Кровельная конструкция – один из главных ограждающих элементов здания, к качественным характеристикам которого предъявляются достаточно жёсткие требования.

Одним из наиболее распространенных материалов для обшивки крыши является металлическая черепица, которая изготавливается из тонких стальных, алюминиевых или медных листов.

Сверху элементы оснащаются полимерным покрытием, которое защищает металл от агрессивных внешних воздействий.

Внешне металлочерепица похожа на керамическую, однако она более прочная. Этот материал применяется для покрытия скатных кровель, уклон которых должен быть не меньше 14 градусов .

Это сборная каркасная конструкция крыши , состоящая из множества деревянных или металлических деталей. Она опирается на несущие стены , являющиеся надежным основанием для всех вышележащих элементов. Стропильная система служит своеобразным скелетом, на основании которого производится , — и крыши, а также укладка кровельного финишного кровельного слоя.

Стропильная система

Составные элементы стропильной крыши, и их основные характеристики:

• Мауэрлат. Брус из хвойной породы, который является связующим элементом между стропилами и нижележащими конструкциями. Имеет квадратное поперечное сечение со стороной 100 или 150 мм. Мауэрлат укладывается вдоль несущей стены по всей ее длине. При помощи мауэрлата нагрузки от кровли равномерно распределяются по всему зданию.
• Лежень. Брус, имеющий квадратное сечение аналогичное мауэрлату. Он укладывается поперечно несущим стенам, так как служит для перераспределения нагружения от кровельных стоек.
• Стропильная нога. Из этих элементов создается основная треугольная конструкция кровли, испытывающая всю тяжесть внешних атмосферных воздействий (дождь, ветер, снег, град и т.д.).
• Стойка. Вертикальные связующие элементы, распределяющие сжимающие нагрузки от конькового узла по всей площади несущих стен. Выполняются из квадратных брусьев, длина ребра которых определяется расчетом.
• Затяжка. Является завершающим горизонтальным элементом треугольника из стропильных ног, не позволяющий им расползтись под давлением внешних нагрузок и собственного веса крыши. Используется в системах с висячими стропилами.
• Подкосы. Воспринимают и перераспределяют изгибающие нагрузки от конькового узла.
• Обрешетка. Состоит из досок, брусков или фанерных листов (в случае последующей укладки битумной черепицы), которые располагаются относительно стропильных ног под прямым углом, являясь при этом дополнительным жетсткостным элементом.
• . Место стыка двух скатов крыши.
• Свес. Кровельный элемент, выступающий за несущие стеновые конструкции на расстояние около 0,4 м. Его назначение – ограничить проникновение влаги к стенам.
• Кобылки. Эти элементы присоединяются к концам стропил в случае, если они имеют недостаточную длину для организации свеса.

Разновидности скатных крыш

В зависимости от количества наклонных плоскостей, кровельные конструкции можно разделить на:

В частном домостроении чаще всего применяется вариант двухскатной кровли , так как он имеет ряд преимуществ. К ним можно отнести:

1. Практичность. Двухскатная кровля обладает значительным углом наклона, благодаря которому дождевая вода не скапливается на ее поверхности, а снеговая и ветровая нагрузка распределяются наиболее оптимально.
2. Простота устройства и эксплуатации. Сборка и стыковка двух скатных элементов производится значительно проще, чем у сложных кровельных конструкций. К тому же, ремонт такой крыши будет также несложным.
3. Эстетичность. Кровля с двухскатной конструкцией органично пишется в окружающую инфраструктуру.
4. Надежность (если осуществлен правильно).
5. Демократичная цена составляющих материалов.

Виды скатных крыш

Двускатная крыша — стропильная система под металлочерепицу

Каркас из стропил под двухскатную крышу из металлочерепицы не имеет существенных отличий от конструкций с другими укрывающими кровельными материалами.

Но, ввиду того, что металлические тонкие листы имеют малый удельный вес , стропила будут испытывать меньшую постоянную нагрузку.

Это позволяет уменьшить значение их поперечного сечения, за счет чего удастся значительно сэкономить на покупке деревянных материалов.

Для кровли под металлочерепицу оптимальный угол наклона должен составлять не менее 14 градусов.

Для кровли с двумя скатными элементами применяются следующие варианты обустройства каркаса:

Наслонные стропила под металлочерепицу.

В этом случае 2 несущие стропильные ноги скрепляются между собой при помощи лежня (горизонтально) и стойки (вертикально). Лежень укладывается параллельно мауэрлатному элементу, принимая при этом на себя часть силовых воздействий. Стропильная система под металлочерепицу воспринимают на себя только изгибающие нагрузки , что значительно влияет на подбор расчетного поперечного сечения. Такая система может применяться для зданий с большими и малыми пролетами.

Виды стропил

Висячие стропила.

В отличие от наслонных систем, в таком варианте две стропильные ноги скрепляются между собой только в коньковом узле . При этом возникают существенные распирающие усилия на несущие элементы, что ограничивает применение висячих стропил только для зданий с пролетом не более 6 м. В некоторых случаях встречается установка дополнительного связующего элемента – затяжки, принимающего на себя часть распорных нагружений.

Они могут быть выполнены из дерева или метала, а также устанавливаться внизу (выполняют роль несущей балки) или вверху треугольной конструкции. Стоит учесть, что чем выше располагается затяжка, тем большие усилия она будет воспринимать.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Для обеспечения качественной работы затяжки необходимо позаботиться о надежности скрепления с несущими стропильными ногами.

Комбинированный вариант

Используется для создания оригинальной кровельной конструкции. Включает в себя элементы как висячей, так и наслонной системы.

Как рассчитать угол наклона стропил?

Для осуществления двухскатной крыши нужно знать несколько геометрических значений здания , а именно:

• Половина ширина пролета — L;
• Расстояние от несущей стены до конька крыши (или высота опорной стойки) – H.

Стандартная формула: α = arctg(L/H)

Где α – искомый угол наклона кровли.

Зная это значение можно вычислить длину несущей стропильной ноги:

l = H/sinα.

Где l – длина стропильного элемента.

Угол наклона стропил

Как рассчитать нагрузку?

Для осуществления правильного подбора деталей каркаса крыши необходимо рассчитать значения временной и постоянной нагрузки , действующих на ее конструктивные элементы.

Постоянная нагрузка включает в себя вес всех элементов , а также масса самих несущих элементов и обрешетки.

В состав временных вариантов нагружения входят силовые воздействия от ветра, снегового покрова, дождевых масс, а также вес человека (для учета вариантов последующего ремонта).

Расчет постоянной нагрузки

Вес кровельного пирога.

Определяется путем сложения масс всех его элементов, а именно паро-, гидро- и теплоизоляции, а также кровельного настила из металлочерепицы. При этом вес одного погонного метра (можно найти в нормативной документации) умножаются на значение его длины.

Вес стропильной системы.

Определяется путем сложения весовых значений обрешетки, чернового настила, а также несущего каркаса. Масса каждого элемента рассчитывается по формуле:

M = V * p ,

Где V – объем элемента, рассчитываемый в зависимости от геометрических характеристик поперечного сечения и длины элементы;

P – Плотность используемой древесины (зависит от породы).

Общая постоянная нагрузка= вес стропильной системы + вес кровельного пирога.

Расчет временного нагружения

Ведется в соответствии с нормативной документацией (СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» или Еврокод «Воздействия на конструкции» часть 1-4).

Для определения значения ветрового воздействия конструкцию крыши условно разделяют по высоте на несколько частей. Для каждой из них рассчитывается значение ветровой нагрузки. Для получения общего ветрового давления их необходимо суммировать.

Формула для расчета:

Wm=Wo×k×c ,

Где Wm – значение ветровой нагрузки;

Wo – нормативное значение давления ветра, определяемое по картам районирования;

k – коэффициент давления ветра (определяется в зависимости от высоты по нормативной документации);

с – аэродинамический коэффициент (для двухскатной крыши – 0,8).

Определяется по формуле:

S = µ×So ;

Где So – нормативное значение снеговой нагрузки, определяемое по карте районирования.

µ — коэффициент, который определяется в зависимости от угла наклона крыши:

• Для α≤30 град. — µ=1
• Для α≥60град. — µ=0
• Для 30≤α≤60 град. — µ=0,033×(60-α)

Районы снеговой нагрузки

Как выбрать брус и рассчитать шаг стропил под металлочерепицу?

Определение значения поперечного сечения бруса стропильного элемента производится в несколько этапов.

Расчет нагрузки, распределенной на каждом погонном метре конструкции:

Qр = L×Q ;

L – Шаг стропил.

Значение L рассчитывается следующим образом:

Длину ската крыши делят на предполагаемый шаг конструкций (для удобства чаще всего принимают равным 1). Затем к полученному значению прибавляется 1. Полученное значение отражает количество стропил, которые нужно установить на одну скатную поверхность крыши. На последнем этапе определяется значение осевого расстояния между стропильными элементами, путем деления длины ската кровли на количество стропил.

Расстояние между стропилами под металлочерепицу — стандартный шаг составляет 0,6-0,95 м.

Шаг стропил

Затем определяемся с максимальным рабочим участком стропильной ноги (Lmax). Переходим к расчёту поперечного сечения. Для этого находим его высоту по формуле:

H ≥ 8.6*lmax * sqrt(Qp/(b*r)) , при уклоне кровли α<30 град;

H ≥ 9.5*lmax * sqrt(Qp/(b*r)) , при уклоне кровли α≥30 град;

Где b – ширина поперечного сечения,

r – значение нормативного сопротивления древесины к изгибающим нагрузкам (определяется по нормативной документации в зависимости от сорта древесины).

Для упрощения расчетов нужно пользоваться таблицей стандартизации стропильных элементов (ГОСТ 24454-80 «Пиломатериалы хвойных пород. Размеры»).

При несоблюдении неравенства необходимо увеличить значение геометрических характеристик сечения и повторить расчет.

В чем отличие стропильной системы для холодной и теплой кровли?

Главным отличием этих двух кровель является система опирания стропильных элементов. В случае устройства теплого чердака главным опорным элементом служит мауэрлат, а также опорная балочная система. В холодной кровле стропила устанавливаются непосредственно на несущие стены .

Монтаж стропил под металлочерепицу

Все монтажные работы по устройству кровли ведутся на достаточно большой высоте. Чтобы свести к минимуму риск падений, а также значительно упростить высотные работы, можно собрать каркас несущей стропильной системы на земле .

Для этого необходимо создать шаблон из досок, по которому и будет осуществляться дальнейшая сборка.

Он изготавливается в несколько этапов:

• Доски подымаются над стенами здания, выравниваются, а затем скрепляются при помощи гвоздя.
• Выравнивают угол наклона досок в соответствии с проектом, путем их опускания и подъема. Элементы фиксируются.
• В результате должна получиться конструкция, напоминающая по форме будущую стропильную систему, выполненную в соответствии с расчетными геометрическими размерами крыши.
• Шаблон опускается на землю, в соответствии с ним чистовые элементы фиксируются между собой. Более подробно на видео ниже.

Затем следует позаботиться об установке опорного элемента – мауэрлата. Как говорилось ранее, он укладывается на несущие стены в продольном направлении. Крепление производится при помощи шпилек (на армопоясе или кладке) или с помощью катанки (для зданий с небольшой кровельной высотой).

ОСТОРОЖНО!

При использовании шпилечного соединения, связующие элементы не нужно наглухо замуровывать в стену. Они должны выступать из стены на 30-40 мм, так как на шпильки будет накручиваться гайка.

Следующим этапом будет создание конькового прогона , служащего опорной частью для всей конструкции двухскатной кровли. Он выполняется из бруса или отесанного бревна. В случае, если пролет здания не более 6 м, его опирание может осуществляться без дополнительных опорных элементов. В противном случае для монтажа нужно использовать строительные фермы.

Монтаж. Часть 1

После установки этих элементов можно осуществлять подъем и монтаж основного стропильного элемента, собранного по шаблону. Скрепление с мауэрлатом может осуществляться 2-мя способами:

Жестким соединением. Осуществляется при помощи уголков и брусов. Реже используются скрепление посредством запила на стропильных ногах, с последующей фиксацией гвоздями или скобами.

Особенности: помимо основного соединения необходимо осуществлять привязку стропил к стене при помощи анкеров или проволочной конструкции.

Скользящим. В его основе лежит создание шарнирного соединения. Его делают при помощи стыкования элементов с использованием запилов. Элементы соединяются металлической закладной деталью с отверстиями для болтов, или 2-мя гвоздями, которые нужно забивать под углом.

Осуществлять монтаж деревянных ферм нужно в определенной последовательности. Сначала устанавливаются крайние фермы, расположенные на торцах здания. Затем между ними натягивается шнур или веревка, с помощью которых проверяется вертикальность их установки. Далее под шнуром ведется дальнейшая установка стропильных конструкций в соответствии с заданным проектным шагом.

Монтаж. Часть 2

Создание кровли из металлочерепицы – довольно трудоемкий процесс, требующий определенных навыков и набитой руки. Поэтому для осуществления правильного монтажа нужно как минимум работать под наблюдением грамотного специалиста.

Полезное видео

Видео-инструкция самостоятельной установки стропильных ног:

Металлочерепица – легкий, прочный, эффектный кровельный материал, идеально решающий задачи малоэтажного строительства. Ее стальная выносливость отлично сочетается с неоспоримыми технологическими плюсами. Укладка крупногабаритных листов производится в десятки раз быстрее в сравнении со штучными соперниками. Служит долго, не требует мощной основы.

Провести монтаж кровли и соорудить простой каркас для укладки можно своими руками. Затруднений в работе не будет, если знать, как устроена двускатная крыша – стропильная система под металлочерепицу и процесс укладки обязаны учитывать технические и технологические особенности покрытия.

Металлическая черепица относится к классу продуктов прокатного производства. По сути, это старая знакомая листовая сталь, профилированная в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Образованные в результате профилирования продольные и поперечные волны придают листам схожесть с керамическим кровельным прототипом. Наружную сторону оснащают цветной полимерной пленкой, выполняющей защитную и декоративную функции.

Недостатки материала и способы их устранения

Возможность имитировать кровельную керамику не избавила материал от стандартных недостатков металла. Тонкие листы стремительно нагреваются под солнечными лучами и быстро прощаются с теплом при малейшем понижении окружающей температуры. Изоляции никакой: тепловые и звуковые волны запросто проникают через стальную кровлю внутрь и беспрепятственно выходят наружу. Перечень минусов веско дополняет способность собирать конденсат из-за разницы в теплотехнических качествах самого покрытия и контактирующих с ним элементов стропильного каркаса.

Низкие изоляционные показатели и конденсат – два «бича» металлической кровли. Избавиться от них можно, вооружившись сведениями о грамотном построении каркаса с правильно уложенным кровельным пирогом. Если устройство стропильной системы под металлочерепицу проведено в соответствии со всеми технологическими предписаниями, осложнения с укладкой материала и эксплуатацией сооружения не возникнут.

Для того чтобы традиционное поведение стальной кровли не беспокоило владельцев и не стало причиной преждевременного износа, необходимо правильно распределить слои кровельного пирога. Ответственность за распределение несет стропильная система, в списке обязанностей которой:

• Удержание составляющих кровельного пирога, укладывают которые сверху, снизу и между стропильными ногами.
• Формирование воздушных каналов, устраняющих конденсат, а зачастую и возможность его появления.
• Подготовка ряда выставленных в одной плоскости опор для устройства будущих скатов путем укладки профилированных листов.

Если образно сравнить кровельную систему с живым организмом, то скажем так: жить и нормально функционировать «пациент» будет только со здоровым опорным аппаратом. В нашем случае со стропильным каркасом. Методика борьбы с недостатками стального покрытия как раз и заключается в выборе и точном соблюдении безукоризненно подходящей схемы монтажа стропильной системы под последующую укладку металлочерепицы.

Типы стропильных систем под металлическую кровлю

Крыши с металлочерепичным покрытием водружаются над объектами постоянного и временного проживания. Интересно смотрятся покрытые металлической «чешуей» беседки, веранды, бани. В зависимости от назначения сооружения и условий его эксплуатации крыши с металлочерепицей устраивают с утеплителем или без него. Наличие теплоизоляции тесно связано со структурой стропильного каркаса:

• Для утепленных крыш сооружается система, включающая три изоляционных слоя и один или два вентиляционных контура.
• Для холодных крыш устраивают систему с одним изоляционным слоем и одним вентиляционным контуром.

Утепленные кровельные конструкции возводят, если планируют круглый год активно пользоваться чердаком. Стропильные каркасы теплых крыш рассчитывают так, чтобы располагались в пространстве между стропилинами. Аналоги без утеплителя водружают на небольшие дачки и строения, предназначенные для временного пребывания.

Кровля без теплоизоляции сооружается также в случае утепления чердачного перекрытия. Например, над баней или жилым домом с невысоким, явно не предназначенным для эксплуатации чердачным пространством разумнее уложить утеплитель между потолочными балками либо над ними.

В строительстве стропильных каркасов под укладку профилированных листов применяют металлопрокат и пиломатериалы. Металлические изделия ближе по свойствам к покрытию, но под задачи частного строительства больше подходит древесина. С ней проще работать самостоятельному хозяину, принявшему решение своими руками построить и покрыть крышу.

Из пиломатериала несложно самому изготовить все элементы каркаса, собрать и соединить их в стропильную систему. Дерево теплее и привлекательней по экологическим аспектам.

Преимущества двухскатной конструкции

Самым простым вариантом строительства стропильной системы для укладки металлочерепицы по праву признана конструкция с двумя скатами. Ее прямоугольные плоскости идеальны для укладки аналогичных по форме листов. Гораздо больше усилий с усердием потребует вальмовая или . Многих хозяев удручает повышенный расход крупнолистового материала на кровельные сооружения с полноценными и укороченными вальмами, не радует сложность раскроя.

Производители утверждают, что оптимальной для укладки металлочерепицы будет конструкция с углом наклона скатов от 12 до 15º. Сооружения меньшей крутизны необходимо оснащать усиленным гидроизоляционным ковром. На крышах по-круче увеличивается количество крепежа и уменьшается шаг его установки. В обеих ситуациях бюджет на обустройство будет увеличен за счет приобретения дополнительных изоляционных материалов и метизных изделий.

В зависимости от размеров металлочерепицы и габаритов обустраиваемой конструкции листы укладываются в один, два или более ряда. В приоритете укладка в один ряд, потому что поперечные швы снижают параметры изоляции и потенциально опасны на предмет протечек. Наилучшей длиной листа для обустройства крыш частных домов производители считают 4-4,5 м. Среди предложений большинства поставщиков металлочерепицы есть весьма популярная услуга по нарезке листов в размер, что невероятно удобно для укладки на скаты с индивидуальными размерами. Длина листа равняется сумме длины ската и длины свеса, составляющей 0,4-0,6 м в зависимости от архитектурного решения.

Монтируется металлическая черепица на обрешетку, которая крепится в свою очередь к стропильной системе. Линии всех конструктивных деталей двухскатной крыши строго вертикальные и горизонтальные, что ощутимо облегчает процесс укладки профилированных листов, имеющих аналогичные края. Если стропильная системы построена без изъянов, то с установкой обрешетки и кровли проблем не возникнет.

Устройство стропильной системы

Выяснили, что стропильная система работает в паре с кровельным пирогом. Схема устройства стропильного каркаса напрямую связана с количеством «пирожных» слоев. Разберем наиболее сложный утепленный вариант конструкции и выясним, какие составляющие нам не понадобятся для сооружения холодной крыши.

Стропильная конструкция двухскатной крыши представляет собой ряд поочередно установленных пар стропильных ног, конструктивные особенности которых зависят от архитектурных данных обустраиваемой коробки. Изготовление и производится согласно правилам, которые регламентирует:

• Наслонная технология , требующая наличия двух конкретных опор для верха и низа каждой стропилиной ноги. Применяется, если у строения есть внутренняя несущая стена или вместо нее установлены достаточно мощные колонны. Использование наслонной методики допускается, если стойки под коньковый прогон можно установить на балки перекрытия с высокой несущей способностью или если перекрытие выполнено ж/б плитами.
• Висячая технология , требующая опоры только для низа стропильных ног. Верх элементов висячей стропильной системы попарно упирается друг в дружку. Применяется, если у коробки нет внутренней несущей стены и возможности установить опоры под коньковый прогон.

Вариант #1 – стропильный каркас для теплой крыши

Использование утеплителя заставляет прибегать к технологическим ухищрениям, благодаря которым важный для конструкции слой сможет сохранить изоляционные качества. А они неизбежно сократятся при намокании, т.к. появившаяся в теле материала вода будет способствовать прохождению тепловых волн.

Вода в теплоизоляции появляется в трех ситуация, это:

• Проникновение бытовых испарений, атакующих теплоизоляцию изнутри эксплуатируемого сооружения.
• Образование конденсата из-за разницы температур за пределами строения и на чердаке.
• Протечки, наблюдающиеся в период снеготаяния и обильного выпадения осадков, появившиеся в результате несоблюдения технологии и ошибок в работе.

Исключить перечисленные напасти просто обязан грамотно уложенный кровельный пирог, правильно распределенный и надежно зафиксированный стропильной системой. Кроме того в обязанности стропильной конструкции входит формирование вентиляционных каналов, по которым воздушные потоки омывают теплоизоляцию и внутреннюю поверхность металлической черепицы.

Созданные путем установки обрешетки и контробрешетки каналы-продухи создают условия для регулярного проветривания и выведения конденсата из пространства под кровлей, тем самым продлевая жизненный цикл самой кровли и деревянных деталей стропильной системы.

Если представить себе условный срез теплого кровельного пирога со стропильной системой изнутри отделанной уже конструкции, то последовательность слоев и вентиляционных каналов будет следующей:

• Вагонка, панели гипсокартона или подобный материал, применяемый для внутренней отделки чердачного пространства.
• Внутренняя обрешетка, предназначенная для фиксации пароизоляционного слоя к стропилам.
• Пароизоляция, препятствующая проникновению в утеплитель бытовых испарений.
• Стропила, между которыми укладывается утеплитель. Ширина стропильной ноги должна быть на 3-4см больше, чем толщина теплоизоляции. Иными словами, между верхней плоскостью, образованной соседними стропилинами, и наружной поверхностью утеплителя должен остаться указанный зазор для вентиляции. Если толщина утеплителя равна ширине стропилин, т.е. теплоизоляция лежит заподлицо с условной плоскостью ската, к стропильным ногам прибивают обрешетку из бруска со стороной 30 или 40мм. Она-то создаст требующийся зазор.
• Гидроизоляция, которую стелют либо на стропильные ноги, если в установке контробрешетки не было необходимости, либо на контробрешетку. Классической полиэтиленовой гидроизоляционной пленке запрещено контактировать с утеплителем, чтобы в теле его не появилась влага. Гидроизоляционным материалам класса полимерных диффузных мембран разрешается лежать непосредственно на утеплителе, потому что они способны пропускать наружу излишек влаги, не впуская ее внутрь. Поэтому при использовании полимерных мембран создавать вентиляционный канал между гидро- и теплоизоляцией не нужно.
• Наружная обрешетка, выполняющая одновременно три значимые функции. Она применяется для крепления гидроизоляции, для формирования очередной продухи между гидроизоляцией и металлическим покрытием и служит основой для установки листов металлочерепицы.
• Финишное покрытие.

В качестве гидроизоляции кровельных систем под металлочерепицу и профнастил нельзя использовать битумные разновидности рулонных материалов. При нагревании изоляция и кровля будут выделять вещества, разрушающие структуру друг друга.

Подытожим. Стандартный кровельный пирог утепленной крыши имеет три слоя и два вентиляционных контура, если в строительстве использовалась классическая гидроизоляция. В пироге с полимерной диффузной гидроизоляцией три слоя и один вентиляционный канал. Все составляющие крепятся к стропильной системе, которая обязана стойко держать вес материалов и снеговую нагрузку. Для отечественной средней полосы величина суммарной нагрузки составляет примерно 200 кг/м².

Чаще всего стропильные ноги под металлические кровли изготавливают из доски сечением 50×100 либо 50×150мм, если рекомендованный производителем материала шаг установки стропилин был соблюден. Если расстояния между стропильными ногами больше рекомендованного значения, сечение наружной обрешетки следует увеличить.

Вариант #2 – стропильная конструкция для холодной крыши

Схема кровельной конструкции без утепления выразительно подтверждает, что именно теплоизоляционного слоя в ней нет. А это значит, что необходимость в укладке всех видов защиты утеплителя от намокания тоже отпадает. Однако гидроизоляция все же нужна в качестве защиты деревянной стропильной системы на случай протечек. И вентиляцию между водоотталкивающим материалом и металлическим покрытиям тоже следует соорудить.

Разрез холодного кровельного пирога под металлочерепицу выглядит так:

• Стропильные ноги, сечение которых рассчитывается без учета веса утеплителя и сопутствующих компонентов.
• Гидроизоляционный слой, уложенный поверх стропильных ног.
• Обрешетка, предназначенная для обеспечения вентиляционного зазора, фиксации гидроизоляции и крепления листов металлической черепицы.

Обрешетка для обоих типов стропильных систем укладывается особым образом. Шаг ее установки определен расстоянием между соседними поперечными ступеньками металлочерепичного листа. Расстояние зависит от марки кровельного покрытия, в среднем составляет 300, 350 и 400мм.

У стартовой решетины размеры должны отличаться от последующих рядовых брусков. К примеру, если все рядовые решетины сделаны из бруска сечением 30×50мм, то для изготовления самого первого от линии карниза элемента нужно взять брусок 50×50мм. Расстояние между стартовым бруском и линией карниза всегда меньше шага между рядовыми решетинами. Так надо, чтобы первая поперечная ступенька листа точно легла на основу.

Видео-инструкция по монтажным работам

С процессом возведения стропильной системы и монтажа металлочерепицы наглядно ознакомит видео:

Разобранные «по полочкам» схемы устройства стропильных систем с утепленными и холодными кровельными пирогами представляют собой общее руководство к действию самостоятельного кровельщика. На деле конструкции модернизируются и адаптируются к реальным условиям конкретного объекта. Однако основой для собственной разработки они вполне могут послужить.

Крыша с двумя скатами наиболее распространенный вариант завершения коробки частного дома. При ее изготовлении важно грамотно подобрать сечения несущих элементов, выполнить надежное закрепление узлов и правильно выбрать тип конструкции. Стропильная система двухскатной крыши не имеет больших сложностей и вполне может быть изготовлена своими руками.

Классификация стропильных систем по способу опирания

Конструкция может быть классифицирована по двум признакам. Первый из них – способ опирания несущих элементов. Двускатная стропильная система крыши дома в этом случае включает следующие виды:

• с наслонными стропилами;
• с висячими стропилами.

Устройство кровли с использованием наслонных стропил предполагает их опирание в двух точках. Конструкция в этом случае позволяет избежать возникновения серьезного распора. Чтобы сделать монтаж своими руками потребуются следующие основные элементы:

• стропильные ноги;
• мауэрлат;
• ригель;
• промежуточные стойки и подкосы при большом пролете несущих балок;
• обрешетка и контробрешетка;
• накладки упорные бруски.

В верхней точке монтаж предусматривает опирание на ригель. Установка также предусматривает опору в нижней точке – мауэрлат. Собрать такую конструкцию для дома своими руками можно только в двух случаях:

1. Наслонная система возможна, если расстояние между фронтонами не большое. То есть такой монтаж подойдет для небольшого дома своими руками. Наибольшая длина строения, которая позволяет выполнять устройство деревянного ригеля без дополнительных усилений – 6 м. При больших пролетах потребуется в качестве ригеля устанавливать металлические балки. При использовании деревянного бруса необходимо будет предусматривать промежуточные стойки, которые располагают в среднем через 2 метра. Избежать этого можно только при использовании в качестве ригеля клееного бруса достаточно большого сечения. В этом случае становится невозможной свободная планировка пространства – стойки посередине помещения убрать нельзя.
2. Второй вариант, когда возможен монтаж наслонной системы двускатной кровли своими руками – это наличие стены в середине дома. Устройство в этом случае предусматривает, что брус, на который будут опираться стропила в верхней точке, передаст нагрузку на внутреннюю стену. В этом случае несущая конструкция не должна быть спутана с перегородкой. Перегородка опирается на перекрытия, а установка стены дома своими руками предполагает ее опирание непосредственно на фундаменты. Такое устройство подойдет для зданий с достаточной шириной, где есть смысл устанавливать стеновое ограждение посередине.

Второй вариант – висячие стропила. Они более сложны в расчете, но позволяют устройство в подкровельном пространстве дома свободной планировки . Конструкция предполагает отсутствие опорного деревянного или металлического бруса в верхней части. Монтаж предполагает опирание стропил только в нижней точке. В верхней части несущие балки надежно соединяются между собой. Установка такой системы напоминает ферму. Конструкция работает на распор, поэтому важно предотвратить чрезмерную горизонтальную нагрузку на стены дома. выполнить это можно с выполнением следующих мероприятий:

• устройство монолитного пояса по обрезу стен;
• необходимо сделать надежное закрепление мауэрлата двускатной кровли к стене дома своими руками;
• для устранения распора устанавливается схватка.

Схватка или стяжка становится одним из значимых элементов двускатной кровли дома. Она предотвращает разращение стен под действием распора. Можно выделить следующие виды схваток:

• расположенные в уровне перекрытия мансарды;
• расположенные в уровне потолка мансарды.

Стоит отметить, что второй вариант обеспечивает меньшую надежность, поскольку, чем выше выполнен монтаж элемента, тем сильнее стропила оказывают на него воздействие. Если схватка получается слишком длинной, необходимо сделать ее усиление своими руками. Для этого производится монтаж дополнительных элементов двускатной кровли дома – подвесок. Они соединяют конек с серединой затяжки, чем предотвращают ее провисание.

Стропильная система двухскатной крыши с висячими стропилами позволяет выполнить монтаж с предварительной сборкой ферм на земле, после чего поднять их на крышу и сделать закрепление.

Такой вариант подойдет только при наличии подъемной техники, поскольку готовые двускатной кровли дома станут слишком габаритными и тяжелыми для подъема своими руками.

Классификация по типу ската

Второе разделение можно сделать в зависимости от того, как запроектирована линия ската. Виды здесь предполагают наличие двух вариантов:

1. С прямыми скатами . Самый простой для выполнения способ. Позволяет выполнить работу без серьезных затруднений. Минусом такого варианта кровли своими руками является уменьшение пространства мансарды.
2. С ломаными скатами. Такие виды кровли более сложны в выполнении. Предполагается наличие линии, по которой изменяется угол наклона. Угол наклона нижней части ската нужно сделать большим, чем у верхней. Таким образом получается поднять потолок мансарды и увеличить свободное пространство. Монтаж кровли осуществляется с установкой дополнительного ригеля в месте перелома.

Эти виды предполагают выбор между ними в зависимости от пожеланий будущего владельца здания.

Основные элементы кровли

Стропильная система двухскатной завершающей части здания состоит из множества элементов. Монтаж стоит начать с подробного изучения каждого из них и выбора их сечений.

Мауэрлат

При установке элементов под металлочерепицу или другое покрытие подразумевает использование бруса сечение 150х150 или 200х200 мм. Именно такой размер позволяет наиболее оптимально распределить нагрузку. далее потребуется выбрать способ закрепления он зависит от материала стен. Существует несколько вариантов:

1. Каркасные, брусовые или бревенчатые стены не требуют установки мауэрлата. В случае каркасного здания опорой для стропильных ног служит верхняя обвязка стен. при строительстве ограждений из бруса или бревна, мауэрлатом становится верхний венец. Важно выполнить грамотное закрепление этих элементов в конструкции стены.
2. При использовании для строительства легких бетонов, потребуется дополнительное усиление. К легким бетонам относят такие материалы как пенобетон, шлакобетон, керамзитобетон. Они могут разрушаться, если опереть на них кровлю не центрально. Для равномерного распределения нагрузки предусматривают заливку монолитного железобетонного пояса по обрезу стен. Во время работ в него закладывается специальная проволока, шпильки или болты, на которые будет выполнено крепление мауэрлата.
3. Для кирпичных средств можно не предусматривать железобетонный пояс . В этом случае для соединения с обвязочным брусом в кладку заводят проволоку, которую после оборачивают вокруг мауэрлата и закручивают. Второй вариант – за один ряд до обреза стен в кладку с внешней стороны заводят деревянные бруски, пропитанные антисептиком. Такие пробки и мауэрлат скрепляют при помощи скоб. Возможно также использование шпилек и болтов, для закрепления которых потребуется заливка монолитного пояса.

Важным моментом является гидроизоляция.

При установке важно предусмотреть рубероид, линокром или гидроизол в местах соединения бетона или кирпича с деревом. Это требуется, чтобы предотвратить гниение древесины при контакте с материалом другой влажности.

Стропила

После закрепления мауэрлата устанавливают стропильные ноги. Их сечение подбирается в зависимости от шага несущих балок, их пролета, снеговой нагрузки и типа покрытия. При установке каркаса под металлочерепицу при шаге 60 см рекомендуется соблюдать следующие рекомендации в зависимости от пролета:

• 3 м – 4х15 см;
• 4 м – 5=15 см;
• 5 м – 5х17,5 см;
• 6 м – 5х20 см.

Таблица средних значений стропильных ног

Это средние значения, чтобы выполнить более точный расчет лучше обратится к специалисту или изучить дополнительную литературу.

Выполнить крепление стропильных ног к мауэрлату можно двумя способами:

• с зарубкой;
• без нее.

Крепление стропильных ног к мауэрлату с зарубкой и без нее

В первом случае выполняют запил на обвязочном брусе, во втором с стропилу прибивают специальную дощечку, которая становится упорным бруском. Далее для обоих способов работу выполняют одинаково. С помощью металлических уголков наклонную балку фиксируют, чтобы она не смещалась относительно проектного положения вдоль мауэрлата. Дополнительно вбивают под углом гвозди.

Схема крепления стропил с помощью проволоки и на скобы

Кроме этого потребуется скрепить стропило со стеной. Выполнение этого мероприятия предусмотрено в нормативных документах. Делать это можно двумя способами:

• на скобы (подойдет для деревянных зданий);
• с помощью скрутки из проволоки (более трудоемкий вариант, но единственно возможный для каменных домов).

Выполнять закрепление по нормам можно через одну ногу. Это необходимо для более надежного прикрепления крыши к коробке дома.

Если провести работу правильно, можно не беспокоится о ее состоянии даже в самые сильные ветра.

Стойки, стяжки, подкосы

Такие элементы чаще всего изготавливаются из досок. Оптимальная толщина находится в пределах 32-50 мм. Исключением становятся стойки. Здесь можно применять доски толщиной 50-100мм. Крепление выполняется на шпильки или с применением опорных брусков.

Чем тщательнее будут сделаны предварительные расчеты, и в частности, чем правильнее будет определен шаг стропил под металлочерепицу, тем, наверняка, надежнее будет каркас будущей крыши.

Если при расчетах определить нагрузку на стропильную конструкцию неверно, недооценить параметры стропил, в будущем такие ошибки могут стать причиной нарушения кровельного покрытия или изменения формы стропильных ног, а также привести к обрушению основания из стропил.

При расчете конструкции крыши необходимо делать и расчет расстояния, которое будет между стропилами. Определение данных параметров не представляет особой трудности, если правильно воспользоваться общими методиками расчетов такого расстояния, принятыми среди специалистов.

Расчет шага между стропилами

Промежуток между стропильными ногами принято называть шагом стропил или шагом стропильных ног.

Обычно в конструкции крыши это расстояние не должно быть больше одного метра, допустимый минимум – 60 сантиметров.

Чтобы для заданной длины крыши произвести расчет необходимого количества стропил, соответственно, определить шаг стропил, действовать надо следующим образом:

1. По карнизу крыши измеряется длина ската.
2. Полученное значение делится на единицу измерения, в данном случае на выбранный шаг стропил. Например, при шаге стропил в 1 метр длина делится на 1, если шаг – 80 см, то на 0,8 и т.д.
3. На следующем этапе расчетов к полученному результату добавляется единица, затем это значение округляют в большую сторону. Так выясняется нужное количество стропил, которые предполагается установить на один скат крыши.
4. Общую длину ската потребуется разделить на полученное количество стропил – в результате получаем значение межосевого промежутка между стропилами, которое и называют шагом стропил.

Например, при длине кровельного ската 27,5 м и стропильного шага длиной 1 м вычисление будет таким:

Соответственно, 29 стропил понадобится для ската кровли.

Итак, 95 см – это и есть промежуток между осями стропил, устанавливаемых на скате крыши.

Однако в общей методике расчетов не учитываются особенности определенных материалов для кровли.

Наиболее часто встречающиеся виды покрытий можно рассмотреть подробно – как, согласно рекомендациям профессионалов, следует подбирать шаг стропил при сооружении стропильной системы в зависимости от выбранной разновидности кровельного материала.

Шаг стропил под покрытие из металлочерепицы

При постройке загородных домов наиболее частым материалом для кровли становится металлочерепица.

Кровля из металлочерепицы внешне выглядит как настил из глиняной черепицы, но в сравнении с глиняным покрытием обладает множественными преимуществами .

• что касается выполнения монтажа, листовая металлическая черепица намного более технологична, и время, затрачиваемое на сооружение кровли, при этом значительно сокращается.
• такой кровельный материал по весу намного легче, чем черепица из натуральной глины: различие в массе 1 кв.м. составит около 35 кг – в зависимости от толщины натуральной черепицы.

При таком снижении веса настила кровли возможно существенно снизить требования ко многим параметрам, когда рассчитывается стропильная система под металлочерепицу. Например, можно увеличить шаг установки стропил, уменьшить их толщину, снизить показатель сечения брусков обрешетки под металлочерепицу.

Для покрытия крыши металлочерепицей промежуток между стропильными ногами определяют в районе 60-95 см при сечении конструктивного элемента 150 на 50 мм.

По утверждениям специалистов, для размещаемого между стропилами утеплителя будет вполне достаточно толщины в 15 см, и этой толщины хватит для хорошей теплоизоляции кровли. Но для надежности лучше выбрать утеплитель толщиной 20 см. При этом показателе и сечение стропильной ноги также увеличивается до 20 см.

Для улучшения вентиляции пространства, которое предназначено для заполнения утеплителем, при выполнении монтажа стропил, в них (стропилах) просверливают ряд отверстий диаметром 10 мм около верхней кромки.

В общих же чертах стропильная конструкция для металлочерепицы принципиально ничем не отличается от любой другой. Единственная, пожалуй, особенность ее в том, что верхняя опора стропил устраивается не на коньковый брус, то есть сбоку, а на коньковый прогон – сверху.

Между состыкованными деревянными частями наверху получается свободная зона, благодаря которой обеспечивается циркуляция воздуха, что позволяет снизить риск образования конденсата под кровельным настилом – это немаловажно для металлической поверхности материала.

При монтаже кровли деревянного дома, при котором предусматривается замена мауэрлата верхним бревенчатым венцом, неверно произведенный расчет шага стропил сделает практически невозможными какие-либо изменения, поскольку в венце обычно выполняются врубки с целью увеличения надежности крепления.

Элементы укрепления системы стропил

Такой элемент крепления, как затяжка стропил, используют, когда кровля возводится с применением висячих стропильных элементов.

Для затяжки стропил используется горизонтальный брус или бревно, прикрепляемое к основанию стропильных ног – это позволяет существенно сократить горизонтальные распирающие силы, которые действуют на стены постройки.

Выше основания стропил также может быть устроена затяжка, но при таком способе она устраивается несколько более мощной, что благотворно сказывается впоследствии на долговечности кровли.

Кобылка – это продолжение стропильной ноги, которое прикрепляется к ноге обычными гвоздями. Кобылка стропила изготавливается из доски высотой и толщиной вполовину меньшей, чем стропильная нога. При этом длина ее примерно 1-1,2 метра, из которых одна половина образовывает свес, вторая – обеспечивает крепление к стропилу.

Когда выполняется монтаж стропильной системы под металлочерепицу, да и под любой другой кровельный материал, для фиксации ее элементов применяют специальные уголки для крепления стропил. Преимущества такого элемента – обеспечение высокой несущей способности, а также возможность осуществлять крепление без применения специальных инструментов. Деревянные конструкции стропильной системы и уголки соединяются при помощи шурупов или гвоздей.

Обработка стропил

Существуют две основные проблемы, для решения которых стропилам необходима пропитка:

1. Защита от грибка и насекомых. Если обработка стропил антисептиками своевременно не была осуществлена, велик риск появления в древесине жуков-точильщиков, которые постепенно изгрызут деревянные части кровли.
   Грибок и плесень представляют не меньшую опасность для стропил. Неправильный монтаж кровельных материалов может привести к такому нежелательному результату, как заплесневелости и колонии грибков, а эти факторы разрушают стропила даже быстрей, чем насекомые.

Правильно рассчитав все необходимые параметры будущей стропильной системы, можно браться за ее возведение, сохраняя уверенность в ее будущей надежности и долговечности.

Одним из важнейших элементов дома является его крыша, которая защищает дом от различных атмосферных явлений природы и сохраняет в нем тепло. Поэтому крыша дома должна быть надежной и прочной. Основой прочной крыши является ее каркас – . От грамотно спроектированной и правильно собранной конструкции стропильного каркаса зависит прочность крыши, а в конечном итоге долговечность самого здания.

Устройство стропильного каркаса зависит от типа кровельного покрытия и нагрузок на кровлю. Нагрузки на стропила бывают постоянные и временные.

Постоянные нагрузки – это:

• вес кровельного покрытия;
• вес утеплительных материалов;
• вес отделочных материалов (при создании мансардного этажа);
• вес стропильного каркаса и обрешетки.

Во время проектирования каркаса в первую очередь определяют его тип (зависит от ). Стропила могут быть висячими, наслонными или комбинированными. Количество стропил, расстояние между ними и их сечение, зависит от типа чердака. Он может быть мансардным или нежилым.

Для изготовления стропил обычно применяется древесина хвойных пород. Влажность материала должна быть не выше 20%. Пиломатериалы, применяемые для строительства стропильной системы, не должны иметь гнили и синевы.

Материал стропил, обрешетки и контробрешетки обрабатывается антисептиком и антипиренами.

Подготовительный этап

Создание крыши начинается с выбора типа крыши и материала кровли. В индивидуальном домостроении наиболее популярна кровля из металлочерепицы. Такой тип кровли легок, долговечен, прочен, имеет привлекательный внешний вид, достаточно прост в монтаже и недорог. Металлочерепица намного легче керамической черепицы (1 кв.м керамики примерно на 35 кг тяжелее металлочерепицы).

1. Замерить длину ската крыши. Затем этот размер требуется разделить на длину шага между стропилами.
2. К полученной величине добавить единицу и затем полученную сумму округлить до целого числа. По этой методике рассчитывается количество стропильных ног для ската крыши.
3. После чего необходимо длину ската разделить на количество стропил и определить их оси установки.
4. зависит от вида кровельного покрытия и угла уклона ската крыши.

Пример расчета: пусть длина ската равняется 18 метрам, а размер шага будет 0,8. Значит, 18:0,8 + 1=23,5 = 24 стропила требуется для устройства каркаса крыши.

Установка стропил

Стропильные системы под различные виды кровли имеют небольшие различия. В основном они зависят от веса и размеров листов покрытия. Для устройства стропильной системы понадобятся следующие инструменты и материалы:

• бензопила;
• ножовка по дереву;
• топор плотницкий;
• стамеска;
• степлер строительный;
• уровень строительный и отвес;
• молоток;
• гвозди;
• саморезы;
• металлические элементы крепления стропил;
• электродрель;
• шуруповерт;
• брус 150х150 мм (для мауэрлата);
• доска 50х150 мм (для стропил);
• доска 25х100 мм (для обрешетки);
• брусок 30х50 мм (на контробрешетку).

Произведя необходимые расчеты, подготовив требующийся материал и инструмент, приступают к сборке стропильной системы под металлочерепицу. Порядок выполнения работ следующий:

1. В первую очередь устанавливается из бруса мауэрлат. Это основание крыши, принимающее на себя основную нагрузку от стропильных ног. Брус укладывается и крепится (анкерными болтами) по периметру стен, на заранее подготовленный арматурный пояс. Под брус укладывается гидроизоляция (полоска рубероида).
2. На ровной поверхности (по эскизам) из ровных досок делается шаблон, по которому изготавливаются стропильные фермы. В коньке они крепятся металлическими пластинами или гвоздями.
3. На мауэрлате, на рассчитанных расстояниях делаются выемки для установки стропильных ног.
4. Подготовленные фермы поднимаются и устанавливаются на брус. Сначала устанавливают и крепят крайние блоки. Вертикальность установки проверяется отвесом.
5. Между крайними фермами натягивается шнур и по нему устанавливаются остальные элементы. К мауэрлату стропильные ноги крепятся при помощи металлических уголков и саморезов.
6. Вблизи верхней части устанавливаются горизонтальные перемычки.
7. В нижней части стропильных ног создается карнизный свес с вылетом не менее 50 см от стены. Для этого к стене на уровне концов стропил крепится брус или доска. К концу стропильной ноги одним концом крепится короткая доска (кобылка), вторым концом она крепится к стене.

На этом процесс монтажа каркаса крыши окончен, затем его требуется подготовить для укладки кровли.

Подготовка каркаса под укладку кровли

Стропильная система, на которую укладывается металлочерепица, готовится следующим образом:

1. На стропилах под металлочерепицу размещается гидрозащитная пленка и крепится степлером. Пленку устанавливают с провесом около 20 мм и нахлестом не менее 150 мм. Края полотен склеиваются клейкой лентой.
2. Поверх установленной пленки на стропилах крепится контробрешетка (бруски 30х50 мм), она служит для создания вентиляционного зазора кровли.
3. На контробрешетку крепится обрешетка (доска 100х25 мм). Первая снизу доска обрешетки должна быть в два раза толще последующих. Шаг обрешетки – от 350 до 450 мм.
4. На подготовленный каркас устанавливается арматура сливной системы.

Монтаж стропильной системы подготовлен к укладке покрытия из металлочерепицы.

При наличии определенных строительных навыков и двух помощников прочный каркас для кровли можно выполнить самостоятельно.