Монтаж стропильной системы под металлочерепицу для двускатной крыши и расчет шага стропил

Что нужно знать о металлочерепице?

Металлочерепица – это легкий и прочный материал для кровли из стали с защитными цветными полимерными слоями, выполняющими украшающую и защитную функции.

Для ее производства применяется современное оборудование, позволяющее создавать на листе стали профиль, имитирующий ряды натуральной керамической черепицы.

В отличие от натурального прародителя, металлическая черепица отличается прочностью, легкостью и устойчивостью к механическим воздействиям.

Укладка таких листов производится гораздо быстрее, нежели единичные аналоги. Такой материал не требует мощной основы.

• доступность. Материал можно найти практически в любом специализированном строительном магазине, и его стоимость будет относительно небольшой;
• долговечность. Металлочерепица высокого качества при грамотном монтаже способна прослужить не менее 30 лет;
• малый вес материала. Покрытие площадью в один квадратный метр весит около 5 килограммов, благодаря чему не нужно задумываться о дополнительном усилении каркаса и привлечении к монтажу спецтехники;
• легкость установки. За счет легкости материала и больших готовых листов крышу дома можно оформить за минимальное время;
• приятный внешний вид. Разнообразие расцветок и фактур поможет сделать крышу красивой и эффектной.

Помимо положительных сторон, справедливым будет отметить и минусы такого материала:

• тонкие листы быстро нагреваются под солнцем и быстро отдают тепло при понижении температуры;
• практически нулевая тепло- и звукоизоляция. Тепло и звуковые волны спокойно проходят через стальные листы внутрь и наружу;
• металлическая черепица легко скапливает под своей поверхностью конденсат, особенно в местах соприкосновения с каркасом.

С недостатками можно бороться, если учесть при монтаже несколько моментов, в основном касающихся правильной установки стропильной системы.

При ее монтаже нужно учесть слои паро-, гидро-, тепло- и звукоизоляции, а между изоляцией и кровельным покрытием обязательно учесть зазоры для циркуляции воздуха.

Также важно учесть, что все элементы стропильной системы должны находиться строго в одной плоскости

Зависимость шага стропил от кровельного материала

Кроме снеговых и ветровых нагрузок, относящихся к переменным, на кровлю действует и постоянная (статическая), усилие которой, зависит от используемого кровельного материала. Не секрет, что различные виды кровли обладают собственной массой, которая может отличаться в 10 и более раз.

Правильный выбор материала оказывает влияние не только на верхнюю, но и на все остальные части конструкции жилого дома и других строений. Недаром, при проектировании фундамента необходимо заранее определиться с выбором кровли.

Кровля из профлиста

В настоящее время, одним из наиболее распространенных кровельных материалов, является профилированный лист, выпускающийся оцинкованным или с последующим полимерным покрытием. К отличительным особенностям профлиста отнесят следующие параметры:

1. Высокая коррозионная стойкость;
2. Как следствие, продолжительный (более 15 лет) срок эксплуатации;
3. Легкий монтаж даже без необходимой квалификации;
4. Малая масса листа (вес 1 м2 составляет 4-5 кг).

Так как данный кровельный материал не оказывает высокой нагрузки на стропильную систему, расстояние между элементами выбирается максимально возможным для того или иного угла наклона. Кроме этого профлист не требует высоких прочностных характеристик от обрешетки крыши. Все это вкупе позволяет минимизировать общую нагрузку на фундамент и стены.

Кровля из металлочерепицы

Вторым распространенным видом стальных кровельных материалов является металлочерепица. Этот вид профлиста, удачно имитирующий натуральный глиняный материал, но с меньшей массой (в 10 и более). Особенностью стропил под металлочерепицу является меньший размер сечения.

Выбирая, на каком расстоянии устанавливать стропила, в первую очередь следует руководствоваться динамической нагрузкой. Как и профлист, металлочерепица не требовательна к размерам стропильных ног и хорошо монтируется на обрешетку из дюймовой доски хвойных пород. Все это делает металлическую кровлю малозатратной.

Стропильная система под ондулин

В 21 веке на смену волнистых листовых материалов пришел более долговечный и легкий аналог – ондулин. Среди прочих — самый легковесных материал. Масса листа не превышает 6 кг.

Малая толщина листов ондулина при углах скатов менее 15о требует обустройства сплошной обрешетки из листов фанеры, например, что потребует соответствующего шага стропил

На это следует обратить внимание при расчетах

Шиферная кровля

Не так давно, широкое распространение имел волнистый материал из асбесто-цементной смеси, называемый шифером. Высокая масса и хрупкость – основные недостатки, однако и поныне он находит своих поклонников при строительстве различных хозяйственных построек.

Высокая масса, сравнимая с весом глиняной черепицы не позволит применить ту же стропильную систему, что и под металлочерепицу. Строительными нормами определен минимальный угол уклона крыши из шифера в 22о и более. В противном случае нагрузка от самого материала и стропильной системы с обрешеткой превышает допустимые параметры. Шаг наклонных брусьев, как и их сечение выбираются индивидуально в каждом конкретном случае.

Поликарбонат на крыше

В последние годы все чаще на крышах веранд и беседок стал использоваться искусственный полимерный материал – поликарбонат. Выпускаемый в двух исполнениях – монолитный и сотовый. Первый по своим свойствам схож с обыкновенным кварцевым стеклом, но значительно превосходит его по прочности. Второй обладает меньшими механическими свойствами, но высокой теплоизоляцией и светопропускной способностью.

Сотовый поликарбонат стандартно значительно легче монолитного собрата. Его используют в качестве кровли без использования обрешетки при условии шага, не превышающего ½ ширины листа материала. Высокая прочность монолитного аналога также позволяет избегать поперечных стропилам элементов. Достаточная гибкость позволяет крыть полукруглые крыши на металлическом каркасе, шаг которого не превышает 0,9 метра.

Тематический материал:

Стропила под мягкую кровлю

Оригинальный узор можно получить благодаря использованию мягких кровельных материалов, стелящихся при помощи клеевого слоя. Устанавливаются которые на сплошную обрешетку из фанеры или ОСП. Шаг стропил должен позволять закрепить листы, поэтому его выбирают кратным ½ ширины. При условии стандартных размеров фанеры 1520х1520 мм, межосевое расстояние между стропилами будет равно: 1520:3=506 мм.

Шаг стропил под утеплитель

  Монтаж жилых подкровельных пространств часто совмещают с укладкой листов утеплителя в стропильном промежутке. Наиболее распространены плиты с размерами 600х1000мм. Эти параметры и используем в качестве отправных.

Виды стропильных систем двускатной крыши

Двускатная стропильная система бывает с висячими и наслонными стропилами. Как одна, так и другая схемы могут быть применены для обустройства кровли из металлочерепицы. Чтобы знать, чем они отличаются друг от друга, и из каких элементов состоят, стоит рассмотреть каждую из них. Здесь нужно отметить, что в ниже представленных схемах указаны только лишь основные элементы стропильных систем, но при необходимости они могут быть усилены дополнительными деталями, о которых речь шла выше.

Наслонная стропильная система

Двускатная стропильная система наслонного типа опирается на внутреннюю стену здания

Наслонная стропильная система состоит из следующих основных элементов:

1 – Несущие стены.

2 – Мауэрлат.

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

Висячие стропила опираются только на боковые стены здания и соединяются на коньке

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 расчеты.

Постоянные нагрузки

Первым видом называются такие нагрузки, которые действуют на кровлю всегда (в любой сезон, время суток и так далее). К ним относится вес кровельного пирога и различного оборудования, установленного на крыше. Например, вес спутниковой антенны или аэратора. Необходимо вычислить вес всей стропильной конструкции вместе с крепежами и различными элементами. Профессионалы для выполнения этой задачи используют компьютерные программы, а также специальные калькуляторы.

Расчет двухскатной кровли основывается на вычислении нагрузок на стропильные ноги. В первую очередь нужно определить вес кровельного пирога. Задача довольно простая, необходимо просто знать используемые материалы, а также размеры крыши.

В качестве примера вычислим вес кровельного пирога с материалом ондулин. Все значения берутся приблизительно, высокая точность здесь не требуется. Обычно строители выполняют расчеты веса квадратного метра кровли. А потом данный показатель умножается на общую площадь крыши.

Кровельный пирог состоит из ондулина, слоя гидроизоляции (в данном случае — изоляции на полимерно-битумной основе), слоя теплоизоляции (будет вестись расчет веса базальтовой ваты) и обрешетки (толщина досок составляет 25 мм). Вычислим вес каждого элемента по отдельности, а потом сложим все значения.

Расчет кровли двухскатной крыши:

1. Квадратный метр кровельного материала весит 3.5 кг.
2. Квадратный метр гидроизоляционного слоя весит 5 кг.
3. Квадратный метр утеплителя весит 10 кг.
4. Квадратный метр обрешетки весит 14 кг.

Теперь вычислим общий вес:

3.5 + 5 + 10 + 14 = 32.5

Полученное значение нужно умножить на коэффициент поправки (в данном случае он равен 1.1).

32.5 * 1.1 = 35.75 кг

Получается, что квадратный метр кровельного пирога весит 35.75 кг. Остается умножить данный параметр на площадь крыши, тогда получится рассчитать двухскатную крышу.

Элементы двухскатных крыш

Конструкция двухскатной крыши включает такие элементы:

• стропила. Они состоят из стропильных ног, наклонных подкосов и вертикально расположенных стоек;
• стропильная нога. Для ее изготовления нужны доски, имеющие сечение 100х150 или 50х150 миллиметров. При помощи стропильных ног формируется треугольный контур двухскатной кровли. Нагрузки, возникающие в результате погодных условий и веса кровельного покрытия, стропильные ноги передают на мауэрлат, а тот – на несущие стены строения. Когда выполняется устройство двухскатной крыши дома, шаг монтажа стропильных ног должен составлять минимум 60 сантиметров, а максимум – 120 сантиметров. Чем тяжелее покрытие кровли, тем чаще следует их устанавливать;
• подкосы. Такой элемент из обрезка доски монтируют под определенным углом и тем самым передают нагрузку несущим элементам вниз от стропильных ног. Стропила, несколько подкосов и затяжка все вместе являются составными деталями стропильной фермы, которая выдерживает нагрузки и передает их при наличии широких пролетов на стены;
• стойки. Являются вертикальными элементами стропил, передающими нагрузку от кровельного конька на несущие внутренние стены построек. Их изготавливают из бруса сечением 150х150 или 100х100 миллиметров;

• мауэрлат. Так называют деревянный брус, который устанавливают и закрепляют на несущих стенах на стержни с резьбой или на анкера, вмонтированные в поверхность. Устройство мауэрлата необходимо для передачи нагрузок от стропильных ног на несущие стены. В качестве материала изготовления пользуются брусом, сделанным из хвойных пиломатериалов и имеющим квадратное сечение размером 150х150 или 100х100 миллиметров. Балки мауэрлата, находящиеся на противоположных стенах должны располагаться параллельно, чтобы размеры стропильных ног имели одинаковую длину;
• конек. Данный горизонтально расположенный элемент необходим для соединения скатов в их верхней части. Он образуется путем соединения стропильных ног в верхней точке, когда выполняется устройство двухскатной крыши;
• кобылки. Их задействуют, если для создания свеса на кровле не достаточно длины  стропильных ног. Кобылки кровлипредставляют собой часть доски, имеющей меньшее сечение, чем у досок, которыми пользовались при изготовлении стропильных ног. Монтаж двухскатной крыши можно значительно облегчить, если использовать этот элемент, поскольку тогда для стропильной конструкции делают ноги меньшей длины;
• лежень. Представляет собой горизонтально закрепленный брус сечением 150х150 или 100х100 миллиметров. Он находится на внутренней несущей стене и в его функции входит распределение нагрузок от стоек кровли после устройства крыши дома;
• затяжка. Это один из элементов висячей стропильной конструкции, который со стропильными ногами образует геометрическую фигуру – треугольник – и таким образом помогает им оставаться на месте, а не разъезжаться в стороны;
• свес крыши. Необходим для защиты стен от намокания в результате дождевых осадков, его наружный край должен выступать не менее чем на 40 сантиметров;

• обрешетка. Устройство двухскатной крыши предполагает монтаж кровельного материала, для его укладки нужно сделать обрешетку. Для этого бруски или рейки крепят к стропильным ногам перпендикулярно их направлению. Благодаря наличию обрешетки нагрузка от природных явлений и собственного веса кровли равномерно распределяется на стропильные ноги. Также обрешетка, которая может быть сплошной или разреженной, скрепляет ноги стропил в единую конструкцию двускатной крыши. Для мягкой кровли, например, из битумной черепицы, данный элемент делают из листов влагостойкой фанеры.  

Переменные нагрузки на кровлю

Переменными называются такие нагрузки, которые действуют на крышу не постоянно, а сезонно. Ярким примером является снег в зимнее время. Снежные массы оседают на кровле, создавая дополнительное воздействие. Но весной они тают, соответственно, давление снижается.

К переменным нагрузкам относится и ветер. Это тоже погодное явление, которое действует не всегда. И таких примеров очень много

Поэтому важно учитывать переменные нагрузки при расчете длины стропил двускатной крыши

При вычислении нужно брать во внимание множество различных факторов, воздействующих на крышу здания.

Теперь подробнее рассмотрим снеговые нагрузки. При расчете данного параметра нужно использовать специальную карту. Там размечена масса снежного покрова в различных регионах страны.

Для вычисления данного вида нагрузки используется следующая формула:

S = Sg х µ

Где Sg — показатель местности, взятый по карте, а µ — поправочный коэффициент. Он зависит от уклона крыши: чем уклон сильнее, тем меньше коэффициент поправки. И тут есть важный нюанс — для крыш с уклоном от 60o его совсем не учитывают. Ведь с них снег будет просто скатываться, а не скапливаться.

Вся страна разделена на районы не только по массе снега, но и по силе ветров. Имеется специальная карта, на которой можно узнать данный показатель в определенной местности.

При расчете стропил кровли ветровые нагрузки определяются по следующей формуле:

W = W_o * x

Где x — коэффициент поправки. Он зависит от месторасположения строения и его высоты. А W_o — параметр, выбранный по карте.

Гидроизоляция под металлочерепицу

После установки стропильной системы и перед началом кровельных работ за пределы кровли выводят все проходы дымоходов и вентиляционных каналов.

Укладку гидроизоляционного слоя под металлочерепицу проводят независимо от наличия утеплителя в кровельном пироге. Он защищает несущую стропильную систему и чердачное помещение от конденсата.

В качестве гидроизоляции используют многослойные полимерные пленки или паропроницаемые мембраны. Первые дешевле, вторые проще монтировать. Что лучше выбрать читайте в обзоре.

Пленку укладывают на стропила снизу вверх с перехлестом по горизонтальным швам на 150 мм. При наращивании в длину нахлест делают не менее 100 мм. По торцам скатов и вдоль карнизов материал должен выходить не менее чем на 20 см за пределы стен.

Первоначальное крепление мембраны к стропилам осуществляют степлером, окончательно фиксируют брусом контробрешетки, который задает зазор для вентиляции подкровельного пространства.

На утепленных крышах при использовании гидроизоляционной пленки применяется схема с двойным вентиляционным зазором.

Крепление гидроизоляции у конька зависит от характера эксплуатации чердака:

• Для полностью утепленной или комбинированной кровли, с размещением утеплителя до конька, мембрану стелют непрерывным слоем. В том числе при прохождении конькового узла.
• Для неутепленной кровли укладку мембраны на скате заканчивают не доходя до конька. «Разрыв» гидроизоляции обеспечивает вентиляцию холодного чердака. В комбинированной кровле, с размещением утеплителя до верхней обвязки (ригеля), разрыв устраивают, если уровень потолка мансарды ниже конька на 1.5 м и более.

Устройство стропильной системы двухскатной крыши своими руками

Перед тем, как начинать устройство стропильной системы двухскатной крыши своими руками необходимо определиться с ее типом и рассчитать потребность в материалах. Висячую систему устраивают в тех случаях, когда в конструкции здания не предусмотрена внутренняя несущая стена, или если необходимо просторное чердачное пространство, например для строительства мансарды. Количество пиломатериала рассчитывают, исходя из площади перекрытия и высоты крыши.

Монтаж стропильной системы своими руками

Порядок проведения работ при сооружении стропильной конструкции может быть следующий:

• установка и крепление мауэрлата на наружные стены. Он укладывается с той стороны, куда планируется делать наклон крыши. Предпочтительно, чтобы эти стены были параллельны внутренней несущей стене здания. Под брус необходимо положить слой гидроизоляции любого типа;
• укладка лежня производится аналогично сооружению мауэрлата;

Устройство стропил для сруба

• на лежень вертикально устанавливаются стойки. Закрепить их можно в паз или металлическими уголками. От высоты стоек напрямую зависит угол, под которым наклонена кровля, поэтому если требуется сделать крышу с заданным углом, то вычислить высоту стоек можно с использованием простейших тригонометрических формул. К примеру, для угла в 45 градусов, необходимо, чтобы высота стоек была равна расстоянию между мауэрлатом и лежнем. Расстояние между стойками должно соответствовать желаемому расстоянию между стропилами двускатной крыши;
• все стойки соединяются между собой коньком, который должен лечь строго горизонтально.

На этом устройство основных несущих элементов можно считать законченным. Следующим этапом в устройстве стропильной системы двухскатной крыши своими руками является установка стропил.

Стропильная система для двухскатной крыши

Установка стропил двухскатной крыши своими руками

Как уже было сказано ранее, стропильные ноги можно скреплять между собой внизу на земле. Для этого изготавливается шаблон из небольших брусков с заданным углом и длиной. Затем по нему делается необходимое количество стропильных ног. Если система висячая, то они еще соединяются затяжками. После этого производится установка стропил двухскатной крыши своими руками на место и закрепление их на коньке.

В случае устройства стропильных ног «по месту», они просто укладываются на конек в местах, где находятся стойки и соединяются между собой в верхней своей части. В нижней части они крепятся к мауэрлату. После этого стропилам можно придать жесткость с помощью подкосов. Выполняя установку стропил двухскатной крыши своими руками, необходимо учитывать, что на эти конструктивные элементы приходится самая большая нагрузка.

Схема строения стропил для двухскатной крыши

Крепление стропил к мауэрлату

Обеспечить надежность всей конструкции можно, только если все соединения и крепления выполнены грамотно и качественно. Одним из самых ответственных мест во всей конструкции является точка, где стропильная нога контактирует с мауэрлатом. В этом месте равнодействующая всех сил, действующих на кровлю, направлена в направлении стропильной ноги, «смотрящей» под углом вниз. Поэтому стропила со временем могут разъехаться. Задача стоит такая, чтобы эту равнодействующую направить перпендикулярно стен, то есть в направлении действия силы тяжести.

Сделать это можно двумя способами:

Упереть стропильную ногу под углом в мауэрлат и прибить гвоздями. В этом случае нужно будет делать кобылки, так как свес не образуется.
Сделать прямоугольный вырез в стропильной ноге, которым она будет упираться в мауэрлат. Такая конструкция более надежная.

Удлинение стропильных ног с помощью кобылок

Крепление стропил к мауэрлату любым из этих способов позволит избежать деформации стропильной конструкции.

Устройство обрешетки и мелких элементов

Когда вся основная конструкция уже установлена и нет сомнений в ее надежности, можно приступить к монтажу остальных элементов. Вначале можно закрыть фронтоны досками. Это позволит обрезать пиломатериал «по месту» более ровно. Если требуется монтаж кобылок для устройства свеса, то производятся и эти работы. К кобылкам крепят карнизную доску и подшивают карниз.

Обрешетку делают из досок с необходимым шагом или сплошную. Начиная с нижней, прибивают доски на нужном расстоянии друг от друга. Первая доска должна быть прибита строго параллельно карнизу.

Стропильная система двускатной крыши — вид изнутри

Монтаж стропил двускатной крыши дело ответственное, так как от этого зависит прочность и долговечность всей сооруженной конструкции. Выполнить эту работу нужно качественно.