В данной статье я хочу рассказать, как возводится простая односкатная крыша. Почему я назвал её простой? Просто потому, что её стропильная ферма состоит только из стропил. Никаких стоек, подкосов, раскосов и т.п. здесь нет. Такой вид крыши чаще всего используется при строительстве небольших гаражей, иногда бань, различных пристроек к дому, каких-либо хозяйственных построек и т.д.
Вообще, когда читаешь в литературе или интернете про односкатные крыши, обычно видишь такое утверждение – якобы они самые дешёвые, простые в сооружении и надёжные.
По поводу дешевизны и простоты — абсолютно согласен, но вот на счёт надёжности — готов поспорить.
Конечно, может я проживаю не в той климатической зоне, но за свою практику ни разу не видел, чтобы на частном малоэтажном доме обрушивалась крыша имеющая два или более скатов (напр., , вальмовая, шатровая и т.п.). Все обрушения, которые когда-либо встречались, были на односкатных крышах. Причиной их практически всегда являются снеговые нагрузки плюс вес людей, которые работают на крыше (например, скидывают тот же снег).
Итак, почему это происходит. Думаю тут всё просто. Часто застройщики не очень серьёзно и обдуманно подходят к сооружению односкатной крыши. В основном совершается одна из трёх ошибок, либо сразу несколько:
Делается недопустимо маленький угол наклона ската;
В качестве стропил используются доски с неподходящим сечением;
Между стропилами делается слишком большой шаг.
Как избежать этих ошибок, мы и будем сейчас разбираться на примере строительства односкатной крыши над гаражом.
Допустим, мы имеем коробку из пенобетонных блоков с толщиной стен 30 см. Размеры её указаны на рис.1.
Рисунок 1
Начав кладку блоков, мы уже должны определиться с углом наклона ската крыши. Чем здесь необходимо руководствоваться?
Думаю, многие знают, что для каждого кровельного покрытия определён минимальный угол наклона ската, при котором его можно использовать. Эти значения представлены в таблице 1., составленной на основе СНиП II-26-76* («Кровли» — актуализированная версия 2010г.):
Таблица 1.
Уверен, некоторые из Вас, кто уже изучал подобные таблицы в интернете, немного смутятся, увидев такие цифры. Хочу им рассказать о небольшой путанице, которая образовалась на различных строительных сайтах из-за банальной невнимательности их авторов. Часто, составляя подобную табличку, они берут цифры из упомянутого выше СНиП II-26-76*, но не замечают, что в данном документе углы указаны в процентах (%), а не в градусах, как мы привыкли со школы их мерить. Я не буду сейчас объяснять, как перевести проценты в градусы. В сети эта информация есть (есть и формулы, есть и таблички). Нам в принципе это не нужно.
Теперь другое замечание. Каждый производитель любого кровельного покрытия (будь то металлочерепица, либо битумная черепица и т.д.) сам устанавливает для своей продукции минимальный угол наклона кровли. Он указывается в инструкции по монтажу. Например, у разных производителей металлочерепицы, Вы сможете увидеть цифры и в 14°, и в 16°, и др. Зачастую эти цифры выше определённых СНиПом и указанных в Таблице 1.
Но и это ещё не всё. Все цифры, приведённые выше, характеризуют угол наклона кровли, при котором у данного кровельного покрытия не будет происходить перелива воды между соседними элементами при определённых погодных условиях. А условия эти в нашей стране очень и очень разнообразные. Так снеговые нагрузки значительно отличаются в различных климатических зонах. А ветровые вообще могут отличаться и в пределах одного населённого пункта, в зависимости от расположения Вашей постройки относительно других.
Снеговые нагрузки влияют на возможный прогиб стропильной системы, при котором меняется геометрия кровельного покрытия. К тому же при большом количестве снега часто на крыше образуется так называемый «снеговой мешок» (см. рис.2):
Рисунок 2
Сильный ветер также может проталкивать дождевую воду через стыки элементов кровли.
Я в своё время проглядел множество различных источников, но нигде так и не нашёл конкретной зависимости минимального угла наклона кровельного покрытия от климатических условий в данном регионе. Я так понимаю никто её и не выводил. Все пользуются значениями, основанными на предыдущем многолетнем опыте. Могу сказать, что для односкатных крыш, в средней полосе России, обычно не рекомендуется делать угол наклона ската меньше 20°. От этого значения будем отталкиваться и мы.
Итак, пусть на нашем гараже (рис.1) мы решили сделать угол наклона ската равным 20°. Крыть будем профнастилом. Теперь нам нужно решить, какой высоты необходимо выкладывать стены. В данном случае низкую стену делаем высотой 2,4 метра. Значение это выбирается в каждом случае индивидуально, в зависимости от Ваших личных предпочтений и особенностей Вашей постройки. Высоту противоположной стены определяем по простой формуле:
Н в = Н н + В×tg α,
где Н в – высота высокой стены;
Н н – высота низкой стены;
В – ширина постройки (гаража);
α – угол наклона ската.
В нашем случае Н в = 2,4 + 4,8×tg 20° = 4,2 м. (немного округлили в большую сторону).
Теперь можно приступать к кладке стопы гаража. Обратите внимание, что у высокой стены последний ряд не проложен. Почему, станет ясно позднее.
ШАГ 1: Строительство крыши начинаем с установки мауэрлата. В качестве мауэрлата используем брус 100х150 мм (рис.3). Он кладётся заподлицо с внутренними стенами. Обратите внимание, как выложена наклонная стена.
Рисунок 3
Также вместо бруса можно использовать две сшитые между собой гвоздями доски 50х150 мм. О таком примере я писал в статье об установке мауэрлата. Там описывается несколько способов закрепления мауэрлата на стене. Вдобавок к ним, я хочу показать Вам ещё один, который мы иногда используем при возведении крыши на газо- и пенобетонных стенах, когда заказчику не хочется делать армопояс (Рис.4):
Рисунок 4
Здесь применяется усиленный кровельный уголок 90х90. К газобетону его крепим при помощи двух ʺGBʺ дюбелей диаметром 14 мм. Держат они замечательно. Такие уголки ставим на мауэрлат примерно через 80-100 см.
Обратите внимание, что под мауэрлат необходимо положить рубероид, чтобы не было контакта дерева с газобетоном и металлом. На всех последующих рисунках рубероид просто не показан, но наличие его обязательно.
ШАГ 2: Начинаем установку стропил. Для этого в первую очередь нам нужно определиться с их сечением и шагом между ними. В этом нам опять будет помогать программа, описанная в статье ʺСтропильная система. Расчёт стропил и балок перекрытияʺ ().
Хочу ещё раз уточнить. Я не являюсь автором данной программы. Но пользуюсь ей всегда, за неимением ничего другого (более или менее понятного). В прочности крыш, которые мы уже построили, я полностью уверен. Эта уверенность, приходит в процессе строительства, когда сам лазишь по стропилам и когда осматриваешь стропильную систему через несколько лет после постройки дома (такие возможности у меня бывают).
Программа конечно не идеальна и иногда самому приходится делать какие-либо допущения. Поэтому не судите строго. Главное, чтобы все эти допущения работали в сторону увеличения запаса прочности стропил и балок.
Вернёмся к нашему гаражу. Выберем в качестве примера регион — Подмосковье. Сумма снеговой и ветровой нагрузок составит 196 кг/м 2 . Откуда берётся эта цифра, я подробно описывал в статье (ссылка выше). Думаю повторяться нет смысла. Кстати как раз вот здесь я делаю в расчёте одно допущение. В программе, при вводе исходных данных, запрашивается значение только снеговой нагрузки (Рис.5). Графы для ввода ветровой нагрузки вообще нет. Поэтому я просто прибавляю её к снеговой, хотя знаю, что она действует в другом направлении (снеговая — сверху, ветровая – сбоку).
Рисунок 5
Шаг стропил мы ввели 0,5 метров. Результат расчёта (во вкладке Строп.1) показан на рисунке 6. Для стропил выбраны доски сечением 50х200 мм. Конечно шаг маловат, но куда деваться. Если взять его равным 0,6 метров, то данное сечение расчёт не проходит. Конечно, можно в качестве стропил взять, например, брус 150х100, тогда и минимальный шаг изменится. Здесь Вы уже можете импровизировать. Я привык работать с досками либо сечением 50х150, либо 50х200 мм.
Рисунок 6
Кстати на рисунке расстояние между опорами (4,2 метра) - это внутренняя ширина нашего гаража.
Определив сечение, производим разметку запилов стропил. Берём доску 50х200 мм подходящей длины и ставим её на мауэрлат (см. рис.7). Она должна свисать со стен с запасом (у нас получилось 53 см), чтобы после окончательной подрезки, карнизы получились шириной в пределах 40-50 см.
Рисунок 7
Теперь используя либо угольник, либо рулетку с небольшим уровнем делаем разметку нижнего и верхнего запилов. В данном случае мы делаем ширину запила равной ширине мауэрлата – 150 мм. Глубина запила при этом получится 48 мм (см. рис.8). Такие точные значения мне выдаёт программа, в которой я рисую трёхмерную модель крыши (Google SketchUp). В реальной работе, такой точности до миллиметра конечно не будет, да она там особо и не нужна.
В других статьях, при рассмотрении крыш с большими углами наклона скатов, подобные запилы выполняются исходя не из ширины мауэрлата, а исходя из максимально допустимой глубины запила. Она обычно составляет 1/3 от высоты сечения стропила. Сейчас же у нас 1/3 от 200 мм – это 66 мм. Мы в это значение укладываемся. А делать ширину запила больше ширины мауэрлата смысла абсолютно нет.
Рисунок 8
Итак, мы получили шаблон, по которому делаем все последующие стропила и производим их установку (см. рис.9):
Рисунок 9
Крайние стропила не касаются наклонных стен. На рисунке выше это можно разглядеть. Зазор около 5 см.
ШАГ 3: Изготавливаем и устанавливаем карнизные кобылки (см. рис.10):
Рисунок 10
Изготавливаем мы их из досок того же сечения, что и стропила. На наклонную стену перед установкой кобылок раскатываем рубероид. На рисунке он не показан.
Последовательность здесь такая. Сначала ставим две крайние кобылки и натягиваем между ними шнурку (см. рис.11):
Рисунок 11
Затем с шагом около 0,8-1 м устанавливаем остальные (см. рис.12).
Рисунок 12
Закрепить кобылки достаточно 2-мя гвоздями (120 мм) забитыми в торец через стропило. Крайние кобылки можно закрепить кровельными уголками непосредственно к наклонной стене.
ШАГ 4: Устанавливаем торцевые (ветровые) доски (см. рис.13):
Рисунок 13
Используем дюймовые доски 25х200 мм.
Также, нам необходимо заложить мауэрлат на высокой стене (см. рис. 14). Сделать это можно либо газобетоном, либо обычным кирпичом. Опять же дерево должно быть отделено от другого материала слоем рубероида.
Рисунок 14
ШАГ 5: Подшиваем карнизы снизу. Делается это в зависимости от окончательной отделки крыши. Карнизы либо зашивают полностью, либо, как в нашем случае, подшиваются только пояса под последующую отделку сайдингом (см. рис.15):
Рисунок 15
В качестве поясков достаточно использовать доски 25х100 мм.
ШАГ 6: Теперь делаем обрешётку (см. рис.16):
Рисунок 16
Необходимое сечение досок обрешётки можно определить в программе, которая используется для расчёта стропил и балок (см. рис.5). В нашем примере взяты доски сечением 25х100 мм, шаг их составляет 350 мм. На рисунке мы видим надпись — ʺНесущая способность обрешётки обеспеченаʺ.
В качестве основания под профнастил, которым мы хотим покрыть данную крышу, в целях экономии можно использовать необрезные дюймовые доски. Но брать нужно только так называемую ʺвторую доскуʺ (см. рис.17):
Рисунок 17
Цена такого материала почти в 2 раза ниже, чем обрезного. Только есть одно очень важное замечание. Перед укладкой досок на крышу с них обязательно нужно счистить кору. Под ней часто живут личинки жучка (короеда), которые сначала съедают кору, а затем приступают к самой древесине. Избавиться от них впоследствии довольно трудно. Некоторые говорят, что вообще невозможно.
ШАГ 7: Ну вот, стропильная система готова. Теперь мы кроем крышу профнастилом и обшиваем карнизы сайдингом (см. рис.18):
Рисунок 18
Таким образом мы сделали не утеплённую односкатную крышу. Понятно, что такая конструкция подходит только для холодных помещений. Если мы собираемся отапливать помещение, то крышу нужно будет утеплять. Давайте посмотрим, какие дополнительные работы необходимо для этого провести.
Первые пять шагов делаем так же, как описано выше. Затем выставляем заглушки для укладки утеплителя (см. рис.19). Делаем их из дюймовки (доска толщиной 25 мм).
Рисунок 19
Теперь укладываем утеплитель. Снизу к стропилам должна быть подшита пароизоляционная плёнка. На рисунке она не показана.
Давайте поговорим о строительстве простой двухскатной крыши . В конструкции этой крыши нет ничего сложного, и Вы легко сможете изготовить её своими руками . Такого типа крышу можно использовать на любом другом здании (дом, баня, хозяйственная постройка, гараж…).
Изготовление крыши начинаем со снятия размеров, изготовления чертежей и расчетов. В интернете есть онлайн сервисы для расчетов кровли . Если Вы подзабыли теорему Пифагора , тогда онлайн калькулятор расчета стропильных материалов Вам в помощь. С помощью такого калькулятора вычисляем длину стропил и углов крыши. Зная эти параметры, изготавливаем шаблон , по которому изготавливаем необходимое количество стропил. Для изготовления стропил подойдет доска 50х150 мм.
Стропила снизу не обрезаем по размеру, а оставляем немного длиннее.
Первым делом устанавливаем крайние стропила. При установке крайних стропил проверяем вертикальное расстояние от верхней обвязки (мауэрлата, перекрытия, стены) до коньковой доски.
Доски, вертикально прибитые к стенам, помогут нам ровно и безопасно установить крайние стропила.
Устанавливаем (если это необходимо) балку, которая поддержит потолочное перекрытие и не позволяет ему провиснуть. Потолочные балки будут прикреплены к ней снизу, а укосы и подпорки коньковой доски сверху. Также на эту балку установлены вертикальные подпорки и укосы, поддерживающие коньковую доску. Можно балку сделать из доски 50х150мм или из бруса 100х150мм.
Если ширина потолка и его вес с утеплителем не большие, тогда можно обойтись и без поддерживающей балки.
Затем устанавливаем подпорки и укосы на коньковую доску (чтобы она не провисала под своим весом и была зафиксирована от продольного движения ).
Обрезать стропила следует после их установки. Когда все стропила установлены, проверяем диагонали ската (они должны точно совпадать), натягиваем шнурку и размечаем места обрезки и только тогда все стропила обрезаем.
Так как в данной конструкции крыши будет использована мелаллочерепица, переходим к укладке подкровельного материала (гидроизоляции ). На стропила внахлест укладывается гидроизоляционная пленка, затем к стропилам прибивается контробрешетка. Для контробрешетки подойдет доска 50х30 мм.
Контробрешетка фиксирует пленку и устанавливает необходимый воздушный зазор между пленкой и металлочерепицей .
Затем на контробрешетку прибиваем обрешетку с определенным шагом, который зависит от профиля металлочерепицы.
Для обрешетки можно использовать доску 30х150мм или 30х100мм.
Начинаем снизу и продвигаемся к коньку, последовательно устанавливая пленку-контробрешетку-обрешетку.
Перед монтажом стропильной системы возникает вопрос, с каким шагом ставить балки перекрытия. Правильно рассчитать расстояние между стропилами значит предотвратить впоследствии деформацию или даже разрушение каркаса кровли. Прочитав статью до конца, читатели узнают, какое должно быть расстояние между стропилами для различного вида кровли и как правильно произвести расчет.
Еще на этапе проектирования дома из дерева нужно произвести все расчеты нагрузок. Это относиться и к стропильной системе. Особенно важно это в деревянном домостроении, так как зачастую вместо мауэрлата используется верхнее звено. Исправить ошибки в такой конструкции впоследствии сложно. Для правильного расчета расстояния между балками существует методика.
Пролет каркаса крыши под строительство дома из бруса стандартно превышает 1 м, а самое маленькое допустимое значение это 60 см, такие показатели указаны в ГОСТах (см.рис.). Правильно рассчитать длину стропил их шаг можно следующим вариантом:
С помощью рулетки замеряется длина ската крыши, результат делят на размер шага каркаса крыши. Например, если расстояние между стропилами 1 м, значит делить нужно на 1, если 70 см, то на 0,7. Полученную цифру суммируют с 1 и округляют до ближайшего большего числа. Так можно определить количество балок для одного ската крыши.
На полученный результат нужно разделить длину будущего ската. В результате получится расстояние между каждой стропилом.
Для примера рассмотрим крышу, скат которой равен 25,5 м и шагом в 0,6 м. Высчитывать нужно следующие показатели: 25,5:0,6=42,5, к 42,5+1=43,5. Эту цифру округляем до ближайшего большего целого, получаем 44. Это количество стропильных балок на 1 скат будущей крыши.
Теперь высчитываем пролет между стропилами: 25,5:44=0,58 м. Получается, ставить ноги каркаса нужно через 58 см. Так можно легко рассчитать шаг любого каркаса крыши односкатной или сложной, без учета кровли. Но профессионалы рекомендуют свои расчеты под определенный вид кровли.
Шаг стропильной ноги в зависимости от материала
Так как каждый ковочный материал имеет свои характеристики и особенности. Среди самых распространенных можно отметить:
- Профнастил. Имеет различную толщину и форму тропецевидного изгиба. Стоит от 120 руб.
- Керамическая черепица. Дорогостоящий материал от 670 руб. Имеет 12 цветовых вариантов.
- Металлочерепица. Это более дешевый материал в отличие от керамического и стоит от 320 руб.
- Ондулин. Мягкая кровля шумоизолирует дом от дождя, града и т.п. Стоит от 340 руб.
- Шифер. Самый экономичный вариант от 90 руб.
Размер шага для самых распространенных типов покрытия рассмотрим ниже.
Шаг стропильных балок под профнастил
Зависти расстояние между балками крыши от размера листа которые имеет профнастил. Шаг балок каркаса крыши под профнастил стандартно берется не меньше 60 см и не более 90 см.
Если это расстояние больше, то между стропильными балками крепятся доски с большим сечением. Сечение стропильных ног под профнастил выбирается 50х100 или 150 мм.
Самое важное при что нужно учесть собираясь крепить профнастил это обрешетка. Делают ее из доски сечением 30х100мм, монтировать нужно с пролетом от 50 см. Зависит это от марки и толщины которые имеет профнастил и наклона крыши.
Так крыша в 15º профнастил марки С 10 монтируется на сплошную обрешетку, профнастил С 21 монтируется на обрешетку с пролетом 30 см. Самый крупный профнастил С 44 монтируют на обрешетку с шагом от 50 см, до 1 м. При этом перед креплением обрешетки нужно продумать свободный проход дымохода, вентиляционной вытяжки и т.п.
Шаг стропильных балок под керамическую черепицу
Специфика монтажа стропильной системы для укладки керамической черепицы связанно с весом этой кровли. Изготавливают керамическую черепицу из глины, и эта кровля имеет вес больше чем у металлочерепица в 9-10 раз. Расчет нагрузки на стропильную систему у керамической черепицы равен 40-60 кг/м 2 .
Изготавливают балки для стропильной системы крыши под керамическую черепицу только из просушенного материала. Сечение подходит 50х150 или 60х180 мм. Стандартное расстояние между стропильными ногами при кровле черепицы 80-120 см. Зависит пролет от того какой уклон имеет крыша. При угле в 15º пролет между стропилами равен 80 см, при 750 через 1 м 30 см.
При вычислении шага нужно учесть длину балки. Взяв максимальную длину расстояние между стропилами минимально. И, напротив, при минимальной длине стропил шаг максимален.
При укладке керамической черепицы важно учитывать, что по крыше нужно будет передвигаться. Максимально безопасный шаг стропильных ног для такого передвижения 80 см.
Важно при укладке керамической черепицы это рассчитать пролет обрешетки. Это расстояние напрямую связано с размерами кровельного материала. Стандартный лист черепицы имеет длину 40 см. Укладка происходит внахлест от 50 до 90 мм. Рассчитывая шаг обрешетки, из длины черепицы вычитается размер нахлестав. В результате выходит шаг в 305-345 мм.
Для односкатной крыши под строительство дома из профилированного бруса сделать расчет не сложно. Если крыша сложной много скатной формы, то каждое расстояние между стропилами просчитывается на шаг обрешетки отдельно. Закрепив шнур на противоположной стороне ската кровли легко можно выполнить разметку рядов.
Особенности каркаса крыши под металлочерепицу
Металлочерепицу используют чаще, чем керамическую или профнастил. Внешне кровля напоминает керамическую черепицу, но в отличие от него легче монтируется и более легкая.
Весит металлочерепица от 35 кг/м 2 кровли. Это дает возможность облегчить конструкцию стропила и использовать балки меньшего сечения. Шаг между стропильными ногами каркаса крыши при этом увеличивается и равен ль 60 до 90 см. Брус используют сечением 50х150 мм.
Для создания вентилируемого пространства в балках под кровлей просверливают дыры диаметром в 12-13 мм.
Конструкция каркаса крыши под металлочерепицу мало чем отличается от профнастила или керамической черепицы. Но есть своя небольшая особенность: опора сверху крепиться на коньковый прогон сверху, а не сбоку как в остальных случаях. Так под металлической черепицей появиться вентилируемый зазор, который исключит скопление конденсата.
Особенности стропильных ног под ондулин
Ондулин это мягкая кровля применяемая под строительство дома из клееного бруса или из другого материала. Выпускают ондулин в форме листов, внешне напоминает крашеный шифер, но легкий. Этот материал отлично подходит для деревянных домов как малоэтажных, так и больших.
Стропильные балки под ондулин ставят с расстоянием не менее 60 см, максимально 90 см. Для стропильной системы используют брус из хвойных пород древесины сечением 50х150 или 50х200 мм. Меньшее сечение не обеспечит достаточной прочности стропильным прогонам.
Обрешетку на стропила ставят из материала сечением 40х50 мм с шагом в 60 см. Этого вполне достаточно для крепления листов ондулина с нахлестом в 30 см. Крепится ондулин специальными гвоздями, которые продают в комплекте.
Особенности стропильной системы под шифер
Шифер редко используют для покрытия крыш современных домов. Но в дачном строительстве и хоз. постройках этот материал незаменим. Он имеет низкую стоимость и легко монтируется.
Стропила под шифер
Стропильные ноги под шифер используются сечением 50х100 или 50х150 мм. Шаг крепления между стропилами не меньше 60 см и не более 80 см.
Обрешетку под шифер делают из брусков 50х50 мм или широкой доски 30х100 мм. Обрешетку стелют с шагов в зависимости от ската крыши. Для крутой односкатной крыши он равен 45 см. Расход получается 4 бруска на 1 лист шифера. Для пологой односкатной или двухскатной крыши 63-65 см, так расход уменьшается до 4 брусков на лист.
Отличается шаг стропильной системы под шифер конструкцией крыши. Для хоз. построек не редко монтируют односкатную.
Особенность размера между стропильными балками у односкатной и двускатной крыши
От того какой формы крыша зависит нужен ли при монтаже запас прочности. А от этого напрямую зависит расстояние между балками стропил.
Односкатная стропильная система
Односкатная кровля более прочная и простая в сборке. Толщину стропил подбирают в зависимости от вида древесины, ее прочности и специфики, которую имеет та или иная конструкция. Шаг между ними может быть 60-140 см. Так же при расстоянии учитывается, будет ли утепляться конструкция. Если да, то шаг должен соответствовать ширине утеплителя.
Толщину стропильных балок нужно высчитывать в зависимости от ската крыши. Для небольшого наклона в 15-20º можно использовать материал сечением 50х100 мм. Для крутого ската в 45º нужны более прочные сечением в 50х150 мм.
Двускатная стропильная система
Если выполнить расчет шага ноги каркаса односкатной или другого вида крыши не правильно, то крышу может увести, а от тяжести конструкции балки провиснут и погнутся. В таком случае простым ремонтам не обойтись, придется переделывать всю конструкцию. Поэтому так важно правильно рассчитать расстояние между ногами стропила, в зависимости от используемого материла кровли: профнастил, керамическая или металл черепица, ондулин или шифер и т.д.
Стропильная конструкция является основополагающим элементом скатной крыши. Неправильно высчитанное расстояние между стропилами, неверный учет нагрузки на возведенную систему балок, их неправильная установка, скорее всего, приведут к деформации и обрушению. Устойчивость стропильной системы зависит:
- от прочности внизу, к коньку в верхней части;
- обоснованности чертежа опоры для стропил с учетом длины пролета;
- качества древесины;
- шага стропил.
- тип кровельного материала (металлочерепица, шифер, прочее);
- расстояние (пролет) между рядом стоящими опорами;
- угол, под которым крепятся ноги стропила.
Очевидно, что главным условием надежности конструкции крыши является грамотно высчитанное расстояние между стропилами. Как определить эту величину для односкатной, двускатной, вальмовой крыши, разобраться можно.
На чем основываются расчеты длины пролетов
Грамотный расчет конструкции, при которой шаг всех стропильных ног высчитывается по одинаковому принципу для любого типа крыши, базируется на таких показателях:
- вес стропил;
- вес утеплителя;
- вес кровли;
- вес обрешетки;
- снега;
- ветра;
веса человека или людей, которые будут впоследствии заниматься ремонтом, обслуживанием самой крыши и объектов на ней находящихся.
Снег и ветер – величины для каждого региона разные, искать эти показатели нужно в справочной информации конкретной местности, региона.
Как рассчитать стропильные промежутки
Точное расстояние между стропильными ногами вычисляют с применением сложных математических формул, сопромата, однако многие умельцы справляются с этой задачей по-своему. После того как проведен расчет максимальной нагрузки, следует произвести такие действия:
- измерить длину крыши;
- полученный результат поделить на пролет каркаса крыши или приблизительный шаг для установки стропил, (шаг стропил это расстояние от одной до другой ноги стропильной системы, обычно в расчет принимается стандартная величина, приблизительно выбранная);
- добавить к полученному результату единицу, округлить полученное значение;
После этого длину кровельного ската следует поделить на полученное значение (число стропильных ферм) – получится искомый шаг стропил.
Пример расчета. Скат имеет в длину 27м, выбранный шаг составляет 0,8м.
27:0,8=33,75
33,75+1= 34,75
округляем = 35, Цифра 35 означает, что нужно ставить 35 стропил.
Определяем расстояние между стропилами: 27: 35= 0,8. То есть нога устанавливается одна от другой на расстоянии 80 см.
Общепринятым стандартом является значение равное 1 метру, также оптимальным может быть шаг в восемьдесят, семьдесят, девяносто см. Очевидно, что порядок расчета нельзя назвать точным, потому, что не учтен тип кровельного материала.
Интервалы, между стропилами используемые под разные типы кровельных материалов
Осуществляя расчет шага ноги стропил необходимо учитывать характеристики и размеры кровельного материала. Наиболее популярными можно считать такие виды кровли:
- профнастил;
- керамическая черепица;
- металлочерепица;
- ондулин;
- шифер.
Данные виды кровли используют для монтажа крыш жилых домов, бань, хозяйственных построек. Для каждого типа кровли и формы крыши, односкатной, двухскатной или иной используется определенный промежуток между стропилами.
Профнастил
Профнастил современный долговечный материал, изготовленный из оцинкованного листа, сформированного в определенный профиль. Материал легкий, прочный. При его использовании расчет расстояния между рядом стоящими стропилами составляет 60-90 сантиметров. Большее расстояние возможно, только если есть скрепляющая стропила доска большого сечения. Обрешетка для профнастила делается из доски тридцатки, монтируется через 50 см друг от друга, если угол крыши 15°, профлист укладывают на обрешетку, устланную без промежутков.
Шаг стропил под профнастил не зависит от его марки. Так, С44 самый тяжелый материал крепят на обрешетку с пролетом 30 см, но шаг стропил при этом не меняется.
Керамочерепица
Расчет шага стропильных балок под керамочерепицу, материала большого веса, дорогостоящего, несколько отличается от прочих. Для материала вес, которого велик, используют только просушенные прочные балки сечением 50х150, 60х180 см. Оптимальные, принятые за стандарты расстояния между стропилами составляют от 80 до 120 см. Выбор интервала зависит от уклона и типа крыши. Расчет необходимо производить с учетом длины стропильной балки. Для самого длинного стропила требуется минимальный шаг и наоборот малая длина стропила позволяет использовать шаг максимальной ширины.
Металлочерепица
Металлочерепицу можно смело назвать лидером среди всех кровельных материалов. Ее используют для сложных, вальмовых, щипцовых, шатровых, односкатных крыш. Монтаж ее намного проще керамической черепицы. Металочерепицу можно положить на старую крышу, заменить керамочерепицу, шифер, используя при этом старый шаг. Металлочерепица вести меньше в 10 раз, поэтому используют балки меньшего сечения 50х150, шаг между стропилами составляет от 60-90 см, стандартные величины. Особенно удобно утеплять такую крышу, включив в расчет ширину рулонного или листового утеплителя.
Ондулин
Этот вид мягкой кровли становится все более популярным, легкий, удобный в монтаже, прочный и долговечный. Листы ондулина крепятся в нахлесток на обрешетку 40х50 из досок хвойных пород деревьев (шаг 60 см).
Шаг стропильных ног при этом от 60 до 90 см. Балки нужны сечением 50х150 или 50х200.
Шифер
Шифер широко используется для покрытия хозяйственных построек, бань, домов, гаражей. Поэтому, какое должно быть расстояние между стропилами при использовании этого кровельного материала знают многие. Использование именно этого материала создало систему шага стропил 60-80, обрешетки 50х50. Обрешетку делают из брусков 50х50 или тридцатой доски в зависимости от ската. Для пологой односкатной крыши используется шаг обрешетки 45 см, для двускатной – 65 см.
Как различаются шаги стропил двускатной и односкатной крыш
Каждый тип крыши имеет свою прочность. От того какой запас прочности следует закладывать при монтаже того или иного типа крыши зависит шаг стропильных балок.
Односкатные конструкции крыш, которые характерны для простых построек хозяйственного назначения, делают из брусьев, укрепленных на стены. Расстояние между стропилами крыши напрямую зависит от их длины. Важно также учитывать сечение используемого бруса исходя из того, что чем длиннее промежуток, тем больше нагрузка.
Двускатная система, к которой относятся щипцовая, шатровая, вальмовая и прочие конструкции всегда монтируют с теплоизоляцией. Стандартный шаг для подобных крыш равен 1- 1,2 метра. В каждом конкретном случае расчет выполняется с учетом, как уже говорилось веса кровельного материала и прочего, за основу берется СНиП 2.01.85, в котором рассматриваются все виды нагрузок и воздействий. Шаг вычисляется по обычной схеме, приведенной выше. Обязательно учитывается угол наклона. Угол в 45° позволяет использование всех видов кровли. При одинаковых скосах крыши вычисляют шаг одной стороны.
Придерживайтесь следующих советов:
- Если принято решение о самостоятельном обустройстве кровли проверьте правильность своих расчетов у специалистов или на худой конец воспользуйтесь услугами онлайн калькуляторов строительных компаний.
- Определяя шаг стропил, помните о теплоизоляции, любой рулонный или листовой утеплитель со временем сжимается. Помните о вентиляционных отверстиях, гидроизоляции.
- Если наклон крыши 45° и более, вес человека из суммы максимальной нагрузки вычитается, что позволяет использовать меньше стропил (на 20%).
- Определитесь, какой тип: наслонные или потребуются для выбранной геометрии крыши.
- Не торопитесь с выбором бруса, он должен быть сухим (остаточная влажность не более 20%), изготовленным из хвойных пород дерева.
В строительстве своего дома мечты вы уже на финишной прямой, и пришло время разобраться с премудростями стропильной системы? Скажем так: вас ожидают приятные заботы: расчет угла, веса и запаса прочности стропил, договор со знакомым мастером или компанией, или же заготовка всего необходимого инструментария для самостоятельной плотницкой работы.
А, чтобы завтра все эти заботы не стали головной болью и вы не переживали о том, правильно ли делается тот или иной узел, мы и подготовили для вас эту статью. Итак, давайте разберемся, как сделать качественные стропила для двускатной крыши своими руками так, чтобы было не хуже покупных.
- Кратких сроков изготовления.
- Технологической точности всех деталей.
- Одинаковых, уже подогнанных размеров всех конструктивных элементов.
Но будьте тогда готовы и к таким минусам:
- Высокой стоимости (минимум в два раза выше, чем если вы стругали стропила сами).
- Задержка с поставкой (особенно в сезон).
- Использование некачественной или недосушенной древесины (а потом крышу «поведет»).
Так удобство или качество? Если вам не впервые что-то вырезать или выстругивать из дерева, смело беритесь за изготовление стропил! Вот как все это выглядит в жизни:
Стропила в строительном мире на простом языке принято делить а основные, т.е. несущие, на которых крыша и держится, и на вспомогательные, которые находятся внутри крыши и служат опорой для подшива потолка и стен мансарды (если таковая планируется). От того, насколько точно и правильно вы рассчитаете заранее стропильную систему, зависит прочность и надежность будущей крыши.
Сама стропильная система любой двускатной крыши состоит из таких основных элементов, которые вам нужно изготовить:
- Мауэрлат.
- Вертикальные стойки.
- Ригели.
- Стропильные ноги.
- Распорки.
- Коньковый прогон.
Сложные кровельные конструкции со множественными элементами лучше поручить рассчитывать профессионалу, но с небольшой крышей частного дома вы справитесь. Для этого вам понадобятся вот такие простые формулы, которые помогут вам узнать, какой толщины должны получиться стропила, с каким наклоном и каким пролетом:
Как составить проект будущей крыши?
Действует в строительстве крыш золотое правило – семь раз отмерять, и лишь раз отрезать. И в первую очередь вам важно понять, что у каждой стропильной ноги свое индивидуальное расположение. А потому сначала обязательно составьте подробный проект, и лучше в специальной программе. Только после этого по своей ЗД модели будущей крыши отметьте, где именно и какие именно будут соединения стропил с мауэрлатом и между собой.
Важно максимально точно определить угол наклона стропил и под каким углом им нужно делать срезы. А о том, как сделать все эти стропила для двускатной крыши самостоятельно, не беспокойтесь: вам все лишь понадобится обычный станок.
Определяем угол наклона крыши: рассчитываем нагрузки
Угол наклона двускатной крыши делают от 5° до 90°. Но самый проверенный и стандартный вариант – 35°-40°, где наиболее рационально распределяются нагрузки и расходуются строительные материалы.
Прямые скаты строят тогда, когда под крышей в будущем будет находиться только нежилой чердак, главная функция которого – вентиляция и регулирование теплообмена. А вот когда подкровельное пространство планируется жилым, мансардным, изначально планируют так называемую ломаную двускатную крышу. Ее отличие в том, что скаты посередине имеют как бы излом, который меняет их угол на более крутой. И для обустройства мансарды, и для защиты всего дома от непогоды такая конструкция вполне подходит.
Обратите внимание, что под большинство кровельных материалов подходит только угол наклона более 45°.
Постоянные и переменные нагрузки на крышу
От этих же нагрузок зависит, какой нужно делать шаг стропил для вашей двускатной крыши. Подобрать нужное сечение стропильных ног вам поможет эта таблица:
Показатели стропил на прогиб
Даже крепкие на вид стропила могут не подойти для строительства крыши жилого дома из-за того, что у них недостаточны показатели на прогиб. Существуют отдельные пункты в разделе СНиПов, которые называются «Нагрузки и воздействия».
А самый простой способ увеличить прочность стропил на прогиб – сделать больше сечение. Немного сложнее – усилить специально балкой, выводя ее край на подкос.
Усилительные элементы для стропил
Чем больше стоек, подкосов и схваток – тем больше у всей стропильной системы стойкости и стабильности.
Если у вас есть подозрения или даже точный подсчет, что простая конструкция крыши не выдержит будущие нагрузки, сделайте для нее дополнительные элементы усиления. Такая профилактика никогда не повредит, зато избавит от многих проблем. Заметим, что особенно обидно, когда проваливается крыша гаража – прямо на автомобиль. Да и для жилого дома такие проблемы – не в радость.
Усиливают жесткость стропильной конструкции подкосы, дополнительные прогоны и опорные стойки. Подкосы призваны уменьшать пролет стропильных ног. Угол их наклона к горизонтали обычно составляет не менее 45°.
А прогон – это горизонтальная балка, которая располагается параллельно коньку и закрепляется на вертикальных стойках. Подробнее на видео:
Определяем тип крыши: холодная или теплая?
А теперь о понятии чердака. Если вы строите крышу бани или небольшого хозяйского помещения, ее можно делать по самой упрощенной технологии – поставили стропила, соединили в коньке и накрыли листами рубероида. А вот для крыши жилого дома, где важна вентиляции, таким принципом не обойтись. Здесь уже будут минимум три уровня:
- Верхний или первый уровень стропил – около 200 мм.
- Средний всегда равняется по высоте вспомогательных стропил.
- Третий – уже на обрез стены.
Так удобно укладывать утеплитель, ведь крыша жилого дома отличается тем, что вверх поднимается тепло и при отсутствии теплоизоляции кровельное покрытие постоянно нагревается.
Итог: зимой снег подтаивает и сползает вниз, замерзая и накапливаясь еще больше у холодного карниза. Проблем от этого немало: и длинные опасные сосульки, и забитая водосточная система, и постепенное разрушение всей кровли. Решайте сами!
Определяем тип стропильной системы: наслонная или висячая?
Итак, а теперь самое время продумать опорные основания для будущих стропил, которые также необходимо заранее подготовить и от которых будут зависеть многие параметры самой крыши. Так, стропила делят на наслонные, висячие и гибридные.
Висячие стропила обычно – удел небольших и легких крыш, расстояние между опорами которых не превышает 6 метров. А вот в зданиях с несущей средней стеной или дополнительными опорами для крепости крыши устраивают наслонные стропила. Или же вот такой комбинированный вариант:
Еще одно отличие в том, что висячая стропильная система заставляет работать мауэрлат на сжатие, а наслонная – на срез. Но главная задача и наслонных, и висячих стропил – максимально равномерно передать нагрузки всей крыши на стены и фундамент.
Подбираем материал для стропил
Итак, если вы определились с будущими нагрузками, самое время подобрать подходящий материал. В качестве его для изготовления стропил обычно используются:
- Древесина. Массив, доски или клееный брус.
- Облегченный металлический профиль. Речь идет о профилях из оцинкованной стали.
- Черный металл. Это двутавры и стальные швеллера.
- Тяжелые железобетонные конструкции для промышленного строительства.
Сухая доска: экономичный вариант
Если на стропильную систему большие нагрузок не ожидается, то стропила делайте из сухой строганной доски с небольшим сечением. А вот если в вашей местности не редкость снег по колено и кровельный материал будет не из легких – тогда некоторые из составных элементов вам придется изготавливать клееными. Вот и вся разница.
Из доски удобнее всего делать удлиненные боковые стропила и диагональные стропильные ноги. Итак, доска в 40 мм толщиной, которую часто используют для хозяйственных построек, для крыши не годится. Не менее 50 мм! Причем чем длиннее планируется стропильная нога, тем шире должна быть сама доска. Так, стропила длиной 6 метров и вовсе придется делать из доски шириной 150 мм, а еще длиннее – из доски 180 мм.
Для крыши каркасного дома это действительно один из самых лучших вариантов!
А еще стропила из доски – наиболее экономичны, и при этом почти не уступают в прочности брусовым. Важно только правильно подобрать сечение и использовать качественный материал. Поэтому при покупке материала обязательно захватите собой специальный прибор для замера влажности древесины и воспользуйтесь им. Нет ничего хуже сырых стропил. И дело не только в будущей плесени: такую крышу станет вести и коробить, ведь этот материал меняет свои формы при высыхании. У стропил полетят крепления и даже отскочит местами покрытие вашей двускатной крыши. Одним словом, проблем не оберетесь!
Зато из обычной доски удобнее всего сращивать стропила по длине:
Прочный металл: противостояние сырости
И, вам будет интересно узнать, что стропила можно изготавливать не только из дерева! Так, былую популярность себе сегодня возвращают железные стропильные системы, которые когда-то использовались исключительно для промышленного строительства. И, заметим, у этого материала для крыши немало своих преимуществ, наиболее ценное из которых – полное отсутствие грибка от сырости. Подкровельное пространство ведь как раз чаще всего «радует» случайными протечками.
А сама работа с такими стропилами при монтаже не сложнее, чем с деревянными – смотрите сами:
Брусья: преимущества качественной древесины
Брус более прочен, но плох тем, что имеет большой вес и в местах креплений приходится делать врубки. Для бревна это не только проблема, но и некоторая потеря несущей способности такой стропильной ноги. Но пока что этот материал – самый популярный для изготовления стропил.
Более всего для изготовления стропил подходит пиломатериал, который отвечает требования ГОСТ 8486-86 или 2695-83. А это:
- Влажность не более 18%, измеренная влагометром.
- Трещины, которые не сквозные и не превышают половины длины доски.
- На каждый погонный метр – не более трех сучков, и каждый из них – не более 30 мм диаметром.
А потому при покупке древесины на стропила обязательно проверяйте документы у продавца, которые говорят о качестве продукции.
Важен также и сорт древесины. Чем меньше сучков и трещин будет на брусьях, тем лучше. Некоторые сорта также радуют хорошей влагостойкостью и сопротивляемостью гниению и вредителям. Для крыши это то, что надо. Поэтому рекомендуем делать стропила из древесины хвойных пород, которая богата смолой, а смола – это естественный барьер от гниения. Но специальная обработка все-таки нужна.
И учтите также такой факт: при изготовлении стропильной системы материала нужно приобретать на 5-7% больше, чем необходимо, ведь не всегда будет получаться сделать идеальный разрез стропила или врубок нужной глубины. Перерасход все равно будет, а потому запаситесь им заранее, чтобы на всю стропильную систему у вас было дерево одной влажности и свойств.
В противном случае, если какие-то отдельные элементы крыши вам пришлось приобретать отдельно, они могут сохнуть дольше (дерево всегда сохнет), или наоборот. Перекосы могут получиться немалыми, т.е. на весь каркас крыши постоянно будут воздействовать разные физические силы растяжения и давления. Любой опытный кровельщик вам скажет, как это плохо и чем это чревато. А потому – материал для изготовления стропил берите больше, чем планируете. Если все пройдет гладко – будет из чего смастерить первую скамейку перед новым домом.
Обработка антисептиками и пропилентами
А на этом этапе уже важно защитить будущую стропильную систему от биологического разрушения. Вы ведь не хотите, чтобы через пару лет эксплуатации крыша завалилась? А потому обязательно обработайте древесину для стропил огне- и биозащитой.
Стропила обычно пропитывают антиспетиком, а поверх обрабатывают антипиреном. Можно также чередовать такую обработку несколько раз. Если же вы используете универсальную пропитку, знайте, что в ее состав обычно входят средства с разным сроком службы. Например, огнезащита закончится раньше, чем био.
А вот выбор средств для обработки на сегодняшний день – огромен. Это и универсальные защитные средства, и самые разные антипирены, и антисептики. Определиться легко: если вы строитесь в достаточно жаркой и засушливой местности, в первую очередь применяйте противопожарные пропитки, которые лишают древесину естественной возгораемости. А если ваш дом будет стоять там, где влажность воздуха высока почти круглый год – защищайте от гниения.
Можно, конечно, использовать оба препарата – но только не смешивая, иначе так испортится весь материал. Нужно всего лишь выбрать одно средство как пропитку, а второе – как защитный поверхностный слой. Только старайтесь разводить все в той концентрации, в которой указал производитель. Но ничем не обрабатывайте мерзлую или влажную древесину: ее волокна просто ничего не впитают.
Видео-подсказка по теме обработки стропил:
Отметим, что кисть или распылитель при обработке стропил дают мало результата – куда лучше полное погружение и последующая сушка. Просто используйте обычную емкость, покройте ее пленкой изнутри и сделайте для будущих стропил «ванную». Причем все это провернуть желательно еще на земле, как только привезете материал на место, т.к. в готовой стропильной системе будет сложно добраться до внутренних элементов соединений. А они самые беззащитные в плане попадания влаги. Сушите после обработки детали так, чтобы проветривались всех стороны, и не менее 24 часов.
Не забывайте также, что древесина, как любой натуральный материал, подвержена биологическому разрушению. Поэтому, кроме огне-био-защиты, важно продумать гидроизоляцию во всех местах примыкания стропильной системы к кирпичным стенам дома, если таковые имеются.
Делаем правильные надрезы на стропилах
А теперь переходим к практике. Первым делом вам обязательно нужно изготовить удобный шаблон, по которому вы сделаете ровные одинаковые стропила:
И следуем таким инструкциям:
С жестким креплением придется повозиться:
Если же речь идет о подвижных узлах, тогда следуйте такому принципу:
На практике все на самом деле просто:
Как вы видите, глаза боятся, а руки делают!
Как собрать стропильную систему?
Наконец-то стропила готовы, и можно приступать к их монтажу.
Сооружать на земле или на крыше?
Итак, на деле все достаточно просто и чем-то похоже на детский конструктор. Проще и удобнее всего изготовить фермы прямо на земле, и только затем их поднять. Немного сложнее сборка стропил прямо на крыше, зато поднимать их туда легче. Вот от этого и отталкивайтесь: если у вас есть возможность (кран, например) затащить на крышу 200 кг одной фермы – тащите, если нет – поднимайте каждое отдельное стропило по 50 кг при помощи подручных средств и делайте сборку на месте.
Итак, первым делом для удобства сделайте шаблон, по которому будете собирать стропильные фермы, и еще один шаблон для монтажных запилов на стропилах (используйте фанеру). Вам останется только вырезать на стропилах монтажные запилы, приложив шаблон, и соединить их между собой под определенным углом. Вот этот треугольник и называется стропильной фермой.
Внимание на прочность – правила наращивания длины
Если же толщины или длины доски для изготовления нормальной стропильной ноги не хватает, делайте наращивание стропил. А способов – несколько:
- Сплотить доски между собой, сложив широкими сторонами и прошив гвоздями.
- Уложить доски в половину длины, получив в итоге особо прочную стропильную ногу, способную выдержать немалые нагрузки.
- Сделав косой срез на торцах, чтобы создать вертикальный противоскользящий упор, и соединить болтом.
- Уложить две доски с нахлестом по длине в метр, соединив стропило шпильками или гвоздями.
Еще учитывайте при расчетах, что на конек крыши приходится около 50% нагрузки от всей стропильной системы. А потому балку для конька всегда изготавливайте так, чтобы запас прочности у нее был минимум на 25% больше, чем рассчитано изначально.
А самые уязвимые части стропильных конструкций – нижние, те, что опираются на мауэрлат.
Готовим стропильные фермы
Закреплять стропильные узлы нужно при помощи:
- Внешней прямой скобы.
- Металлической угловой пластины.
- Внутреннего металлического стрежня.
Соединить такие стропила можно также шпильками – так даже будет прочнее. Для этого вместо среза теперь делаем врубку в полдерева и соединяем стропила уступом. Далее сверлим отверстие под шпильку 12-14 мм и закрепляем гайками с широкими шайбами.
Начнем с обзора проверенных дедовских методов:
Вот как им работать:
При сборке стропильной фермы висячего типа нужно соединить верхние концы стропильных ног. Для этого подрежьте торец каждого под точно таким же углом, под которым делаете крышу, соедините балки плоскостями срезов и зафиксируйте при помощи двух гвоздей. Место стыка закройте деревянной накладкой или металлической пластиной.
Еще один полезный мастер-класс:
Подъем и установка готовых ферм
Уже на крыше в первую очередь вам нужно начать с установки тех стропил, которые образуют две крайние фермы двускатной крыши (их еще называют фронтонными). Чтобы дополнительно закрепить их, поставьте временные подкосы. Далее протяните между крайними вершинами ферм прочный шнур, который станет уровнем для промежуточных стропил.
Теперь поднимаем и ставим все остальные стропильные фермы на расстоянии друг от друга не менее 0,6 метров. Снова-таки, если некоторые конструкции получились у вас достаточно громоздкими, подоприте их теми же временными подпорами.
Остальное –дело техники: