Конструкция стропильной системы односкатной крыши, порядок сборки

Установка стропильной системы

Последовательность работ:

1. Для стропильной системы предпочтительней всего применить хвойные породы дерева. Лаги должны быть сухими, вскрытыми антисептическим средством и составом, защищающим от влаги и предотвращающим возгорание.
2. По всей длине несущей стены кладут мауэрлат. Для улучшения надежности конструкции его дополнительно можно привязать заложенной в стену проволокой или зафиксировать анкерами.
3. Далее в окончания балок мауэрлата врезают гнезда с двойным зубом, после чего уже на них закрепляют скобы.
4. Места, где расположен брус, для обеспечения гидроизоляции нужно укрыть рубероидом вдвое.

Как сделать крышу пристройки к дому

Облегченную кровельную конструкцию, которая состоит лишь из одного наклонного ската, принято называть односкатной крышей. Давайте рассмотрим, как сделать крышу на пристройке к дому, какие есть нюансы и особенности строительства. Данная конструкция включает систему стропил, фронтоны, обрешетку и финишный кровельный материал. Особенностью пристроя односкатной крыши к дому является необходимость ее закрепления к одной из несущих стен основного здания.

Конструкционные элементы односкатной крыши данного типа таковы:

1. Мауэрлат. Это главная опорная балка, на которую приходится основной вес всех стропильных конструкций и кровельного материала крыши. Она же и перераспределяет нагрузку на несущие стены и фундамент здания. Для укладки этого элемента используют твердое дерево, обработанное антисептиками. Решая построить односкатную крышу пристройки к дому своими руками, одну балку мауэрлата фиксируют на несущей стене здания, а вторую – закрепляют на вертикальных опорах.
2. Стропила. Данные элементы поддерживают кровельный материал и передают его массу далее на мауэрлатный брус. Для создания стропильных ног используют доску сечением 50×150 или 100×150 мм. Для крепления их на опорной балке с обоих концов стропил делают запилы.
3. Подкосы. Это дополнительные опорные элементы каркаса, которые поддерживают стропильные ноги, если длина ската превосходит 4 м. Одним концом они упираются в стропила, а другим – в мауэрлат.
4. Обрешетка. Для ее обустройства применяются доски размерами 40×150 мм. Они набиваются поверх стропил с определенным шагом, чтобы создать опору для укладки финишного покрытия. Сплошную обрешетку из фанеры или стружечных плит выполняют для мягкой кровли.

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров.  Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника

В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

Формирование односкатной кровли

Возводя каркасные дома с односкатной крышей, я руководствуюсь всеми правилами создания кровельного пирога. Формирование всей конструкции начинается с обрешетки, которую я монтирую под стропильные балки, уложенные на переднюю и заднюю стены строения.

Вторым шагом является укладка пароизолирующего барьера, который я монтирую поверх обрешетки, обходя паробарьером стропильные балки.

Утеплителем заполняю всё пространство между балками до самого верха. Лучше использовать утеплители на основе каменной ваты.

Поверх утеплителя закрепляю гидробарьерную пленку, сверху которой по стропилам пробиваю бруски контробрешетки. Это необходимо для формирования вентзазора между верхней обрешеткой и гидробарьером.

Верхнюю обрешетку, в зависимости от материала финишного покрытия, креплю с прозорами или без них.

Монтажом финишного покрытия заканчиваю формирование пирога односкатной кровли каркасного дома.

Итак, кровельный пирог односкатной кровли выглядит следующим образом:

• нижняя обрешетка;
• паробарьер;
• утеплитель;
• гидробарьер;
• контробрешетка;
• верхняя обрешетка;
• финишное покрытие.

Монтаж

После того, как вы сделали схему будущей крыши, рассчитали основные параметры конструкции и закупили материалы, можно приступать к монтажным работам. Для сборки потребуется следующий инструмент: электрическая дрель, шуруповерт, строительный степлер, рубанок для обработки древесины, ножовка или болгарка, шнур, маркер для разметки и линейка. Монтаж выполняют в следующем порядке:

• К стене дома с помощью прочных анкерных болтов или металлических шпилек прикрепляют мауэрлатный брус. Нужно позаботиться о надежности крепления, так как на него будут опираться стропильные ноги.

• На опорные столбы или несущую стену пристройки устанавливают второй мауэрлатный брус. Он должен располагаться ниже первого, чтобы обеспечивался рассчитанный уклон ската. К опорным столбам мауэрлат прикрепляют с помощью металлических уголков, а к верхнему поясу стены анкерными болтами.

• По шаблону изготавливаются стропильные ноги рассчитанной длины, на них делают выпилы под мауэрлат. С помощью уголков или гвоздей фиксируют крайние стропила, между ними натягивают шнур и выставляют остальные, ориентируясь на этот уровень.

• На стопила раскладывают гидроизоляционный материал. Если используется рубероид, то в месте примыкания пристройки к основному строению его заводят на 15-20 см на стену и приклеивают, расплавляя нижний слой газовой горелкой.

• Вдоль стропил гидроизоляцию закрепляют реками контр-обрешетки, которые приколачивают гвоздями. На контр-обрешетку приколачивают доски обрешетки с просветами 10-15 см, которые станут основанием для настила кровельного материала.

• На обрешетку укладывают кровельное покрытие. Все виды кровельных материалов настилают с правой нижней части ската, располагая листы с нахлестом 10-15 см. Если скат имеет маленький уклон, то нахлест увеличивают или обрабатывают стыки специальным герметиком.

Конструкция стропильной системы

Стропильная система односкатной крыши не представляет из себя ничего сложного, особенно для тех, кому знакомо устройство двухскатной. Она состоит из тех же основных опорных элементов, которые демонстрирует схема:

1. Мауэрлат. Прочное, массивное основание, изготовленное из бруса сечением 150х150 мм. Мауэрлат крепят на верхнюю часть стен, чтобы он брал на себя вес кровли и перенаправлял его на фундамент. Его не устанавливают лишь в домах из бревна и бруса, в которых задачи мауэрлата выполняет верхние венцы сруба. В сооружениях из кирпича ил газосиликата по верхнему краю стены налаживается опалубка и заливается бетонная стяжка.
2.  Стропильные ноги. Стропила представляют собой ровные, прочные бруски из дерева сечением 50х150 мм или 100х150 мм. Они опираются на стены, образуя геометрию скатов. Шаг между двумя стропильными ногами выбирают в промежутке между 60-120 см. Нужно учитывать, что как слишком редкий, так и слишком частый шаг нежелателен: если стропил необоснованно много, конструкция получится слишком тяжелой, если мало – не выдержит веса кровельного материала.Расстояние между стропилами определяют инженерный расчет.
3. Подкос. Также называемый подстропильная нога элемент дополнительной опоры. Он под углом отходит стойки, подпирая серединную часть стропила, предотвращая его прогиб. Подкосы также изготавливают из дерева, досок сечением 50х150 мм.
4. Стойка. Вертикальная опора, которая одной стороной стоит на несущей перегородке, а другой подпирает стропильную ногу, перенося ее вес на фундамент здания. Шаг между стойками должен быть 1,2-1,5 м, большее расстояние не обеспечивает должной поддержки.
5. Лежень. Изготавливают из того же материала, что и мауэрлат, выполняет он такие же функции стой лишь разницей, что устанавливается на внутренние опорные стены.
6. Схватка. Горизонтально расположенная доска, стягивающая две стойки, предотвращающая их распирание.
7. Кобылки. Используют, если длины стропильных ног недостаточно для сооружения свеса крыши. Это доски меньшего сечения, с помощью которых удлиняют стропила. Расстояние от стенды до конца кобылки должно быть не менее 40 см.

Угол наклона

Чем больше угол, тем выше парусность. Поэтому скос кровли всегда должен быть направлен в сторону наиболее частых ветров. Таким образом снижается нагрузка во время большого шторма

Важно учесть при расчетах и климатическую зону

Небольшой наклон может стать причиной скопления большого количества снега. Если его вовремя не убрать, дождаться образования наледи, крыша под ее значительным весом в лучшем случае прогнется, а в худшем – проломится.

Естественный сход по кровле осадков – не менее важная причина при учете поверхности и прочности покрывных материалов. Шершавые виды лучше подойдут для засушливых регионов, гладкие – для мест, славящихся обильными дождями и снежными зимами.

Оптимальные значения для черепицы:

• металлическая, керамическая и цементно-песчанная – не менее 6 градусов;
• битумная – не меньше 12.

Предельные значения для листовой кровли:

• шифер, профнастил, ондулин – минимум 6 градусов;
• медь, оцинкованные листы (цинк-титановые) – от 17;
• плиты из асбестоцемента – от 27.

При выборе кровельных материалов стоит перепроверять информацию. Иногда заявленные величины уклона для покрытия, указанные изготовителем, не совпадают с ГОСТом. Сам расчет лучше доверить профессионалам, потому что нюансов много, особенно у габаритных строений.

После определения величины наклона одну из несущих стен доводят до уровня, который обеспечит выполнение проекта.

Чтобы обеспечить сток воды и защитить стены от намокания, кровля выносится в среднем на 600 мм. Для технических построек минимум для свеса составляет – на 20–25, для двухэтажных жилых коттеджей и особняков – до 1200 мм.

Значение имеет и эстетика всего здания. Для определения собственных предпочтений, перед созданием проекта, можно воспользоваться компьютерными программами. Это позволит увидеть не только целиком всю кровлю, но и ее гармоничное сочетание с домом.

Конструкция

В простейшем исполнении односкатная кровля включает:

• стропильную несущую конструкцию,
• обрешетку,
• кровельное покрытие,
• элементы водостока.

В домах из материалов с высокой пористостью или малой прочностью под стропилами обязательно закладывается утепленный ж/б армопояс. В ряде случаев односкатная крыша имеет боковые треугольные фронтоны.

Наружные непроницаемые покрытия монтируются на обрешетку и контробрешетку, перпендикулярные друг другу и также обеспечивающие должное вентилирование кровли. Основная обрешетка бывает как сплошной, так и разряженной, нужный вариант выбирается исходя из типа и мягкости покрытия кровли.

Устройство стропильной системы

Стандартная конструкция включает:

1. Мауэрлат – 2 горизонтальных опорных бруса, монтируемые на стены или вертикальные подворные стойки.
2. Стропильные ноги, опирающиеся на мауэрлат (при ширине стен до 4,5 м – наслонные, без дополнительных опор).
3. Дополнительные опоры – диагональные подкосы (они же- подстропильные ноги), подпирающие стропила при длине стены от 4,5 до 6 м, тоже + вертикальная стойка-бабка при длине от 6 до 7,5 м (до 12 м – при небольшом наклоне ската). При превышении этого значения стропильная система усложняется, а допопоры – используются в комплексе.

Расчет

Нельзя недооценить важность расчетов стропильной системы двускатной крыши. В процессе проектирования необходимо вычислить полезную площадь и исходя из полученных данных решить, насколько высокими будут вертикальные стойки

В этом случае имеет значение несколько факторов.

Нагрузка

При возведении кровельной конструкции важно рассчитать максимальную нагрузку на крышу дома, на все стропила и перекрытия балками. Может понадобиться усиление стропил, тогда в проект вносятся коррективы

Например, может потребоваться использование дополнительных накладок или бруса с большим сечением, чем планировалось. Важен и вес всей стропильной системы. В этом случае расчет ведется с учетом не только сечения пиломатериалов, но и плотности и влажности древесины, определяется расстояние шага между стропилами.

На сегодняшний день существует специальная классификация нагрузок на кровельную систему:

1. Основная нагрузка касается веса стропильной конструкции, температуры нагрузки, снеговых и других погодных факторов.
2. Дополнительная нагрузка касается расчетов влияния ветра и гололеда.
3. Форс-мажорные нагрузки связаны с техногенными обстоятельствами (современная кровля должна выдержать все).

Уклон

Важно грамотно рассчитать угол наклона скатов. При стандартной ширине дома в 6-8 м угол скатов составляет 45 градусов, но этого мало для пространства в мансарде

При угле наклона в 60 градусов конструкция обойдется дороже, но вся крыша будет выполнена удачней. При 45 градусах наклона можно выбирать любые кровельные материалы. Если двускатная крыша изначально планируется асимметричной, то в чердачном пространстве можно спокойно обустроить жилую мансарду, но для этого надо посчитать полезную площадь. Выбирается обычно стандартная двускатная крыша. При этом важно учесть нагрузки на крышу из-за ветра и снега. При увеличении угла наклона скатов увеличится и расход материалов. Но и эксплуатационные характеристики такой кровли будут выгодно отличаться. Если планируется возвести двускатную крышу с неравными углами скатов, то все работы можно выполнить в оригинальном дизайне. Тем не менее, при проектировании лучше отталкиваться от классической конструкции в виде симметричной кровли с равнобедренным треугольником в основании.

Шаг

Шаг стропил, используемый при создании крыши, является одним из основополагающих при возведении конструкции. Существует зависимость шага стропильной системы от кровельного материала. В качестве последнего используется профнастил, шифер, мягкая кровля или металлочерепица.

Шифер для кровли используется повсеместно. Этот кровельный материал отличается относительной прочностью, невысокой стоимостью и устойчивостью к температурным перепадам. Однако материал обладает определенным весом, соответственно, необходимо обеспечить крышу мощной стропильной системой. Стоит учесть, что для шиферной кровли должно быть не менее трех точек опоры (по центру и по краям).

В последние годы достаточно большое распространение среди кровельных материалов получила металлочерепица. Материал прост в монтаже и отличается привлекательным внешним видом. Металлические листы для кровли удобно использовать, так как они имеют малый вес. В связи с этим расстояние между стропилами может быть большим (например, 600-950 мм с сеченным брусом 150х50 мм).

Покрытие из профнастила может быть выполнено из оцинкованного стального листа со специальным защитным покрытием (от внешних погодных воздействий). Современный профнастил отличается по цвету, ширине гофры. Внешне такое покрытие отличается по дизайну. Шаг между стропилами под профнастил будет зависеть от вида профиля, от углов наклона и конфигурации крыши. Для стропильной системы в этом случае используется брус сечением 50-75 мм. Это может быть и доска 20-50 мм шириной.

Как сделать качественный стык крыши и стены?

Подразумевается, что пристройка имеет высоту меньшую, чем стена здания. В месте примыкания крыши веранды к стене образуется излом. Он называется деформационным швом. Это — слабый узел конструкции, так как он может протекать от осадков, если не сделать предварительную защиту. Перед укладкой кровельного материала шов дополнительно гидроизолируют. Для этого используют специальные герметики, накладки, набухающие шнуры, которые изготавливаются из гидрофильной резины.

Когда надо избежать излома, проводятся трудозатратные меры. Демонтируется часть крыши здания, то есть, скат со стороны пристройки, и укладывается цельная стропильная система. В этом случае длина стропильных ног равна расстоянию от конька до свеса.