Как сделать каркас крыши. Как сделать каркас кровли своими руками? Монтаж каркаса кровли

Строительство крыши – один из важнейших этапов возведения дома. Стропильная часть крыши требует особого внимания, как на этапе проектирования, так и на этапе непосредственной сборки. Прежде чем приступать к монтажу стропильной системы крыши, придется разобраться во всех тонкостях вопроса. Расчеты лучше всего доверить профессионалам. В проектировании крыши учитывается огромное количество факторов, это ветровые и снеговые нагрузки, вес стропильной системы и кровельных материалов, геометрия и технические параметры строения.

Существуют специализированные компьютерные программы для вычисления оптимальной конструкции крыши и подсчета количества необходимых строительных материалов. Нагрузки и воздействия можно уточнить в одноименном СНиП 2.01.07-85. Там же приведены корректирующие коэффициенты для отдельных регионов. Почти все расчеты необходимо увеличивать на 10% для создания запаса прочности.

После того, как готов проект крыши, встает вопрос о правильности монтажа стропил крыши. Стропильные фермы, в большинстве случаев, представляют собой треугольник. Это самая прочная и экономически выгодная форма. Стропила могут быть выполнены из различных материалов: дерево, металл или железобетон.

Допускается и сочетание различных материалов в одной конструкции.

Соединения стропил

Стропильные фермы можно сделать самостоятельно, в соответствии с проектом, или заказать изготовленные в заводских условиях. Изготовление на заказ не накладывает ограничений по форме, объему и размерам. На заводе может быть сделана как стропильная система целиком, так и отдельные элементы для последующей сборки непосредственно на месте. Крепления стропил промышленного производства обычно выполняют с помощью металлических пластин, предусмотренных производителем. Стропила, изготовленные самостоятельно соединяются схемой паз-шип и укрепляются гвоздями, болтами, скобами и хомутами.

Необходимо учитывать, что деревянные элементы стропильной системы должны иметь влажность не выше 20%. Материал может дать усушку. Крепление стропил крыши гвоздями или скобами допустимо только для сухого материала. Если процент влажности вызывает хоть малейшее сомнение, стоит выбрать крепление болтами. Их можно будет подтянуть со временем, но отверстия для болтов ослабляют прочность стропил.

Требования к конструкции

К конструкции стропильной части крыши предъявляется три основных требования:

• Жесткость;
• Оптимальность веса;
• Качество материалов.

Требование жесткости напрямую относится к местам стыков и креплений всех элементов стропильной системы. Как уже говорилось выше, стропильная система, это система треугольных ферм, устанавливаемых параллельно друг другу. Треугольная форма сама по себе обеспечивает жесткость конструкции, но стропила должны быть надежно закреплены относительно друг друга. Даже малейшая подвижность может привести к плачевным последствиям.

Требование оптимальности веса исполняется на этапах расчетов. Общий вес складывается из всех элементов стропильной системы, гидро- паро- и теплоизоляции, кровельного материала. К примеру, натуральная черепица весит 40-60 кг/м2 , шифер 10-14 кг/м2, битумная черепица 6-8 кг/м2, а металлочерепица 3,5-4,5 кг/м2, Необходимо учитывать, какой вес способны выдержать опорные стены строения, с учетом постоянных и переменных нагрузок, ведь к массе самой кровли добавятся еще воздействия ветра и объем снега.

Качество материалов можно оценить по нескольким параметрам. Сорт древесины должен быть 1-3 сорта, с минимальным количеством сучков. Предпочтение отдается хвойным породам. Допустимая длина доски их хвойных пород древесины – 6,5м, из лиственных – 4,5. Мауэрлат, подушки и прогоны делают из твердых лиственных пород.

Вне зависимости от стоимости и качества материалов, необходимо помнить о гидроизоляции и обработке всех деревянных элементов антисептиками и антипиренами.

Основные части конструкции стропильной системы

Мауэрлат – это основание стропильной системы. Мауэрлат равномерно распределяет нагрузку на наружные стены строения.

Стропильная нога – жестко фиксирует элементы кровли, отвечает за угол наклона ската. От расположения стропильных ног зависит внешний вид крыши.

Прогон – скрепляет стропильные ноги. Коньковый прогон располагается верхним, боковые прогоны – сбоку.

Затяжка – скрепляет стропильные ноги в нижней части и предотвращает их «разъезжание». Стойки и подкосы – обеспечивают стропильной системе дополнительную жесткость.

Лежень – расположен снизу, параллельно коньку и служит основанием и опорой стойкам и подкосам.

Обрешетка – устраивается перпендикулярно стропильным ногам. Выполняется из досок или брусков Она призвана передавать нагрузку с кровельного материала на стропильные ноги и служить основанием для кровельного материала.

Названия деталей

Конек крыши – место стыка двух скатов крыши. Вдоль конька набивается сплошная обрешетка для усиления данной части конструкции.

Кобылки – устраиваются для организации свеса.

Свес крыши – это расстояние от стены дома до края кровли, предназначенный для защиты дома от попадания на стены избыточного количества осадков.

Формы крыш и стропильных систем

Форма крыши определяется, в первую очередь, геометрией здания. Различные формы крыш можно комбинировать в случаях сложных в плане строений.

Формы крыш

Крыши с уклоном от 2,5 до 10 градусов называют плоскими. Не всякое здание можно перекрывать плоской кровлей. Важны габариты строения и переменные нагрузки, свойственные для региона строительства.

Односкатная кровля имеет самое простое устройство стропильной системы и уклон от 14 до 26 градусов. Такое устройство кровли идеально подходит для пристроев, веранд, небольших сооружений, в которых одна из параллельных стен выше другой.

Односкатная крыша

Крыша с двумя скатами имеет более сложную систему стропил. Подкровельное пространство может быть как нежилым, чердачным, так и мансардным, благоустроенным. Уклон двускатной кровли принимают в диапазоне от 14 до 60 градусов. Стропильные системы двускатной кровли различаются еще и по типу. Бывают висячими и наслонными, в зависимости от габаритов и геометрии здания.

Виды стропильных систем

Четырехскатная кровля называется вальмовой или полувальмовой. Уклон такой кровли допускается от 20 до 60 градусов, а длина перекрываемого пролета может быть до 12 метров. Такая конструкция требует внутренних опор. Отсутствие фронтонов значительно экономит материалы, но устройство и монтаж стропильной системы требует больше внимания и средств, чем в случае двускатной крыши.

Ломаные крыши в нижнем ярусе могут иметь уклон до 60 градусов, верхний же ярус обычно более пологий. Чаще всего, ломанную крышу используют для устройства мансарды. Допустимая ширина дома до 10 м.

Такая крыша называется ломаной

Стропильные системы тоже могут различаться по форме.

Различные стропильные системы

Форма стропильной системы определяется габаритами строения и назначением подкровельного пространства. Подкосы, стойки и сами стропила могут быть использованы в качестве декоративных элементов интерьера или чердака.

Декоративные элементы

Типы стропильных систем

Кроме всего прочего, стропильные системы различаются еще и по типу. Бывают висячими и наслонными. Выбор типа стропильных систем зависит, как и все в кровле, от габаритов перекрываемого строения и положения несущих стен.

Система с висячими стропилами

Висячие стропила

Систему с висячими стропилами выбирают в том случае, если в здании нет внутренних несущих стен, а длина пролета не превышает 6 метров. В верхней части стропила опираются друг на друга, а снизу опорой выступает мауэрлат. Мауэрлат устанавливают в каменном или кирпичном доме. В случае, когда дом выстроен по каркасной технологии, стропила крепятся к верхней обвязке. В срубах из бревна или бруса – к верхнему венцу. Распор стропил уменьшается за счет затяжки. Балочные затяжки могут служить перекрытием верхнего этажа.

Затяжка располагается в самом низу. Если ее помещают выше, то называют ригелем. В случаях, когда перекрываемый пролет больше 6 метров, систему с висячими стропилами дополняют опорными стойками и раскосами. Для организации свеса используют кобылки. Специалисты рекомендуют наращивать стропила кобылой даже в случае возможности организации свеса за счет собственной длины стропильной ноги. Такое наращивание позволит опереть стропила на мауэрлат всей доступной площадью сечения. А сечение кобылки выбирают меньше сечения стропил.

Наслонные стропильные системы

Наслонные стропила

Основным требованием для организации наслонной стропильной системы является наличие в здании внутренней несущей стены или колонн. Крыша с наслонными стропилами может перекрывать пролеты от 10 до 16 метров. Уклон при этом выбирается исходя из погодных особенностей местности. В верхней части стропила опираются на коньковый прогон, в нижней – на мауэрлат. Параллельно коньковому прогону устраивается лежень, на который опираются стойки. Это позволяет обойтись без затяжек и ригелей. Если стропильная нога не имеет подкоса или опоры, ее длина не должна превышать 4,5 метров. Элементы наслонной стропильной системы должны иметь толщину не менее 5 см.

Вне зависимости от того, какой тип стропильной системы был запроектирован, важно:

• Нельзя добавлять в проект крыши узлы «от себя». Даже если кажется, что так будет надежнее. Смещение нагрузок, самое незначительное на первый взгляд, может привести к перекосу конструкции и возможному обрушению.
• Мауэрлат обязательно выравнивают в горизонтальной плоскости относительно стен дома. Следом, так же строго горизонтально стыкуют его со стропильной ногой. Вертикальные и горизонтальные уровни крайне важны для того, чтобы не допустить перекосов.
• Стропильные ноги, стойки и подкосы располагают строго симметрично.
• Для того, чтобы стропила не загнивали, в чердаках предусматривают продухи, а в мансардах – щели.
• Важным является соблюдение технологии утепления и пароизоляции крыши.
• Места стыков деревянных элементов с каменными стенами обязательно выстилают гидроизоляционными материалами.
• При расчетах стропильной системы важно учитывать местоположение дымоходов. Это может повлиять на ширину шага установки стропил.

Соединительные элементы

Допускается система креплений элементов способом врубки, но следует помнить, что это не самый экономичный способ. Врубка требует довольно большой площади сечения, для того, чтобы конструкция в целом не теряла своей прочности. А это означает, что и вес всей крыши, и стоимость строительных материалов будут значительно выше. В связи с этим, чаще всего узлы крепят нагелями и болтами.

Крепление

Часто используют крепления с помощью стальных перфорированных накладок. В продаже представлено огромное количество такого крепежа, различного по форме и назначению. Перфорированные накладки имеют специальное покрытие, защищающее их от коррозии. Закрепляют их при помощи гвоздей.

Стропильная система

Любой тип строительства в первую очередь нуждается в надежных и качественных несущих конструкциях, к которым можно отнести фундамент, каркас дома и несущий каркас крыши. Именно эти строительные элементы и их устройство отвечают за итоговое качество и надежность всей постройки дома. Среди описанных элементов особое внимание стоит уделить несущему каркасу кровли, при помощи которого можно выполнить предельно качественную крышу дома.

Каркас дома и крыши – важный элемент при строительстве любого здания. Однако наибольшие нагрузки (снег, дождь, ветер) испытывает крыша, поэтому она должна быть качественной и надежной.

Разновидности каркасных конструкций

Сразу стоит напомнить о том, что каркас крыши может иметь несколько основных типов, которые зависят от особенностей конструкции кровли:

• каркасная конструкция стропильного типа, которая выполняется из пиломатериала и идеально подходит для скатных кровельных систем домов;
• металлический кровельный каркас, выполненный из балок и предназначенный для домов промышленного типа;
• каркас бетонного типа, изготовленный из специальных плит и применяемый при строительстве пологих кровельных систем домов.

Каркас крыши из пиломатериалов чаще всего применяется в строительстве частного дома и организации двускатных кровельных систем. Два других типа каркасных конструкций не несут для частного строительства никакого интереса, что и делает их неактуальными в данной статье.

Стропильная каркасная система и ее типы

Перед началом строительных работ, связанных с организацией каркасной системы домов, необходимо выбрать правильный тип и устройство конструкции стропильного типа. Вся несущая способность такой каркасной системы домов передается стропильным фермам, которые чаще всего называют просто стропилами. Для организации стропильной фермы используют деревянный брус, сечение которого не должно быть меньше 150х50 миллиметров. Именно на эти фермы и происходит дальнейшее крепление системы обрешетки кровли.

В таких случаях требуется наслонная система с готовой центральной несущей стеной или колоннами из металла опорного типа. Именно эта особенность позволит организовать качественный каркас кровли, который не будет со временем провисать под собственным весом, а также весом кровельного материала.

Оптимальные строительные материалы для каркаса

В том случае когда мастер решает сделать кровельный каркас своими собственными руками, ему требуется понять основные элементы строительного процесса, а также знать наличие всех требуемых инструментов и строительных материалов, которые могут потребоваться для этого дела. Итак, для организации качественного и предельно надежного каркаса кровельной системы своими собственными руками потребуется наличие:

Для строительства дома необходимо выбирать качественные пиломатериалы, без повреждений – трещин, сучков, синевы и пятен.

• деревянного бруса сечением 15х5 сантиметра, который будет использован для строительства стропильных ферм;
• деревянный брус 10х10 сантиметров, который потребуется для изготовления мауэрлата;
• доски для системы обрешетки, которая выбирается в зависимости от используемого кровельного материала;
• различные расходные материалы, которые нужны для крепления мауэрлата и всей стропильной системы.

Из строительных инструментов мастеру потребуется наличие молотка, пилы, электрической дрели, рулетки, топора и отвеса. Другими словами, никаких инструментов специального назначения для данного типа строительства своими собственными руками не требуется, что делает строительный процесс предельно простым и экономичным. Отдельное внимание стоит уделить приобретению предельно качественной древесины, которая является залогом качества и долговечности всего несущего каркаса кровли.

Весь пиломатериал необходимо обработать специальными пропитками, которые влияют на долговечность и качество несущего каркаса, устройство которого было описано выше. Как правило, такие вещества защищают дерево от гниения, а также от вредоносных насекомых, способных испортить древесину за предельно короткие сроки.

Другими словами, обработка используемого пиломатериала своими собственными руками является неотъемлемой частью строительного процесса. Профильные кровельные каркасы из металла требуют использования совершенно других материалов и инструментов, но применение таких конструкций в частном строительстве можно считать неактуальным.

Правильная установка мауэрлата

Стоит напомнить, что мауэрлат является главной опорной конструкцией не только будущего каркаса, но и всей крыши в целом. Именно этот элемент строительства своими собственными руками принимает на себя все кровельные нагрузки, равномерно распределяя такие нагрузки на несущие стены дома.

Это позволяет увеличить срок эксплуатации всей постройки, ведь при отсутствии такого бруса нагрузка крыши будет разрушать стены в определенных местах. Можно с уверенностью сказать о том, что мауэрлат является главным опорным элементом всех известных стропильных систем.

Данный опорный элемент не требуется только при строительстве деревянных домов, в которых в качестве мауэрлата используют итоговый ряд бревен или брусьев. Описанный опорный элемент необходимо монтировать в уровень с внутренней частью несущих стен, что позволит упростить отделочные работы внутреннего типа.

С наружной стороны мауэрлат необходимо закрыть кирпичной кладкой или полосой металла, что позволит уберечь пиломатериал от воздействия окружающей среды. Верхний ряд кирпичной или блочной кладки нуждается в качественной бетонной отмостке, которая укрывается несколькими плотными слоями рубероида или битумного раствора.

Рубероид нужен для того, чтобы вся имеющаяся в стенах влага останавливалась перед опорным брусом, который может пострадать от переизбытка влажности, о чем говорит его устройство. Самым простым и надежным способом крепления опорного бруса к стенам дома можно считать использование своеобразных шпилек из металла, которые и будут соединять мауэрлат и несущие стены.

В кладке сверлятся отверстия нужного диаметра, в которые опускаются подготовленные шпильки из металла, выполненные из простой стальной арматуры. Приложив подготовленный опорный брус к таким шпилькам, можно отметить места для сверления отверстий.

Длина шпилек должна быть такой, чтобы после монтажа мауэрлата арматура выступала за брус не менее чем на 1.5 сантиметра. На концах арматуры необходимо сделать резьбу, которая потребуется для итогового закрепления опорного бруса своими собственными руками при помощи предельно широких шайб и гаек. Такой процесс крепления опорного бруса можно упростить и сделать при помощи простого сварочного аппарата, который используется, чтобы приварить к пруткам металлический прут или шайбу.

Система стропильного типа

Организация стропильной системы является следующим этапом строительства несущего каркаса крыши дома. Чтобы сделать стропильные фермы своими собственными руками, необходимо заготовить сухой пиломатериал, который не будет поддаваться деформации во время эксплуатации.

Ферма состоит из двух стропильных ног и нижней стяжки, которая крепится к ногам при помощи болтов или анкерных элементов, которые можно легко сделать только своими собственными руками. Каждая готовая стропильная ферма должна быть установлена и закреплена на опорном брусе, сделать который предельно легко.

Для этого в мауэрлате необходимо проделать нужное количество пазов правильного размера, в которые и будут вставляться стропила, собрать которые совсем несложно. Шаг между стропильными фермами зависит от итогового размера кровельной конструкции дома, но чаще всего такой шаг нужно делать не более 1 м. В некоторых кровельных конструкциях может потребоваться использование стропил вертикального типа. Как правило, это относится только к тем крышам, высота которых превышает три метра.

Деревянная система обрешетки является идеальным связующим элементом каркасной конструкции, но до организации такой системы необходимо позаботиться об устойчивости установленных стропил. Для этого в верхней своей части они закрепляются при помощи конькового бруса, а по нижней части делается временная обвязка, которая демонтируется после организации системы обрешетки. Обрешетку можно смело считать предельно важным элементом каркасной конструкции крыши дома, ведь именно от этого элемента зависит надежность крепления кровельного материала.

Шаг обрешетки зависит от угла наклона крыши и материала, которым она впоследствие будет покрываться.

Стропильная система делится на два основных типа: сплошную и промежуточную, и правильный выбор зависит только от выбора самого кровельного материала. Все листовые и плотные материалы кровельного типа требуют наличия промежуточной обрешетки, которая выполняется с определенным шагом между досками или брусками.

Все кровельные материалы мягкого или рулонного типа нуждаются в обрешетке сплошного типа, что нужно для качественного монтажа и эксплуатации материала. К примеру, мягкая черепица не может монтироваться на промежуточную обрешетку, ведь это станет следствием провисания и порчи кровельного материала.

Такие материалы, как шифер, металлическая черепица или листовая оцинковка, могут монтироваться на промежуточную обрешетку, шаг между элементами которой зависит от используемого кровельного материала. К примеру, металлическая черепица требует крепления в определенных местах, что говорит о правильном расположении элементов обрешеточной системы. Правильнее всего перед организацией обрешетки сделать просчеты, которые позволят организовать правильную конструкцию всего каркаса.

Обработка пиломатериала дополнительными составами

Как было сказано выше, любой пиломатериал необходимо защитить от воздействия влаги, насекомых и возгорания. Для этого стоит применять такие растворы, как антисептик и антипиретик. Второй состав позволяет повысить защитные качества древесины, которые связаны с устойчивостью перед высокими температурами. Антисептики способны уберечь древесину от воздействия влаги, гниения и вредных насекомых.

Обработка всех пиломатериалов выполняется до момента монтажа, что позволяет обработать всю поверхность доски или бруса. Именно таким образом можно рассчитывать на увеличение срока эксплуатации деревянного несущего каркаса крыши дома.

Стропила и обрешетка – каркас крыши, который несет на себе всю тяжесть кровельного пирога, термоизоляции, снеговую нагрузку, поэтому они должны обладать высокой несущей способностью, прочностью. Идея использовать металлические стропила, чтобы конструкция кровли получилась более жесткой, не нова, но ранее она применялась в основном для перекрытия промышленных или хозяйственных сооружений. Сейчас стропильный каркас и обрешетка из металлопрофиля считаются реальной альтернативой деревянным элементам крыши, если длина ската превышает 10 метров.

Конструкция стропильного каркаса крыши состоит из множества взаимосвязанных элементов, которые образуют фермы. Шаг, величину сечения между стропилами и другими опорами определяет расчет нагрузок, которым они подвергаются в процессе эксплуатации. Кровельный каркас выполняет следующие функции:

1. Распределение нагрузки. Взаимосвязанные узлы, усиленные уголками, равномерно распределяют вес кровли, который может достигать с учетом снеговой нагрузки до 500-600 кг. Чем больше сечение стропил и меньше шаг между ними, тем большую несущую способность имеет конструкция.
2. Придание уклона и формы. Стропила, расположенные под углом к основанию крыши, формируют наклонную плоскость скатов, благодаря чему на поверхности кровли не скапливается снег и вода.
3. Формирование основания для фиксации кровельного материала. Крепление финишного покрытия кровельного пирога происходит к каркасу кровли. Обрешетка выступает как основа для фиксации покрытия, распределяющая его вес равномерно по стропильным балкам.

Обратите внимание! Какими должны быть все узлы, стропила и обрешетка кровельной конструкции определяет инженерный расчет. Чтобы определить необходимую несущую способность каркаса, необходимо вычислить суммарную нагрузку, которой он будет подвергаться. Для этого складывают вес кровельного материала, утеплителя, гидроизоляции, максимальную снеговую нагрузку с весом стропильной системы.

Виды стропильных систем

Наиболее распространённым материалом, из которого изготавливается обрешетка и стропила каркаса кровли, считается древесина. Однако, если вес кровельного материала достаточно велик, а длина ската больше 6 метров, то конструкция получается слишком массивной. Строителям приходится уменьшать шаг между стропильными ногами, увеличивать их сечение, из-за чего узлы кровли приобретают большой вес, увеличивая нагрузку на фундамент. Разгрузить несущие стены и основание постройки можно, используя более прочные, но легкие металлические стропила. По типу использованного материала выделяют следующие типы стропильных систем:

• Деревянные. Стропила и обрешетка из дерева применяются для возведения крыш, длина ската которых не превышает 7-10 метров. Крепление элементов каркаса между собой происходит с помощью саморезов, гвоздей или подвижных металлических элементов. Шаг между ногами обычно бывает в пределах 50-80 см.
• Металлические. Металлические кровельные каркасы изготавливают из стального металлопрофиля с цинковым покрытием, который не боится влаги. Стропила и обрешетка из этого материала легкие, прочные, поэтому шаг между ними можно увеличить до 1,5-2 метра. Крепление металлопрофиля выполняют при помощи сварки или крепежных элементов. Металлические узлы крыши применяют при длине ската от 10 метров.
• Комбинированные. Стропильный каркас, сочетающий металлические и деревянные узлы, называют комбинированным. Сочетание опорных элементов из дерева и оцинкованной стали позволяет сделать более дешевую конструкцию, обладающую высокой несущей способностью, увеличив шаг между стропилами.

Учтите, что металлические и деревянные элементы каркаса нельзя соединять между собой без прокладки из гидроизоляционного материала или обработки антисептическим препаратом. Так как металл обладает высокой теплопроводностью, его соседство с деревом приводит к образованию конденсата и загниванию стропил.

Методы крепления

Металлические стропила собирают в фермы треугольной, трапециевидной или арочной формы. К балкам рамы прикрепляют внутренние ребра жесткости, которые образуют уголки, значительно увеличивающие несущую способность каркаса. Такая система позволяет сделать шаг между стропилами больше, сделав расчет на опорные возможности каждой фермы. Крепление металлических элементов каркаса крыши выполняют одним из следующих методов:

1. Крепление с помощью сварки. Если сварить детали стропильной системы с помощью сварочного аппарата, можно получить жесткую конструкцию, обладающую высокой прочностью и несущей способностью. Если правильно выполнить расчет кровли, можно облегчить каркас и снизить нагрузку на фундамент сооружения. Недостаток этого метода в том, что выполнить сварку может только профессионал с помощью специального оборудования.
2. Крепление с помощью болтов. Фиксация стропил с помощью крепежных элементов позволяет выполнить менее жесткое крепление. Этот способ сборки стропильного каркаса на основе металлопрофиля используется в частном домостроении, где длина скатов не превышает 10 метров. Отказ от сварки позволяет ускорить монтаж крыши.

Опытные мастера делают расчет на то, что и стропила могут выдержать больший вес, чем деревянные, поэтому можно увеличить шаг между ними и уменьшить толщину сечения элементов. Более того, в строительных магазинах продаются готовые стропильные фермы, крепление которых выполнялось методом сварки, пригодные для перекрытия построек стандартной ширины.

Преимущества

Металлический стропильный каркас используют для возведения крыш любой формы, любой скатности с уклоном от 1-2 градусов. В качестве материала, из которого изготавливаются стропила и обрешетка, используются стальные уголки, трубы круглого и прямоугольного сечения, тавры. Чтобы правильно подобрать толщину элементов каркаса и выбрать шаг между ними, выполняют расчет конструкции крыши, учитывающий постоянные и временные нагрузки, которые передаются стропильным балкам в процессе эксплуатации. Достоинствами стропильной системы из этого материала считают:

• Пожарная безопасность. В отличии от деревянных, металлическим балкам каркаса не страны возгорания, что повышает пожаробезопасность здания.
• Простота обслуживания. Цинковое гальваническое покрытие, которым покрывают стальные уголки, защищает каркас крыши от коррозии в течении всего срока службы. Им, в отличии от деревянных, не требуется ежегодная обработка антисептиком.
• Безотходность. Хотя металлические конструкции обходятся достаточно дорого, оно считается экономически выгодным, так как крепление выполняется сварным методом, а отходов практически не остается.
• Долгий срок службы. Если правильно выполнить расчет нагрузок, то кровельный каркас из металла прослужит более 100 лет, что превышает срок эксплуатации даже самых устойчивых кровельных покрытий.

Профессиональные кровельщики считают, что целесообразно использовать сварные металлоконструкции для изготовления стропильного каркаса крыши при длине ската от 10-12 метров. При этом главная задача – правильно выполнить расчет нагрузок, а затем определить шаг между ногами в соответствии с климатическими характеристиками и свойствами кровельного материала.

Недостатки

Несмотря на очевидные достоинства, металлические стропильные системы – не самое популярное конструктивное решение в частном домостроении. Даже большой шаг между стропилами и разреженная обрешетка при высокой стоимости метала не могут сделать конструкцию дешевле деревянной. Недостатками металлических стропил считают:

1. Высокая теплопроводность. Металл обладает высоким коэффициентом теплопроводности, поэтому стропила и образуют мостики холодна. С точки зрения энергоэффектвности, каркас из металлопрофиля – не лучшее решение.
2. Проблематичность транспортировки и монтажа. Выбирая металлическую стропильную систему, принимайте в расчет, что перевозить, поднимать на высоту и осуществлять крепление длинных и тяжелых элементов сложнее, чем стропила пиломатериалов стандартной длины.
3. Сложность монтажа. Для подъема на высоту и фиксации ферм используется специальная техника, аренда или покупка которой обходится дорого.
4. Деформация под действием высокой температуры. Хотя металл считают негорючим материалов, во время пожара он сильно деформируется, что обычно приводит к обрушению кровли.

Чтобы определить имеет ли смысл использовать более дорогие стропильные элементы из металлопрофиля, нужно выполнить расчет каркаса крыши. Если длина ската превышает 10 метров, а нагрузка более 450-600 кг, то монтаж металлического каркаса экономически целесообразен.

Видео-инструкция

При строительстве любого сооружения к его несущим частям предъявляются особые требования прочности. Основные несущие элементы – фундамент, стены и крыша. В этой статье мы поговорим о том, как правильно сделать каркас крыши, какие способы монтажа сегодня используются и как можно сэкономить на строительных работах.

Существует несколько видов каркасов крыш, выбор которых зависит от типа крыши, характера покрытия и назначения здания.

Каркасы крыш бывают:

• деревянные – стропильная система, которая используется для создания скатных крыш в жилищном строительстве. Самый распространенный вид;
• металлические – каркас крыши из металла используется в основном для промышленного строительства, поскольку монтаж очень затратный и предполагает большие объемы и площади;
• железобетонные – плоская кровля, несущая основа которой выполнена из железобетонных плит.

В этой статье мы не будем подробно останавливаться на металлических каркасах крыш, поскольку сделать такую работу своими руками практически невозможно. Этот тип не подходит для жилищного строительства, поэтому мы расскажем обо всех тонкостях возведения деревянных каркасов.

Типы стропильной системы

Прежде чем приступить к строительству каркаса крыши своими руками, необходимо определить, какой тип стропильной системы вы будете использовать. Основное назначение стропил любой скатной крыши – быть опорой. Стропила или стропильные ноги представляют собой деревянные балки с сечением 150х50 мм. Поверх балок укладывается обрешетка и кровельное покрытие.

Различают следующие виды каркасов крыш в зависимости от соединения стропил:

• наслонные;
• висячие.

Для частного строительства могут применяться оба этих вида, разница между ними лишь в том, что для опоры стропил в висячей системе используется мауэрлат. Мауэрлат представляет собой продольный брус 100х100 мм. Если же вы используете наслонные стропила, их верхняя часть будет опираться на центральную несущую стену, а не соединяться между собой.

Чтобы выбрать одну из этих типов систем, необходимо учитывать планировочные и конструктивные характеристики здания. Например, если между несущими стенами для опоры стропил расстояние равно 6 и меньше метров, целесообразнее использовать висячий каркас крыши. Для пролетов между опорными стенами с расстоянием больше 6 метров лучше применять наслонную систему с возведением дополнительной «промежуточной» стены в центре здания. Таким образом стропила не будут провисать при больших пролетах. Но это условие касается лишь деревянных каркасов, для металлических пролеты могут оставаться без дополнительной стены.

Особенности монтажа

Чтобы ответить на вопрос «Как построить каркас крыши?», необходимо разобраться с теорией монтажа.

Установка крыши может осуществляться двумя способами:

1. Готовые фермы – система усиленных стропил при помощи затяжек, стоек и подкосов. Сначала собирается вся не сущая конструкция, состоящая из однотипных элементов, а затем ее устанавливают на крышу коробки здания. Весь процесс занимает минимум времени, но требуется привлечение грузоподъемной техники, а, следовательно, затраты будут довольно большими. Готовые фермы целесообразно ставить для крыш с большими вылетами и без опор.
2. Сборка каркаса на крыше – более доступный и бюджетный способ, но его реализация требует больше времени. Сборка проходит поэтапно, зато можно вполне справиться своими силами. Как собрать каркас крыши мы опишем более подробно чуть ниже.

В процессе проектирования схемы каркаса крыши должны учитываться следующие немаловажные факторы:

1. Конструкция должна выдерживать нагрузки различной степени, включая собственный вес крыши и всех элементов, вес снега в зимнее время, давление ветра, опадающая листва и прочее.
2. Выбирайте кровельное покрытие с максимальной водонепроницаемостью, особенно если проживаете в местности с влажным климатом.
3. Делайте теплоизоляцию крыши с минимальными потерями тепла. Для этого надо обеспечить полноценную гидроизоляцию и пароизоляцию, а также продумать систему вентиляции кровельного пространства.
4. Чердачное помещение в обязательном порядке должно вентилироваться. Это позволит предотвратить порчу несущих элементов конструкции, тем самым увеличив срок эксплуатации здания.

Выбор материалов

Если вы хотите знать, как сделать каркас крыши своими руками, для начала нужно обзавестись инструментами и материалами.

Для выполнения работ понадобится следующее:

• брус 150х50 мм для стропил;
• брус 100х100 мм для мауэрлата (для этой цели лучше покупать хвойную древесину зимней заготовки без каких-либо видимых изъянов);
• рейки 40х40 мм для обрешетки;
• крепежные шпильки для фиксации мауэрлата;
• шпильки 8 мм и 10 мм для стропил;
• скобы;
• кронштейны;
• саморезы по дереву;
• молоток;
• рубанок;
• дрель;
• пила;
• уровень;
• рулетка;
• перчатки;
• антисептики для древесины;
• антипирены.

Обработка деревянных элементов конструкции антисептиками и антипиренами продлевает сроки эксплуатации всего здания, а также снижает горючесть древесины, сводя риск воспламенения к минимуму.

Полезный совет: значительно упрощают и ускоряют монтаж газовые пистолеты. На данном видео каркас крыши делается легко и быстро с применением современной техники. Если строительство одноразовое, есть смысл взять такой пистолет в аренду.

Для выполнения каркаса из металлического профиля понадобятся совершенно другие инструменты, но поскольку вес материалов и сложность исполнения не позволяют проделывать такую работу самому, наиболее приемлемо заняться возведением деревянных каркасов.

Каркас двускатной кровли

Когда вы закупили все необходимые материалы, подготовили инструменты, обработали деревянные элементы защитными составами, можно приступать к монтажу. Строительство каркаса крыши двускатного типа следует начинать с укладки мауэрлата. Этот брус будет распределять и передавать нагрузку от стропил к несущим стенам. Как правило, мауэрлат укладывают на бетонное основание по внутренней стороне несущей стены.

Чтобы древесина не вытянула всю влагу из бетона, а он после этого не рассыпался, под брусья следует постелить несколько слоев рубероида. С наружной стены необходимо сделать кирпичную кладку до уровня мауэрлата, а его, в свою очередь, прикрепить к бетону гайками и шпильками.

Стропильная система

После возведения и укрепления основания можно осуществить строительство каркаса крыши, то есть установить стропила.

Установка стропил состоит из нескольких этапов:

Конструкционные особенности

Как делать каркас крыши более ли менее понятно, но чтобы результаты вашего труда продолжали вас радовать не один год, необходимо учитывать некоторые нюансы при строительстве.

1. Помните, что шаг установки стропил и выбор сечения – взаимосвязанные величины. Чем меньше будет сечение несущих балок, тем меньше будет шаг. Это пригодится, если размеры лесоматериалов не соответствуют нагрузке.
2. Стропила могут быть свободными или нагруженными (поддерживать балки перекрытий).
3. Соединения всех узлов и креплений должны быть максимально надежными. Чтобы обеспечить дополнительную жесткость, используйте усиливающие накладки.
4. Крепить стропила к мауэрлату можно несколькими способами. Зарубы дают более жесткую фиксацию, а специальные скользящие крепления идеально подходят для рубленых домов.
5. Чтобы защитить наружные стены, отмостки и фундамент, крыша должна выходить за пределы коробки не меньше чем на 40 см, а торцовые части стропил при этом лучше защитить лобовой (ветровой) доской.
6. Если вы используете висячие стропила, помните о нагрузке, которую они дают на стены, поэтому скрепляйте стропильные ноги затяжкой. Это может быть как брус, так и балка перекрытия.
7. Выбирайте шаг обрешетки в соответствии с характером кровельного покрытия. Разные виды покрытий имеют свои диапазоны применения в зависимости от степени наклона ската.

Особенности строительства двускатной кровли, а также советы как сделать каркас крыши в видео материалы ниже:

При возведении кровли «первую скрипку» во всей конструкции играет каркас крыши. Именно на каркас приходится основная механическая нагрузка, а это значит, что требования у прочности, надежности и долговечности каркаса выдвигаются самые высокие. Кровельный материал, утеплитель и гидроизолятор могут быть самые разные, но если каркас возведен с огрехами – пиши пропало: такая крыша долго не простоит.

Очень часто возведение каркаса крыши ставит начинающих мастеров в тупик. Однако, если разобраться, то ничего невыполнимого в этой задаче нет, нужно только выбрать что-то одно из предлагаемого и взяться за дело.

При должном подходе, правильном расчете и хорошей теоретической подготовке каркасную часть крыши для небольшого дома можно возвести даже в одиночку.

При этом вы не только существенно сэкономите финансовые средства, которые неизбежно были бы потрачены на оплату труда наемных мастеров, но и сможете контролировать процесс возведения каркаса.

А это, в свою очередь, означает, что конструкция вашей кровли не преподнесет вам неприятных сюрпризов в самый неподходящий момент.

В данной статье мы расскажем, как сделать каркас крыши самостоятельно, используя только самые распространенные инструменты и материалы.

Для примера мы возьмем каркас самой распространенной крыши двускатного типа. Но если вы освоите эту технологию, то возводить крыши другой конструкции (шатровые, ломаные, односкатные) вы сможете без труда – достаточно будет только учесть особенности той или иной конструкции.

Первое, с чем нам необходимо определиться – это тип стропильной системы. Любая стропильная система состоит из двух стропильных ног, соединенных между собой в верхней части.

В нижней части ноги соединяются нижней стяжкой, которая также может служить основой для чердачного междуэтажного перекрытия. Однако, в строении такой системы возможны нюансы.

Каркас крыши дома может быть построен на базе стропильных систем двух типов: наслонной и висячей. Как наслонная, так и висячая система стропил может быть применена в частном строительстве.

Как же выбрать систему для сооружения каркаса?

Выбор стропильной системы обусловлен, главным образом, конструктивными особенностями самого здания. Если расстояние между внешними несущими стенами не превышает 6 м, можно устанавливать висячую стропильную систему.

Особенность этой системы заключается в том, что стропильные ноги опираются только на боковые стены дома – и при большой ширине здания возникает достаточно опасный провис стропил здания под собственной тяжестью.

Более надежная наслонная система применяется в том случае, когда между внешними несущими стенами расстояние превышает 6 м, но в самом помещении есть внутренняя несущая стена, расположенная по центру здания.

В этом случае можно уйти от провисания стропил, установив дополнительную опору.

Выбираем материалы для каркаса

Что же нам понадобится для самостоятельного возведения каркаса двускатной крыши.

Стропила — ключевой узел каркаса – будем возводить из дерева. Для этого нам нужно приобрести доску обрезную 50х150 мм, а также – брус 150х150 мм.

Оптимально, если древесина будет хвойных пород, зимней заготовки, причем такая, из которой предварительно не была спущена смола (смолистые вещества в составе древесины существенно продляют срок ее службы, выступая в качестве природного антисептика). Также очень важны условия, в которых хранилось дерево до покупки, и степень его просушки.

При осмотре доски и брусьев необходимо обращать внимание на возможный брак древесины: расслоения, трещины, следы повреждения древоточцами.

Материалы, на которых обнаружены данные признаки, должны отбраковываться – использование их при возведении каркаса крыши недопустимо.

Обратите внимание! Каркасы крыш могут быть изготовлены не только из пиломатериалов, но и из металлического швеллера или железобетонных конструкций. Но в этом случае крыша получается достаточно тяжелой, и речь о ее самостоятельном возведении уже не идет.

Помимо стропильных ног, прогонов и стоек, составляющих стропильную систему, в конструкцию каркаса крыши включается чердачное перекрытие, а также – контробрешетка и обрешетка.

Если чердачное помещение будет использовано по прямому назначению (т.е. в качестве чердака или склада), то для возведения чердачного перекрытия достаточно доски 50х150 мм.

Если же чердачное пространство будет выступать в роли мансарды (т.е. жилого помещения), то перекрытие должно быть более прочным: для его укладки нам потребуется брус 150х150 мм, который укладывается непосредственно на мауэрлат. Использование такого бруса позволяет добиться от чердачного перекрытия достаточной прочности.

Для обрешетки и контробрешетки используем более тонкий брус. Вполне подойдет брус квадратного сечения 40х40 или 50х50 мм. Брусья такой толщины обладают достаточной прочностью, чтобы выдержать вес практически любого кровельного материала.

Выбирая брусья для обрешетки, нужно строго следить за их прямолинейностью, ведь малейшее отклонение от прямой линии может существенно усложнить кровельные работы.

Также для возведения обрешетки и контробрешетки может быть использован перфорированный профиль из оцинкованного железа.

Кроме материалов для возведения стропил, перекрытий и обрешетки нам понадобятся:

• Металлические шпильки с резьбой для крепления мауэрлата (опорного бруса)
• Скобы и кронштейны для крепления стропильных ног к мауэрлату
• Крепежные элементы (саморезы по дереву, шпильки диаметром 8 и 10мм) для соединения стропил между собой
• Оцинкованные гвозди

Набор инструментов, необходимый для возведения каркаса крыши, вполне стандартен: вам понадобятся молотки разного размера, дрель для сверления отверстий, пила (или болгарка) для подрезки стропил в размер и придания им нужной формы, плотницкий топор, рубанки – в общем, все то, что и так с высокой вероятностью найдется в вашем шкафу с инструментами.

Особое внимание нужно обратить на измерительный инструмент, ведь без точного уровня, отвеса и рулетки выставить стропила ровно на достаточно большом расстоянии у вас вряд ли получится.

Защита древесины каркаса

Перед тем как приступить к возведению стропильной системы, необходимо обеспечить всем деревянным частям каркаса крыши защиту от возгорания и гниения.

Для этого все детали стропил, перекрытий и обрешетки необходимо обработать двумя составами:

• Антипиретиком – составом, снижающим горючесть древесины и защищающим деревянную часть каркаса крыши от пожара
• Антисептиком – веществом, убивающим бактерии и препятствующим возникновению гнилостных процессов в древесине стропил и перекрытий.

Обратите внимание! Некоторые составы для защиты древесины достаточно токсичны. Поэтому наносить их следует только в хорошо проветриваемом помещении или на улице, и использовать средства индивидуальной защиты (очки и респиратор).

Защита каркаса крыши возможна и после его возведения. В этом случае огнезащитным и антибактериальным составом обрабатываем уже установленную конструкцию, особое внимание уделяя пропитке древесины в местах соединения балок стропильной системы.

Итак, тип стропильной системы выбран, материалы куплены и обработаны защитным составом. Пора приступать к возведению стропильной системы.

Устанавливаем мауэрлат

Опорой для каркаса нашей будущей крыши является мауэрлат – деревянный брус, который укладывается на несущие стены дома. Основная функция мауэрлата – передача и распределения веса кровли и возникающих нагрузок (ветровой, снеговой и т.д.) на несущие конструкции.

Мауэрлат является основой практически для любой стропильной системы. Исключение может составлять разве что крыша дома из бруса или крыша каркасного дома — своими руками возводя каркас, в этих домах вы вместо мауэрлата будете использовать верхний стеновой брус.

Чаще всего (за исключением варианта, который будет описан ниже) в качестве мауэрлата используется брус 100х150 или 150х150 мм. Оптимально, если мауэрлат будет уложен «заподлицо» с внутренней поверхностью стены здания, а снаружи в уровень мауэрлата будет возведено кирпичное заграждение.

Для укладки мауэрлата по периметру здания укладываем монолитную бетонную отмостку. После того как бетон полностью высохнет, укладываем на него несколько слоев рубероида – он обеспечит достаточный уровень гидроизоляции, и будет эффективно препятствовать поглощению древесиной влаги из бетонного основания.

Чаще всего мауэрлат укладывается по следующей технологии:

• В бетонное основание устанавливаем шпильки из металлического прутка диаметром 10 мм и более. Шпильки могут быть установлены как на этапе возведения бетонной отмостки, так и позднее – путем сверления отверстий в бетоне и закрепления шпилек в отверстиях цементным раствором. Первый способ предпочтительнее, так как менее трудоемок.
• Мауэрлат из цельного бруса 150х150мм укладываем вдоль отмостки, и в местах, где брус касается шпилек, делаем отметки. По отметкам сверлим отверстия сверлом, диаметр которого соответствует диаметру шпилек. Надеваем мауэрлат на шпильки, при этом шпильки должны выступать из бруса минимум на 10-15 мм.
• Фиксируем мауэрлат на шпильках с помощью гаек, прокладывая между брусом и гайкой широкую плоскую шайбу во избежание повреждения древесины при сильной затяжке гайки

Обратите внимание! Если под рукой есть сварочный аппарат и вы обладаете навыками для работы с ним, на шпильках можно сэкономить. Вместо шпилек в этом случае используем арматурные прутки, а фиксирующие гайки просто привариваем к ним.

Другой способ укладки мауэрлата позволяет несколько облегчить работу.

Вместо бруса можно использовать два слоя досок 50х150 мм:

• Первый ряд досок выкладываем по периметру стен, и крепим с помощью анкерных винтов с потайной головкой и металлической гильзой. Для сверления отверстий в бетоне или кирпичной кладке используем перфоратор, предварительно просверлив доску дрелью с обычным сверлом.
• Второй ряд досок укладываем поверх первого ряда таким образом, чтобы стыки досок не совпадали, а в углах укладываем доски « в перевязку»
• Соединяем ряды между собой с помощью 100 мм гвоздей.

Такое крепление мауэрлата существенно облегчает подъем материала на высоту – все-таки доска значительно легче бруса.

А прочность полученной конструкции вполне достаточно, особенно если возводится относительно легкая крыша каркасного дома.

Установка стропил

Следующий этап в возведении каркаса крыши – это установка стропил. Для облегчения работы (особенно – если вы работаете один) вся обработка стропильных балок производится на земле.

Так удобнее подрезать брусья в размер, придать им нужную форму с помощью шаблона, выпилить необходимые пазы и просверлить крепежные отверстия. Только после этого детали стропил поднимаем наверх и приступаем к закреплению.

Технология изготовления каркаса крыши с висячей стропильной системой следующая:

• В мауэрлате проделываем пазы под установку стропильных ног. Расстояние между стропильными ногами определяется на этапе выбора типа стропильной системы, но в любом случае не должно превышать 1,5м – в противном случае конструкция будет обладать явно недостаточной жесткостью.

Обратите внимание! Если вы планируете утеплять крышу, то целесообразно расстояние между стропилами согласовать с размерами утеплительного материала. Укладывая в междустропильное пространство цельные листы или пары листов утеплителя вы существенно сэкономите время на подрезке.

• Установку стропил начинаем с фронтонов – торцевых частей крыши. Установив стропила на торцах, протягиваем между их коньками шнур, и по нему ориентируемся при выставлении по вертикали промежуточных стропил.
• Стропильные ноги вставляем в пазы. Для фиксации стропильной ноги в мауэрлате применяем комплексный крепеж: поперечное смещение стропила ограничивает стальной кронштейн, а продольное – скоба, которой стропило крепится к мауэрлату.
• При установке стропил нужно помнить, что стропила должны выступать за периметр здания. Оптимальная величина этого выступа (его называют свесом либо вылетом стропил) составляет 40 см – так стены здания защищаются от стекающей по кровле воды. Кроме выступа самого стропильного бруса свес можно обустроить за счет наращивания стропил дополнительной более тонкой доской – так называемой «кобылкой». «Кобылка» крепится к стропилу с помощью гвоздей через прокладку – короткий отрезок доски.

• Нижние части стропил фиксируем обвязкой, которая используется в качестве основания для чердачного перекрытия. Брусья обвязки опираются на мауэрлат.
• При необходимости нарастить стропильные брусья (если их длина недостаточна) укладываем два бруса внакладку с нахлестом не менее метра. Для фиксации брусьев применяем шпильки диаметром от 8 до 12 мм.
• Соединение стропил между собой производим с помощью шпилек, которые вставляем в предварительно просверленные отверстия. Для предотвращения вращения стропил вокруг оси шпильки каждую пару стропил нужно крепить двумя шпильками.
• Если ширина крыши находится в пределах 6 м, то висячие стропила соединяем дополнительным поперечным брусом – затяжкой – в форме буквы «А». Затяжки делаем из доски 50х100 или 50х150 мм, и крепим к стропилам саморезами. Также возможна установка затяжки из 3 х досок 30х100 мм, расположенных с обеих сторон стропила.
• В верхней части стропильные фермы фиксируем с помощью продольного конькового бруса или коньковой доски.

• Для усиления верхнего стропильного узла можно соединить коньковый брус с затяжкой дополнительным отрезком доски. Это делается во избежание прогиба затяжки при большом расстоянии между стропилами.

Вышеописанные операции повторяем для всех стропильных пар. После того как все стропила установлены, можно приступать к обустройству обрешетки.

Обрешетка

Обрешетка кровли бывает двух типов: сплошная и прореженная. Выбор типа обрешетки определяется типом кровельного материала.

Для возведения сплошной обрешетки используются плиты OSB или влагостойкая фанера достаточной толщины (10 мм и более), листы которой набиваются на стропила через контррейку. Сплошная обрешетка подходит для укладки мягких и рулонных кровельных материалов.

При возведении прореженной обрешетки на набиваются брусья или доски, расстояние между которым зависит от габаритов используемого кровельного материала.

При необходимости жесткой экономии для обрешетки такого типа вместо бруса можно использовать необрезную доску.

Прореженная обрешетка набивается на стропила сверху вниз. Для повышения прочности конструкции первые ряды обрешетки начиная от конькового бруса набиваем без зазора.

После того как обрешетка закончена, можно приступать к работам по утеплению крыши, укладке гидроизоляции и кровельным работам.

Несмотря на всю сложность процесса, возвести каркас крыши своими руками вполне возможно. И если вы возьметесь за работу «во всеоружии», то вам неизменно будет сопутствовать успех.