих требованиях, например, для нашего случая - металлочерепицы, то для нее угол уклона должен составлять не менее 20 градусов.

Увеличение угла уклона значительно расширит чердачное пространство, но для возведения такой крыши потребуется больше строительных материалов и, конечно же, значительно возрастет стоимость постройки.

Итак, любую двускатную стропильную систему, неважно, симметричную или нет, можно представить в виде треугольника.

Его вершины:

— точка «а» – это внешняя точка пересечения К этой вершине прилегает угол «А», определяющий крутизну ската кровли.

— точка « b» — вершина конька.

— точка «с» — пересечение отвесной линии от конька с перекрытием или просто верхним уровнем стены.

Известная исходная величина – « D» длина основания треугольника. Для симметричной крыши – это половина пролета. Для асимметричных вариантов – может быть и иной, это несложно определить.

«Н» — высота конька над основанием (перекрытием);

« L» – длина стропильной ноги, которая при желании может быть увеличена на величину «m» для формирования карнизного свеса.

По известным тригонометрическим соотношениям:

Н = D × tgA

Таким образом, можно или от заданного значения угла А определить высоту конька, или же, наоборот, заранее планируя определенную высоту чердачного помещения, определиться с крутизной ската.

Все это позволяет легко сделать размещенный ниже калькулятор. Меняя значение угла «А» можно прийти к оптимальному значению высоты «Н» .

Крыша с двумя скатами наиболее распространенный вариант завершения коробки частного дома. При ее изготовлении важно грамотно подобрать сечения несущих элементов, выполнить надежное закрепление узлов и правильно выбрать тип конструкции. Стропильная система двухскатной крыши не имеет больших сложностей и вполне может быть изготовлена своими руками.

Классификация стропильных систем по способу опирания

Конструкция может быть классифицирована по двум признакам. Первый из них – способ опирания несущих элементов. Двускатная стропильная система крыши дома в этом случае включает следующие виды:

• с наслонными стропилами;
• с висячими стропилами.

Устройство кровли с использованием наслонных стропил предполагает их опирание в двух точках. Конструкция в этом случае позволяет избежать возникновения серьезного распора. Чтобы сделать монтаж своими руками потребуются следующие основные элементы:

• стропильные ноги;
• мауэрлат;
• ригель;
• промежуточные стойки и подкосы при большом пролете несущих балок;
• обрешетка и контробрешетка;
• накладки упорные бруски.

В верхней точке монтаж предусматривает опирание на ригель. Установка также предусматривает опору в нижней точке – мауэрлат. Собрать такую конструкцию для дома своими руками можно только в двух случаях:

1. Наслонная система возможна, если расстояние между фронтонами не большое. То есть такой монтаж подойдет для небольшого дома своими руками. Наибольшая длина строения, которая позволяет выполнять устройство деревянного ригеля без дополнительных усилений – 6 м. При больших пролетах потребуется в качестве ригеля устанавливать металлические балки. При использовании деревянного бруса необходимо будет предусматривать промежуточные стойки, которые располагают в среднем через 2 метра. Избежать этого можно только при использовании в качестве ригеля клееного бруса достаточно большого сечения. В этом случае становится невозможной свободная планировка пространства – стойки посередине помещения убрать нельзя.
2. Второй вариант, когда возможен монтаж наслонной системы двускатной кровли своими руками – это наличие стены в середине дома. Устройство в этом случае предусматривает, что брус, на который будут опираться стропила в верхней точке, передаст нагрузку на внутреннюю стену. В этом случае несущая конструкция не должна быть спутана с перегородкой. Перегородка опирается на перекрытия, а установка стены дома своими руками предполагает ее опирание непосредственно на фундаменты. Такое устройство подойдет для зданий с достаточной шириной, где есть смысл устанавливать стеновое ограждение посередине.

Второй вариант – висячие стропила. Они более сложны в расчете, но позволяют устройство в подкровельном пространстве дома свободной планировки . Конструкция предполагает отсутствие опорного деревянного или металлического бруса в верхней части. Монтаж предполагает опирание стропил только в нижней точке. В верхней части несущие балки надежно соединяются между собой. Установка такой системы напоминает ферму. Конструкция работает на распор, поэтому важно предотвратить чрезмерную горизонтальную нагрузку на стены дома. выполнить это можно с выполнением следующих мероприятий:

• устройство монолитного пояса по обрезу стен;
• необходимо сделать надежное закрепление мауэрлата двускатной кровли к стене дома своими руками;
• для устранения распора устанавливается схватка.

Схватка или стяжка становится одним из значимых элементов двускатной кровли дома. Она предотвращает разращение стен под действием распора. Можно выделить следующие виды схваток:

• расположенные в уровне перекрытия мансарды;
• расположенные в уровне потолка мансарды.

Стоит отметить, что второй вариант обеспечивает меньшую надежность, поскольку, чем выше выполнен монтаж элемента, тем сильнее стропила оказывают на него воздействие. Если схватка получается слишком длинной, необходимо сделать ее усиление своими руками. Для этого производится монтаж дополнительных элементов двускатной кровли дома – подвесок. Они соединяют конек с серединой затяжки, чем предотвращают ее провисание.

Стропильная система двухскатной крыши с висячими стропилами позволяет выполнить монтаж с предварительной сборкой ферм на земле, после чего поднять их на крышу и сделать закрепление.

Такой вариант подойдет только при наличии подъемной техники, поскольку готовые двускатной кровли дома станут слишком габаритными и тяжелыми для подъема своими руками.

Классификация по типу ската

Второе разделение можно сделать в зависимости от того, как запроектирована линия ската. Виды здесь предполагают наличие двух вариантов:

1. С прямыми скатами . Самый простой для выполнения способ. Позволяет выполнить работу без серьезных затруднений. Минусом такого варианта кровли своими руками является уменьшение пространства мансарды.
2. С ломаными скатами. Такие виды кровли более сложны в выполнении. Предполагается наличие линии, по которой изменяется угол наклона. Угол наклона нижней части ската нужно сделать большим, чем у верхней. Таким образом получается поднять потолок мансарды и увеличить свободное пространство. Монтаж кровли осуществляется с установкой дополнительного ригеля в месте перелома.

Эти виды предполагают выбор между ними в зависимости от пожеланий будущего владельца здания.

Основные элементы кровли

Стропильная система двухскатной завершающей части здания состоит из множества элементов. Монтаж стоит начать с подробного изучения каждого из них и выбора их сечений.

Мауэрлат

При установке элементов под металлочерепицу или другое покрытие подразумевает использование бруса сечение 150х150 или 200х200 мм. Именно такой размер позволяет наиболее оптимально распределить нагрузку. далее потребуется выбрать способ закрепления он зависит от материала стен. Существует несколько вариантов:

1. Каркасные, брусовые или бревенчатые стены не требуют установки мауэрлата. В случае каркасного здания опорой для стропильных ног служит верхняя обвязка стен. при строительстве ограждений из бруса или бревна, мауэрлатом становится верхний венец. Важно выполнить грамотное закрепление этих элементов в конструкции стены.
2. При использовании для строительства легких бетонов, потребуется дополнительное усиление. К легким бетонам относят такие материалы как пенобетон, шлакобетон, керамзитобетон. Они могут разрушаться, если опереть на них кровлю не центрально. Для равномерного распределения нагрузки предусматривают заливку монолитного железобетонного пояса по обрезу стен. Во время работ в него закладывается специальная проволока, шпильки или болты, на которые будет выполнено крепление мауэрлата.
3. Для кирпичных средств можно не предусматривать железобетонный пояс . В этом случае для соединения с обвязочным брусом в кладку заводят проволоку, которую после оборачивают вокруг мауэрлата и закручивают. Второй вариант – за один ряд до обреза стен в кладку с внешней стороны заводят деревянные бруски, пропитанные антисептиком. Такие пробки и мауэрлат скрепляют при помощи скоб. Возможно также использование шпилек и болтов, для закрепления которых потребуется заливка монолитного пояса.

Важным моментом является гидроизоляция.

При установке важно предусмотреть рубероид, линокром или гидроизол в местах соединения бетона или кирпича с деревом. Это требуется, чтобы предотвратить гниение древесины при контакте с материалом другой влажности.

Стропила

После закрепления мауэрлата устанавливают стропильные ноги. Их сечение подбирается в зависимости от шага несущих балок, их пролета, снеговой нагрузки и типа покрытия. При установке каркаса под металлочерепицу при шаге 60 см рекомендуется соблюдать следующие рекомендации в зависимости от пролета:

• 3 м – 4х15 см;
• 4 м – 5=15 см;
• 5 м – 5х17,5 см;
• 6 м – 5х20 см.

Это средние значения, чтобы выполнить более точный расчет лучше обратится к специалисту или изучить дополнительную литературу.

Выполнить крепление стропильных ног к мауэрлату можно двумя способами:

• с зарубкой;
• без нее.

В первом случае выполняют запил на обвязочном брусе, во втором с стропилу прибивают специальную дощечку, которая становится упорным бруском. Далее для обоих способов работу выполняют одинаково. С помощью металлических уголков наклонную балку фиксируют, чтобы она не смещалась относительно проектного положения вдоль мауэрлата. Дополнительно вбивают под углом гвозди.

Кроме этого потребуется скрепить стропило со стеной. Выполнение этого мероприятия предусмотрено в нормативных документах. Делать это можно двумя способами:

• на скобы (подойдет для деревянных зданий);
• с помощью скрутки из проволоки (более трудоемкий вариант, но единственно возможный для каменных домов).

Выполнять закрепление по нормам можно через одну ногу. Это необходимо для более надежного прикрепления крыши к коробке дома.

Если провести работу правильно, можно не беспокоится о ее состоянии даже в самые сильные ветра.

Стойки, стяжки, подкосы

Такие элементы чаще всего изготавливаются из досок. Оптимальная толщина находится в пределах 32-50 мм. Исключением становятся стойки. Здесь можно применять доски толщиной 50-100мм. Крепление выполняется на шпильки или с применением опорных брусков.