Конструкция крыши дома

Как правильно делать крышу дома: устройство конструкции и технология возведения

Мечтой многих городских жителей является наличие дачного участка, который можно сразу оборудовать в строительную площадку. При составлении проекта здания, важное значение имеет строительство крыши частного дома. От выбора ее формы, правильных расчетов при проектировании и соблюдении технологии работ, зависит комфорт в будущем доме.

Качество крыши и кровельных материалов напрямую влияют на комфорт проживания и срок службы дома

Форма крыш

Смонтированная кровельная система может иметь несколько разновидностей. Основными видами являются:

• Односкатная. В зависимости от материала покрытия, имеет уклон в одну сторону до 35°. Для оборудования жилого дома используется редко, так как исключает возможность наличия полноценного чердачного помещения. Чаще устанавливается на второстепенных дачных строениях: гараж, веранда, парник, сарай.
• Двухскатная. Легко монтируется и выдерживает значительные внешние нагрузки. Имеет два боковых ската, которые образуют с торцов треугольные фронтоны. Длину скатов можно менять, в зависимости от необходимости. При этом форма фронтонов и объем в чердачном помещении также будет меняться.
• Двухскатная ломаная. Скат покрытия с каждой стороны от конька состоит из двух частей, которые имеют разный угол наклона по отношению друг к другу и чердачному перекрытию. Наиболее популярный вид покрытия, позволяющий полноценно использовать чердачное помещение или оборудовать мансардный этаж.
• Трех или четырехскатная. Скаты объединены в верхней точке и имеют разную длину и углы наклона. Сложная форма и оригинальность устройства дали ей второе название – несимметричная.

Распространенные формы крыш частных домов

• Полувальмовая. Разновидность двускатной конструкции. На каждом фронтоне стропильной системы изготавливается вальмовый скат.
• Вальмовая. Скаты в форме трапеции расположены по обеим сторонам длинной кровли. С двух сторон короткой кровли оборудуются треугольные скаты.
• Многоскатная или щипцовая. Состоит из нескольких видов скатов, объединенных в одну конструкцию. Выполняется как единый настил стропильной системы сложной конструкционной формы.

В качестве материала для укрытия дома может применяться металлическая или натуральная черепица, профильный настил, ондулин, шифер или стеклопакет.

Стеклянная крыша может иметь любую из перечисленных разновидностей. Монтаж стеклопакета возможен по всему периметру кровли или на ее отдельных элементах.

Выбор вида кровли и его покрытия во многом зависит от климатических условий местности, в которых расположен дом, пожеланий и финансовых возможностей хозяина дома.

Элементы крыши и их назначение

Перед тем, как строить крышу дома, необходимо собрать обязательные элементы, каждый из которых имеет свое назначение.

У каждой детали свое назначение и технологические требования

Крыша собирается из таких элементов:

• стропила – основной элемент конструкции, из которых составляется каркас стропильной конструкции;
• прогоны – составляющие системы, с помощью которых стропила соединяются между собой. Придают дополнительную жесткость конструкции;
• обрешетка – выполняется в двух вариантах: внешняя и внутренняя (необходима для создания вентилируемого пространства, крепления тепло и влагоизоляторов, обшивочного материала);
• конек – верхняя точка соединения стропил, место выхода воздуха из вентилируемого пространства;
• опорные стойки и подкосы – конструкционные детали, предназначенные для укрепления стропил и повышения жесткости конструкции;

Общая схема конструкции крыши

• лежень – бревно, расположенное под коньком на перекрытии, между фронтонами. Предназначено для монтажа подкосов и вертикальных стоек, придает жесткость и устойчивость стропильной системе;
• затяжка – крепежный элемент, с помощью которого стропила крепятся к мауэрлату и между собой;
• кобылка – брус, предназначенный для удлинения стропил и свеса кровли;
• свес кровли – часть стропильной системы, которая выходит за пределы стен (основная задача свеса – это отвод дождевой воды от основания здания и стен).

Расчет крыши дома

Для облегчения расчетов рекомендуется сделать фронтальный чертеж крыши в разрезе. Например, если провести разрез ломаной конструкции, то получим несколько геометрических фигур.

В центре разреза будет располагаться прямоугольник, над ним будет находиться равносторонний треугольник, слева и справа будут расположены прямоугольные треугольники.

Это даст возможность рассчитать объем подкровельного пространства.

Сложные формы всегда можно разделить на простые и рассчитать все по отдельности

Далее изготавливается под устройство крыши частного дома схема монтажа, которая должна иметь тщательные расчеты всех элементов конструкции. Проводится расчет крыши по пунктам:

Пример расчета смотрите в видеоролике:

В случае с вальмовой крышей рассчитываются площади треугольников и трапеций

Подготовительные работы

Основанием для строительства является проект крыши дома. На нем указываются все расчетные данные, порядок и схема монтажа компонентов кровельной конструкции.

Фронтальная проекция чертежа крыши, плюс вариант ломаной формы

Для изготовления стропильной системы рекомендуется выбирать основу, которая имеет высокую прочность, небольшую собственную массу, устойчивость к влаге и перепадам температур.

Лучше всего для этого подходят хвойные породы деревьев, с влажностью до 20%, которые не имеют трещин, больших сучков и других недостатков. Подготовленные деревянные части должны быть обработаны огнеупорным раствором.

Для предотвращения грибковых заболеваний, гниения или порчи грызунами, древесину необходимо обработать антисептическим веществом.

Этапы строительства

Принцип строительства кровельной конструкции заключается в поэтапном возведении ее элементов. Чтобы понять, как правильно строить крышу частного дома, необходимо процесс строительства разделить несколько основных этапов:

Армопояс для крыши

• внутренняя облицовка;
• обрешетка;
• пароизоляционный слой;
• утеплительный наполнитель;
• гидроизоляционный слой;
• обрешетка;
• контробрешетка.

Тепло и гидроизоляция на схеме крыши

Если не учитывать армированный пояс, то возведение покрытия дома может занять от 7 до 14 дней.

Наглядно весь процесс монтажа крыш смотрите в видеоролике:

Заключение

В целом, возведение кровельной системы не является очень сложной задачей, но надо учитывать, что от качества выбора и монтажа всех элементов будут зависеть будущие теплопотери вашего дома. Поэтому настоятельно рекомендуется доверить стройку строителям, а полученные знание конструкции крыши и этапов монтажа использовать для контроля хода работ.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Стропила выполняют ряд значимых кровельных функций. Они задают конфигурацию будущей крыши, воспринимают атмосферные нагрузки, удерживают материал. В числе стропильных обязанностей формирование ровных плоскостей для укладки покрытия и обеспечение пространства под компоненты кровельного пирога.

Для того чтобы столь ценная часть крыши безупречно справлялась с перечисленными задачами, нужны сведения о правилах и принципах ее устройства. Информация полезна и тем, кем сооружается стропильная система двухскатной крыши своими руками, и тем, кто решит прибегнуть к услугам наемной бригады строителей.

Стропильные конструкции для двухскатных крыш

В устройстве стропильного каркаса для скатных крыш используют деревянные и металлические балки. Исходным материалом для первого варианта служит доска, бревно, брус. Второй сооружают из металлопроката: швеллера, профильной трубы, двутавра, уголка. Есть комбинированные конструкции со стальными наиболее нагружаемыми деталями и элементами из древесины на менее ответственных участках.

Кроме «железной» прочности у металла имеется масса недостатков. К ним относятся теплотехнические качества, неудовлетворяющие владельцев жилых строений. Разочаровывает необходимость в применении сварных соединений. Чаще всего стальными стропилами оборудуют индустриальные строения, реже частные бытовки, собранные из металлических модулей.

В деле самостоятельного сооружения стропильных конструкций для частных домов в приоритете древесина. С ней работать несложно, она легче, «теплей», привлекательней по экологическим критериям. К тому же для выполнения узловых соединений не потребуется сварочный аппарат и навыки сварщика.

Стропила – основополагающий элемент

Основной «игрок» каркаса для сооружения крыши – стропило, в среде кровельщиков называемое стропильной ногой. Лежни, раскосы, бабки, прогоны, затяжки, даже мауэрлат могут использоваться или не использоваться в зависимости от архитектурной сложности и габаритов крыши.

Стропила, применяемые в строительстве каркаса двухскатных крыш, по техническим признакам и способу укладки подразделяются на:

• Наслонные стропильные ноги, обе пятки которых имеют под собой надежные конструктивные опоры. Нижний край наслонного стропила упирается в мауэрлат или в потолочный венец сруба. Опорой для верхнего края может служить зеркальный аналог смежной стропилины или прогон, представляющий собой горизонтально проложенную под коньком балку. В первом случае стропильная система называется распорной, во втором безраспорной.
• Висячие стропила, верх которых упирается друг в дружку, а низ базируется на дополнительной балке – затяжке. Последняя соединяет две нижние пятки смежных стропильных ног, в результате получается треугольный модуль, именуемый стропильной фермой. Затяжка гасит процессы растяжения, благодаря чему на стены действует только вертикально направленная нагрузка. Конструкция с висячими стропилами хоть и является распорной, но сам распор на стены не передает.

В соответствии с технологической спецификой стропильных ног сооружаемые из них конструкции делятся на наслонные и висячие. Для устойчивости конструкции оснащают подкосами и дополнительными стойками. Для устройства опор верха наслонных стропилин монтируют лежни и прогоны. В реальности стропильная конструкция намного сложнее, чем описанные элементарные шаблоны.

Отметим, что формирование каркаса двухскатной крыши может вообще производится без стропильной конструкции.

В таких ситуациях предполагаемые плоскости скатов образуются слегами – балками, уложенными прямо на несущие фронтоны.

Однако интересует нас сейчас конкретно устройство стропильной системы двухскатной кровли, а в нем задействованы могут быть как висячие или наслонные стропила, так и комбинация обоих типов.

Тонкости крепления стропильных ног

Крепление стропильной системы к кирпичным, пенобетонным, газобетонным стенам производится через мауэрлат, который в свою очередь фиксируется анкерами. Между мауэрлатом, представляющим собой деревянную раму, и стенами из указанных материалов в обязательном порядке прокладывается гидроизоляционная прослойка из рубероида, гидроизола и т.д.

Верх кирпичных стен иногда специально выкладывают так, чтобы по внешнему периметру получилось нечто вроде невысокого парапета. Так надо, чтобы размещенный внутри парапета мауэрлат и стены не распирали стропильные ноги.

Видео-рекомендации желающим своими руками устроить мауэрлат:

Стропила каркаса крыш деревянных домов опираются на верхний венец либо на потолочные балки. Соединение во всех случаях выполняется врубками и дублируется гвоздями, болтами, металлическими или деревянными пластинами.

Как обойтись без зубодробительных расчетов?

Крайне желательно, чтобы сечение и линейные размеры деревянных балок определялись проектом. Проектировщик даст четкие расчетные обоснования геометрическим параметрам доски или бруса с учетом всего спектра нагрузок и погодных условий. Если в распоряжении домашнего мастера проектной разработки нет, путь его лежит на стройплощадку дома с подобной кровельной конструкцией.

На этажность возводимого здания внимание можно не обращать. Проще и правильнее выяснить требующиеся размеры у прораба, чем узнавать их у владельцев шаткого самостроя. Ведь в руках прораба документация с четким расчетом нагрузок на 1м² крыши в конкретном регионе.

Шаг установки стропилин определяет тип и вес кровельного покрытия. Чем оно тяжелее, тем меньше должно быть расстояние между стропильными ногами.

Для укладки глиняной черепицы, например, оптимальным расстоянием между стропилами будет 0,6-0,7м, а для монтажа металлочерепицы и профлиста допустимо 1,5-2,0 м. Однако даже при превышении шага, требующегося для правильно монтажа кровли, имеется выход.

Это устройство усиливающей контробрешетки. Правда она увеличит и вес крыши, и бюджет строительства. Поэтому с шагом стропил разобраться лучше до сооружения стропильной системы.

Народные умельцы вычисляют шаг стропилин согласно конструктивным особенностям постройки, банально разделив длину ската на равные расстояния. Для утепленных крыш шаг между стропилинами подбирают, исходя из ширины плит теплоизоляции.

У нас на сайте вы можете найти калькулятор для расчета двухскатной крыши, который возможно вам также очень поможет при строительстве.

Стропильные конструкции наслонного типа

Стропильные конструкции наслонного типа значительно проще в исполнении, чем их висячие собратья. Обоснованный плюс наслонной схемы заключается в обеспечении полноценного проветривания, которое напрямую связано с долгосрочностью службы.

Отличительные конструктивные особенности:

• Обязательное наличие опоры под коньковой пяткой стропильной ноги. Роль опоры может играть прогон – деревянная балка, опирающаяся на стойки или на внутреннюю стену строения, или верхний торец смежной стропилины.
• Использование мауэрлата для возведения стропильной конструкции по стенам из кирпича или искусственного камня.
• Применение дополнительных прогонов и стоек там, где стропильным ногам по причине крупного габарита крыши требуется дополнительные точки опоры.

Минус схемы заключается в наличии конструктивных элементов, влияющих на планировку внутреннего пространства эксплуатируемого чердака. Если чердак холодный и в нем не предполагается организация полезных помещений, то наслонной конструкции стропильной системы для устройства двухскатной крыши стоит отдать предпочтение.

Типовая последовательность работ по сооружению наслонной стропильной конструкции:

• Первым делом промеряем высоты постройки, диагонали и горизонтальность верхнего среза остова. При выявлении вертикальных отклонений кирпичных и бетонных стен, устраняем их цементно-песчаной стяжкой. Превышение высот сруба стесываем. Путем подкладывания щепы под мауэрлат с вертикальными огрехами можно бороться, если величина их незначительна.
• Поверхность перекрытия под укладку лежня необходимо тоже выровнять. Он, мауэрлат и прогон должны быть четко горизонтальны, но расположение перечисленных элементов в одной плоскости не обязательно.
• Обрабатываем все деревянные детали конструкции перед установкой антипиренами и антисептическими препаратами.
• По бетонным и кирпичным стенам прокладываем гидроизоляцию под установку мауэрлата.
• Укладываем брус мауэрлата на стены, вымеряем его диагонали. Если понадобится, слегка передвигаем брусья и поворачиваем углы, стремясь добиться идеальной геометрии. Выравниваем раму по горизонтали при необходимости.
• Монтируем мауэрлатную раму. Сращивание брусьев в единую раму производится посредством косых врубок, места соединений дублируются болтами.
• Фиксируем положение мауэрлата. Крепеж производится либо скобами к загодя заложенным в стену деревянным пробкам, либо анкерными болтами.
• Размечаем положение лежня. Его ось должна отступать от брусьев мауэрлата на равные расстояния с каждой стороны. Если прогон будет опираться только на стойки без лежня, процедуру разметки проводим только для этих столбиков.
• Устанавливаем лежень на двухслойную гидроизоляцию. К основанию его крепим анкерными болтами, с внутренней стеной соединяем проволочными скрутками или скобами.
• Размечаем точки установки стропильных ног.
• Выпиливаем стойки по единым размерам, т.к. лежень у нас выставлен в горизонт. Высота стоек должна учитывать размеры сечения прогона и лежня.
• Устанавливаем стойки. Если предусмотрено проектом, раскрепляем их распорками.
• Укладываем на стойки прогон. Снова проверяем геометрию, затем устанавливаем скобы, металлические накладки, деревянные крепежные пластины.
• Устанавливаем пробную стропильную доску, размечаем на ней места подрезки. Если мауэрлат выставлен строго в горизонт, нет необходимости в подгонке стропилин на крыше по факту. Первая доска может использоваться в качестве шаблона для изготовления остальных.
• Размечаем точки установки стропилин. Народные мастера для разметки обычно заготавливают пару реек, длина которых равна просвету между стропилинами.
• По разметке устанавливаем стропильные ноги и крепим их сначала внизу к мауэрлату, затем вверху к прогону друг к другу. К мауэрлату проволочной связкой прикручивается каждая вторая стропилина. В деревянных домах стропилины прикручивают ко второму от верхнего ряда венцу.

Если подстропильная система сделана безупречно, наслонные доски монтируются в произвольном порядке. Если уверенности в идеальном сооружении нет, то сначала устанавливаются крайние пары стропилин. Между ними натягивается контрольная бечевка или леска, согласно которой подгоняется положение вновь устанавливаемых стропил.

Завершается монтаж стропильной конструкции установкой кобылок, если длина стропильных ног не позволяет сформировать свес требующейся длины. К слову, для деревянных построек свес должен «выходить» за контур здания на 50см. Если запланирована организация козырька, под него устанавливаются отдельные мини-стропила.

Еще одно полезное видео о строительстве двухскатной стропильной основы своими руками:

Висячие стропильные системы

Висячая разновидность стропильных систем представляет собой треугольник. Две верхние стороны треугольника сложены парой стропилин, а основанием служит соединяющая нижние пятки затяжка. Применение затяжки позволяет нейтрализовать действие распора, потому на стены с висячими стропильными конструкциями действует только вес обрешетки, кровли плюс в зависимости от сезона вес осадков.

Специфика висячих стропильных систем

Характерные черты стропильных конструкций висячего типа:

• Обязательное наличие затяжки, выполненной чаще всего из древесины, реже из металла.
• Возможность отказаться от использования мауэрлата. Раму из бруса с успехом заменит уложенная на двуслойную гидроизоляцию доска.
• Установка на стены готовых замкнутых треугольников – стропильных ферм.

К достоинствам висячей схемы относят свободное от стоек пространство под кровлей, позволяющее организовать мансарду без столбов и перегородок. Есть недостатки.

Первый из них – ограничения по крутизне скатов: угол их уклона может быть минимум 1/6 пролета треугольной фермы, настоятельно рекомендованы более крутые крыши.

Второй минус заключается в необходимости доскональных расчетов для грамотного устройства карнизных узлов.

Кроме всего прочего, угол стропильной фермы устанавливать придется с ювелирной точностью, т.к. оси соединяемых компонентов висячей стропильной системы должны пересекаться в точке, проекция которой обязана попадать на центральную ось мауэрлата или заменяющей его подкладочной доски.

Тонкости большепролетных висячих систем

Затяжка – самый длинный элемент висячей стропильной конструкции. Со временем она, как свойственно всем пиломатериалам, деформируется и провисает под действием собственной массы.

Владельцев домов с пролетами 3-5м указанное обстоятельство не слишком беспокоит, а вот хозяевам зданий с пролетами 6 и более метров стоит задуматься об установке дополнительных деталей, исключающих геометрические изменения затяжки.

Чтобы предотвратить провисание в схеме монтажа стропильной системы для большепролетной двухскатной крыши имеется весьма значимый компонент. Это подвеска, называемая бабкой.

Чаще всего она представляет собой брусок, прикрепленный деревянными прибоинами к вершине стропильной фермы. Не следует путать бабку со стойками, т.к. ее нижняя часть вообще не должна соприкасаться с затяжкой.

И установка стоек в качестве опор в висячих системах не применяется.

Суть заключается в том, что бабка как бы висит на коньковом узле, а уже к ней присоединяется затяжка с помощью болтов или прибитых деревянных накладок. Чтобы корректировать провисающую затяжку используются хомуты резьбового или цангового типа.

Регулировку положения затяжки можно устроить в зоне конькового узла, а бабку с ней соединить жестко врубкой. Вместо бруска на нежилых чердаках для изготовления описанного стягивающего элемента может быть использована арматура. Бабку или подвес рекомендуется устроить еще и там, где затяжка собирается из двух брусьев, для поддержки участка соединения.

В усовершенствованной висячей системе подобного типа бабку дополняют подкосные балки. Силы напряжения в образовавшемся ромбе гасятся самопроизвольно благодаря грамотной расстановке действующих на систему векторных нагрузок. В результате стропильная система радует стабильностью при незначительной и не слишком дорогой модернизации.

Висячий тип для мансард

С целью увеличения полезного пространства затяжка стропильных треугольников для мансарды переносится ближе к коньку.

У вполне резонного перемещения есть дополнительные плюсы: оно позволяет использовать затяжки в качестве основы для подшивки потолка.

Присоединяется к стропилам она путем врубки полусковороднем с дублированием болтом. От провисания ее оберегают посредством установки короткой бабки.

Ощутимый недостаток мансардной висячей конструкции заключается в необходимости точных расчетов. Самостоятельно рассчитать ее слишком сложно, лучше воспользоваться готовым проектом.

Какая конструкция более экономически выгодна?

Стоимость – немаловажный аргумент для самостоятельного строителя. Естественно, цена сооружения у обоих типов стропильных систем не может быть одинаковой, потому что:

• В строительстве наслонной конструкции для изготовления стропильных ног используется доска или брус небольшого сечения. Т.к. наслонные стропилины имеют под собой две надежные опоры, требования к их мощности ниже, чем в висячем варианте.
• В строительстве висячей конструкции стропила выполняют из толстого бруса. Для изготовления затяжки требуется аналогичный в сечении материал. Даже с учетом отказа от мауэрлата расход будет ощутимо больше.

Сэкономить на сортности материала не получится. Для несущих элементов обоих систем: стропилин, прогонов, лежней, мауэрлата, бабок, стоек нужен пиломатериал 2го сорта.

Для ригелей и затяжек, работающих на растяжение, потребуется 1ий сорт. В изготовлении менее ответственных деревянных накладок может применяться 3ий сорт.

Без подсчета можно сказать, что в сооружении висячих систем дорогой материал используется в большем объеме.

Висячие фермы собирают на открытой площадке рядом с объектом, затем транспортируют в собранном виде наверх. Для подъема увесистых треугольных арок из бруса потребуется техника, за аренду которой придется платить. Да и проект для сложных узлов висячего варианта тоже чего-то стоит.

Видео-инструктаж по устройству стропильной конструкции висячей категории:

Методов сооружения стропильных систем для крыш с двумя скатами на самом деле гораздо больше. Мы описали лишь базовые разновидности, которые в реальности применимы для небольших дачных домиков и построек без архитектурных затей. Однако представленной информации достаточно, чтобы справиться со строительством простой стропильной конструкции.

Крыша частного дома — виды, формы, конструкции

• Какую крышу выбрать для дома.
• Как и почему крыша распирает стены и разрушает дом.
• Чтобы крышу с дома не сдуло ветром

Основой конструкции крыши является стропильная система.

Стропильная система задает форму крыши частного дома, воспринимает нагрузки. От правильного выбора и устройства стропильной системы зависит долговечность дома, а также будущие расходы на ремонт и эксплуатацию нового дома.

Нагрузки, которые действуют на стропильную систему крыши, делятся на постоянные и переменные. Постоянные — это нагрузки от веса всех элементов крыши (стропильной системы, кровли, водосточной системы и т.д.). Переменные — включают в себя нагрузки от веса людей и снега на крыше, а также ветровую нагрузку.

Снеговую и ветровую нагрузки определяют по картам снеговых и ветровых нагрузок, которые приведены в строительных нормах. Например, на карте России обозначены границы районов с нормативными значениями ветровой или снеговой нагрузки. На карте находите место Вашей стройки, определяете район и нормативную снеговую или ветровую нагрузку места стройки.

Основные элементы стропильной системы крыши частного дома

Основные элементы стропильной системы частного дома на примере четырехскатной крыши показаны на рисунке:

Стропильная нога (стропило) создает уклон крыши и является опорой для кровли. На стропило действуют силы, которые стремятся деформировать его в двух направлениях — выгнуть дугой и повернуть в горизонтальное положение.

Затяжка соединяет между собой нижние концы противоположно расположенных стропил. Препятствует расползанию концов стропил в стороны. Действующие на затяжку силы стремятся растянуть её.

Мауэрлат — брус закрепленный на наружных стенах дома. На мауэрлат опираются нижние концы стропил. Мауэрлат связывает между собой нижние концы соседних стропил, равномерно передает нагрузки крыши на наружные стены дома.

Прогон коньковый — брус на который опираются верхние концы стропил. Коньковый прогон соединяет между собой верхние концы стропил.

Стойка поддерживает прогон и воспринимает вертикальные нагрузки, которые стремятся сжать стойку. Стойки опираются на внутреннюю несущую стену дома (как на рисунке) или на лежень — брус, уложенный на эту стену. Стойка обязательно должны опираться на несущую конструкцию — внутреннюю стену или чердачное перекрытие, рассчитанное на нагрузки крыши.

Подкос препятствует прогибу стропила. Испытывает деформацию сжатия.

Ветровая балка — доска, которая связывает между собой стропила на скате крыши. Доска крепится к стропилам со стороны чердака под углом, от конька к мауэрлату. Ветровая балка увеличивает устойчивость стропильной системы к ветровым и другим нагрузкам, направленным вдоль конька крыши.

Кобылка — доска или брусок, прикрепленный к стропильной ноге для создания свеса крыши.

Шпренгель — брус, уложенный в углах дома на смежные стороны мауэрлата. На шпренгель опирают стойку, поддерживающую диагональное стропило.

Нарожник — укороченное стропило, верхний конец которого опирается на диагональное стропило.

Указанные выше элементы стропильной системы в том или ином сочетании присутствуют в конструкции стропильных систем разного вида.

Схемы стропильных систем крыши частного дома

Существует несколько принципиальных схем стропильных систем. В частном домостроении обычно используют две принципиальных схемы стропильной системы — с висячими стропилами и с наслонными стропилами.

Выбор той или иной схемы зависит от многих факторов — размеров и формы дома, наличия внутренних несущих стен, желания устроить под крышей дома мансарду, выбора формы крыши из эстетических соображений. В ряде случаев, на крыше одного дома применяют и комбинацию из разных стропильных систем.

Каждая принципиальная схема стропильной системы имеет несколько конструктивных решений.

Стропильная система с висячими стропилами

Свое название схема получила потому, что верхние концы стропил не имеют специальной опоры (стойки), передающей нагрузку на несущий элемент здания. Верхние концы стропил как бы висят в воздухе, опираясь только друг на друга.

Несущая способность стропил обеспечивается только за счет распора затяжки. Стропила испытывают в данной схеме деформации в нескольких направлениях.

Под действием нагрузки стропило сжимает, выгибает дугой и поворачивает в горизонтальное положение.

Ригель на левом рисунке работает как на растяжение, так и на сжатие, в зависимости от величины и распределения нагрузки по скатам крыши.

Подвес (бабка) на правом рисунке испытывает деформацию растяжения.

Стропильная система с висячими стропилами имеет

достоинства:

• Не требует промежуточной опоры в виде устройства в доме внутренних несущих стен или перекрытий, рассчитанных на нагрузки крыши.
• Затяжки могут быть использованы в качестве несущих балок чердачного перекрытия.

и недостатки:

• Детали стропильной системы нагружены сильнее, чем в других системах. При одинаковом размере крыши приходится применять детали большего сечения или увеличивать количество стропил. Все это увеличивает расход пиломатериалов, а значит и стоимость строительства крыши.
• Не применяется при малых углах наклона скатов, менее 30 град. При малых углах напряжение в деталях стропильной системы, а значит и их размер, значительно возрастают.
• Стропильная рама с висячими стропилами имеет меньшую жесткость, благодаря тому, что положение стропил взаимо зависимо. Например, деформация под действием нагрузки стропил на одном скате приводит к значительному изменению положения стропил и другого ската. Крыша «гуляет» и расшатывается, особенно при неравномерной нагрузке скатов. Страдает от этого, прежде всего, кровельное покрытие.
• В случае неравномерной нагрузки на один из скатов (снег, ветер) крыша с висячими стропилами оказывает значительное боковое давление на стены дома в сторону менее нагруженного ската.

Стропильную систему с висячими стропилами в частном домостроении рекомендуется применять для перекрытия пролетов до 6 м. Недостатки системы в этом случае менее выражены.

Стропильная система с наслонными стропилами

В  стропильной системе с наслонными стропилами верхний конец каждой стропильной ноги опирается на прогон, который через стойки передает нагрузку на внутреннюю несущую стену здания. Благодаря наличию опоры у верхнего конца, стропильная рама не создает распора (давления на стены в горизонтальной плоскости в противоположных направлениях) на нижних концах стропил.

В системе с наслонными стропилами не нужна затяжка для компенсации распора. Детали стропильной системы и несущие стены дома менее нагружены.

При устройстве мансарды такую крышу удобно опирать на аттиковые стены (продолжение наружной стены выше перекрытия)  высотой 1-1,5м.
Стропильная система с наслонными стропилами имеет

достоинства:

• Универсальность — пригодна для устройства крыш с пролетом до 16м., для монтажа на легких стенах (каркасных, деревянных), для крыш с малым углом наклона скатов.
• Крыша с наслонными стропилами имеет меньший вес, расход пиломатериалов, проще в монтаже, чем такая же крыша с висячими стропилами.
• Менее чувствительна к неравномерной нагрузке на скаты — меньше деформации и действие боковых сил на стены дома.

и недостатки:

• Требует дополнительной опоры — несущей стены внутри дома или перекрытия, рассчитанного на нагрузку крыши.

Стропильная система для устройства мансарды

На рисунке показана стропильная система для ломанной крыши мансарды. В этой стропильной системе используются как висячие стропила, так и наслонные.

Стропильные системы, основанные на указанных выше принципиальных схемах, имеют множество конструктивных решений. Например, внутренняя несущая стена не обязательно должна располагаться по центру крыши. Вместо одного конькового прогона, или кроме него, стропила на длинных скатах дополнительно опирают на прогоны, размещенные в промежутке между коньком и мауэрлатом.

Стропильные фермы

Стропильные фермы — имеют более сложную конфигурацию деталей, расположенных в одной плоскости. Расчет и оптимизация стропильной фермы производится с помощью компьютерной программы. Фермы, как правило, изготавливают в заводских условиях с точным соблюдением размеров деталей из хорошо высушенной древесины.

Фермы сконструированы так, что передают на наружные стены только вертикальную нагрузку. Крыша с использованием стропильных ферм получается более легкой. Нижний пояс фермы обычно делают горизонтальным так, чтобы он выполнял роль балки чердачного перекрытия.

Стропильные фермы позволяют перекрывать большие пролеты без промежуточных опор. В частном домостроении их выгодно применять вместо стропильной системы с висячими стропилами при длине пролета более 6м., а также при малых углах наклона скатов (менее 30 град), в том числе для односкатных крыш.

Недостаток стропильной фермы один — это высокая стоимость изделия.

Проектирование стропильной системы крыши

Конструкция стропильной системы дома должна быть проверена на прочность специалистами. При расчете на прочность учитывают, кроме нагрузок, угол уклона скатов и форму крыши, а также вид стропильной системы и коэффициент запаса прочности.

Стропильная система состоит из многих элементов. На каждый элемент действуют силы, разные по величине и направлению. На стропильную систему в целом и на отдельные её детали действуют нагрузки направленные вертикально, горизонтально и стремящиеся повернуть деталь.

При проектировании стропильной системы принимают во внимание, будет ли на крыше чердак или мансарда, наличие окон в кровле или фронтонах, условия опирания стропил на стены, форму плана дома и другие факторы.

Крышу дома лучше и правильней возводить по проекту, выполненному специалистом — проектировщиком. Строительство простых видов крыш можно поручить опытному специалисту, не имеющему квалификации проектировщика.

Стропильная система крыши частного дома должна отвечать следующим требованиям:

• Стропильная система должна быть прочной и жесткой — изменение формы или размеров крыши под действием нагрузок не должны превышать допустимых величин.
• Крыша должна быть легкой, чтобы своим весом меньше нагружать стены и фундамент дома.
• Стропильная система не должна передавать распор (усилие в горизонтальной плоскости) на стены дома.
• Стропильная система должна быть долговечной. Замена или ремонт стропильной системы — дорогое удовольствие.

Для выполнения первых двух требований, стропильную систему выполняют из отдельных линейных элементов собранных в конструкцию в виде треугольника.

Отдельный плоский треугольник стропильной системы, из двух стропил и связанных с ними деталей, называют стропильной рамой или фермой.

Стропильные рамы или фермы установленные на стенах параллельно друг другу на определенном расстоянии и образуют стропильную систему крыши.

В спроектированную специалистом стропильную систему нельзя по собственному желанию вносить изменения. Добавление или исключение любой детали приведет к перераспределению нагрузок на другие узлы системы.

Даже изменение числа гвоздей для соединения деталей, может привести к разрушению дома. Например, увеличение количества гвоздей, которыми прибивают стропило, может привести к появлению недопустимого распора на стены.

Об этом читайте ниже.

Старайтесь сделать стропильную систему симметричной.  Симметричное расположение стропильных ног, стоек, подкосов, позволит равномерно распределить нагрузки по скатам крыши, что повысит устойчивость крыши и стен дома.

Для удаления влаги из деревянных деталей крыши и конденсата, чердачное пространство должно вентилироваться с помощью продухов. В мансардных крышах для этого устраивают вентилируемые зазоры.

Для защиты от влаги мауэрлат и другие деревянные детали стропильной системы отделяют от каменной кладки стен гидроизоляцией. Если этого не сделать, то дерево быстро загниет.

Стропильную систему для частного дома делают из дерева. Иногда, например, в каркасных домах с металлическим каркасом, для изготовления стропильной системы также используют металлические профили.

Как и почему крыша распирает и разрушает стены дома

Под действием нагрузок нижние концы стропил стремятся разъехаться в стороны. Силы, действующие на нижних концах стропил и направленные горизонтально в противоположные стороны, называют распором.

Распор стропил бывает так велик, что стены не выдерживают, изгибаются, стены и стропила трескаются, крыша в результате местами проседает — дом разрушается. Такую картину не редко можно видеть, если строительство крыши выполнено не умелыми строителями, и, к тому же, без проекта.

Почему распор передается на стены?

Ведь выше, в статье написано, что в стропильной системе с висячими стропилами распор компенсируется затяжкой, а в схеме с наслонными стропилами распора вообще не возникает. Эти утверждения правильны, если рассматривать схемы стропильных систем на бумаге.

В реальности все детали стропильных систем под действием нагрузок деформируются, то есть, меняют свои размеры и положение в пространстве — укорачиваются, удлиняются, изгибаются, поворачиваются.

К деформациям от действия нагрузок добавляются колебания размеров деталей при изменении влажности и температуры. В местах соединений также имеется некоторая подвижность элементов стропильной системы.

Представим себе, что в системе с висячими стропилами затяжка, по каким-то из указанных причин, удлинилась и перестала воспринимать на себя усилие распора. В результате распор начнет передаваться на стены.

В системе с наслонными стропилами, то же самое произойдет, если, например, сожмется стойка. Верхний конец стропил потеряет опору. Наслонные стропила начнут работать как висячие. Вся нагрузка распора начнет передаваться на стены. Кроме того, увеличится нагрузка и на стропила, которые не рассчитаны на работу в режиме висячих стропил.

Здесь два варианта. Или не выдержат стены — под действием распора разойдутся в стороны, позволив стропилам немного повернуться и снова опереться на стойку. Или разрушится, треснет стропило, не выдержав не расчетной нагрузки.

Легко деформируются под действием распора деревянные стены из бруса, бревна, а также каркасные.

В литературе по строительству можно встретить утверждение, что стены из каменных материалов выдерживают большую нагрузку распора. Но в современном частном домостроении, благодаря применению утеплителей, толщина каменных стен значительно уменьшилась. Для кладки стен часто используются более легкие и хрупкие материалы, например, газобетон.

Защита каменных стен современного частного дома от повреждений распором не менее актуальна, чем для деревянных.

Продолжение на следующей странице 2:

Читать страницу: Страница 1, Страница 2

Устройство крыши своими руками: элементы конструкции

Размер любой крыши сугубо индивидуален. Но в нашем случае как таковых ограничений не имеется. По сути, размеры полностью связаны с габаритами самого загородного дома. Размеры внутреннего пространства определяются в соответствии с углом расположения стропильных ног по отношению к стенам. При большом угле – мансарда будет иметь высокий потолок.

Меньший угол позволит создать мансарду с менее высоким потолком. Однако жилое помещение будет достаточно широким. Но в данном случае нет никаких ограничений. Вы можете обустроить комнату со стенами – скатами. При этом они будут представлять наклонные опоры. Таким образом, можно сказать, что многое зависит от предпочтений владельца дома или строителя.

• монтажные работы на стропильной системе;
• обустройство обрешетки;
• укладка кровельного материала.

Отметим, что это основные этапы. Также существуют и другие виды работ на кровле. К примеру, при обустройстве обрешетки, параллельно крепятся элементы водосточной системы. Завершение подобных работ – не раньше окончания кровельных.

• топор;
• молоток (кувалда);
• пила, для обрезки деревянных элементов и брусков;
• приборы для замеров;
• уровень.

• брус из дерева 100х150 или 150х150;
• доски для обрешетки – толщиной в 25 мм;
• гвозди 120 мм – для бруса, 70 мм – для обрешетки;
• материал для кровли + элементы крепежа;
• водосток и его составляющие, в том числе гвозди и саморезы;
• скобы из арматуры для брусов;
• гидро-, паро- и теплоизоляционные материалы.

Первый этап – установка стропильной системы. До проведения работ проводятся все расчеты. Все они связаны с нужным уклоном крыши, а также с нагрузкой на нее. В соответствии с результатами расчетов, определяется толщина бруса, вид обрешетки и другие элементы кровли.

При наличии мансарды или другого жилого внутреннего помещения, не забудьте установить дополнительные стойки. В их функции входит формирование будущих стен чердачного помещения.

На стены по всему контуру устанавливаются брусы. Они должны располагаться на ребре. Для крепления их к стенам, используют гвозди или скобы. При наличии деревянных стен дома, крепление должно проводиться к последнему венцу сруба.

В данном случае, брусы при устройстве крыши деревянного дома призваны защитить внутреннее пространство от задувания ветра и проникновения осадков. При отсутствии деревянных стен, производится укладка бревен или же брусьев по всему периметру. Затем, все стропила надежно фиксируются на них.

В строительной практике подобная обвязка именуется мауэрлатом.

Обустройство крыши предполагает крепеж стропильных ног парами. Скрепление стропил между собой рекомендуется выполнять на ровной поверхности земли. При этом угол наклона должен быть строго 45 градусов.

Учитывая, что крепеж стропил будет производиться в парах – общий угол в итоге составит 90 градусов.

Процесс скрепления 

Конец стропила является местом соединения. Здесь же делается замер участка крепления. Обычно это квадрат, со стороной равной ширине бруса. Например, при ширине в 100 см, вниз должно быть отложено 10 см.

По аналогии проводятся замеру второго бруса. Далее, на обоих участках делают высечку половины толщины бруса. Такая процедура необходима для состыковки брусов между собой.

Место стыка по толщине должно равняться толщине используемого бруса.

Для крепления брусьев используют гвозди. Не следует забывать и о жесткости стропильной пары. Для этого снизу используются специальные распорки. Они, в свою очередь, закрепляются на балки и стропила.

Оптимальный вариант – одинаковый шаг балок и стропильных ног.

По такой последовательности, устанавливаются первая и последняя стропильные пары. Затем их выравнивают между собой при помощи, так называемого, уровня. Основная задача выравнивания – создание ровных стропильных пар и двух соответствующих стропильных ног в единой плоскости.

Далее, между двумя парами протягивается веревка, которая и послужит ориентиром для последующих пар стропил. Процедура точь–в–точь похожа на описанную выше установку. 

Параллельно с установкой стропильных пар, сооружается каркас для стен помещения. Балки устанавливают вертикально в заранее намеченных местах (прочитайте также: “Крыша каркасного дома своими руками”). 

При этом нужно придерживаться следующих правил:

• при установке балок ближе к стенам дома, комната будет иметь низкий потолок, но в размерах окажется шире обычного;
• при установке балок дальше от стен сооружения, в комнате будет более высокий потолок. Сама же она будет узкая.

Как мы видим, правила связаны с формой крыши. Другими словами, чем дальше от стен – тем больше высота. Это обусловлено тем, что стропила располагаются под углом. Отметим, что самая большая высота будет в центре помещения.

Обустройство крыши дома предполагает использование вертикальных балок. Они прибиваются к балкам перекрытия и стропилам с помощью гвоздей и скоб. Зачастую можно встретить вертикальные стойки на брусе, который располагается на балках. Таким образом, получается обычная нижняя обвязка.

Установив две вертикальные стойки, можно переходить к обустройству горизонтальной перемычки. При этом важно выдержать равномерное расстояние – с каждой стороны от стен.

Такое условие нужно учитывать для всех стропильных пар. Если вы устанавливаете сразу 2 или 3 пары, то сбейте их между собой для увеличения жесткости.

Соблюдение таких принципов требует и устройство земляной крыши загородного дома. 

При работе со стропильной системой важно помнить, что стропила должны находиться ниже, чем стены. Это называется карнизом. Оптимальная длина карниза – от 30 до 40 см. Но в любом случае, величина полностью связана с высотой стен дома.

Каркас крыши своими руками, смотрите на видео:

После завершения работ со стропильной системой и каркасом будущей мансарды, можно обустраивать обрешетку. В зависимости от вида кровельного материала, обрешетка может быть двух видов. Так или иначе, обрешетка – это основание, выполненное через доску.

Бывают случаи, когда нужно установить основание в виде сплошного настила (прочитайте: “Устройство кровли своими руками: виды покрытий”).

Обрешетка в обязательном порядке устанавливается для металлической или гибкой черепицы, а также шифера.

Во всех этих случаях, не рационально создавать сплошной настил. В первую очередь, из-за финансовых соображений.

Устройство крыши веранды предполагает учет некоторых особенностей. Так, первая рейка, относящаяся к карнизу, должна иметь свою толщину. По стандарту эта толщина превышает минимум на 1 см остальные рейки. Следующая стадия – установка нижней обрешетки.

Шаг крепления досок обрешетки выбирается в соответствии с длиной одного кровельного элемента. Очень важно следить за тем, чтобы каждый край элемента кровли располагался именно на доске обрешетки.

Шаг обрешетки не влияет на конек. Возле самого конька крепятся доски по всей длине ската. Сплошной настил по стандарту должен располагаться и вокруг смотровых окон и выходящих дымоходов. Все эти элементы крыши также нуждаются в обустройстве (прочитайте также: “Какие элементы крыши дома используются в конструкции кровли”).

Для фиксирования досок к стропилам, используют гвозди. Их длина не должна быть меньше 70 мм, в то время как толщина доски не должна превышать 3 см. При наличии досок от 30 до 50 мм, используются гвозди в 90 мм. Специалисты не рекомендуют использовать доски, толщина которых превышает 4 см. В данном случае для обрешетки они не подойдут.

Это, опять же, связано с финансовыми затратами на лишний материал.

Параллельно с обрешеткой, проводится работа для установки водостока своими руками. Так, нужно надежно закрепить кронштейны под желоба водостока. Крепеж следует производить к первой планке карниза. Альтернативный вариант – закрепление кронштейнов к стропильным ногам через одну.

После этого сверху прибивается карнизная планка. В данном случае нужно отталкиваться от конструкции кронштейна.

Завершив установку обрешетки, поверх нее настилается слой гидроизоляции. Мы рассматриваем частный случай утепления крыши дома.

Значит, поверх гидроизоляционного материала и обрешетки нужно устроить контробрешетку. Принцип работы с ней – аналогичный работе с обрешеткой. Для экономии и удобства, рекомендуется использовать обычные рейки.

В функции обрешетки входит создание вентиляционных каналов для циркуляции воздуха рядом с утеплителем. Это благоприятно сказывается на внутреннем пространстве кровли.

Закончив все работы с обрешеткой, можно приступать к монтажу кровли коттеджа. В нашей статье мы расскажем, как сделать ее своими руками. 

Таким образом, мы рассказали вам о том, какие бывают варианты устройства крыши. Разумеется, этапов довольно много и каждый из них имеет свою ценность. Дополнительную информацию вы можете почерпнуть из интернета, где представлены фото– и видеоматериалы по данной тематике. Прочитайте также: “Армопояс своими руками: конструкция и назначение”.