Стропильная система под металлочерепицу: шаг стропил, каркас из стропильных ног при устройстве кровли, монтаж двухскатной крыши

Схема кровельной системы

Надежность и долговечность кровли напрямую зависит от того, насколько грамотно разработан и сделан «кровельный пирог». Каждый конструктивный элемент в нем выполняет свои функции, а в комплексе обеспечивают герметичность, необходимую жесткость, прочность, достаточный уровень тепло- и звукоизоляции.

Рисунок 6. Правильная схема кровли из металлочерепицы

Конструкция кровли из металлочерепицы включает такие конструктивные элементы:

Стропильная система – основная конструкция крыши, воспринимающая нагрузки и передающая их на нижние несущие элементы здания.
Пароизоляция – специальная мембрана, выступающая в качестве защиты от проникновения из теплых помещений насыщенного влагой пара к утеплителю и элементам стропильной системы. Крепится изнутри крыши к стропильным ногам степлером с обеспечением нахлеста отдельных листов не менее 100 мм. Места стыковки проклеиваются специальным двухсторонним скотчем.
Теплоизоляция – слой утеплителя (как правило, используется минеральная вата), обеспечивающего оптимальный температурный режим на отапливаемой мансарде. Укладывается между стропильными ногами.
Ветрогидрозащита – специализированная мембрана для защиты подкровельного пространства от проникновения влаги и выдувания утеплителя. Крепится поверх теплоизоляции к стропилам с наружной стороны кровли.
Подшивка – служит в качестве чистовой или черновой отделки мансардного этажа и опорной поверхностью для укладки теплоизоляционного материала.
Контробрешетка – нужна для обеспечения вентиляционного зазора, необходимого для циркуляции воздуха в подкровельном пространстве. Сооружается из брусков сечением 50х50 мм, которые крепятся прямо поверх стропильных ног в одном с ним направлении.
Обрешетка – основа для крепления металлочерепицы. Состоит из перпендикулярно расположенных по отношению к брускам контробрешетки досок.

Эксперты рекомендуют сооружать обрешетку уже после выбора и закупки металлочерепичных листов, поскольку основные геометрические параметры (рабочая ширина, длина и высота волны) могут незначительно отличаться в зависимости от модели, производителя и т.д.

Рисунок 7. Стандартная металлочерепица – чертеж с основными размерами

Особенности обустройства деревянного каркаса

Стропильную систему обустраивают согласно стандартным правилам. Главной особенностью является необходимость укрепления верхней опоры не на коньковом брусе, а сверху, на коньковом прогоне. Тогда наверху, между состыкованными частями образуется свободная зона, обеспечивающая свободную циркуляцию воздуха

Кроме того, она минимизирует вероятность возникновения конденсата под кровлей, что очень важно для черепицы

Осуществляя монтаж стропильной системы под металлочерепицу необходимо дополнительно ее усилить. Чтобы сделать конструкцию более жесткой используют ригели с затяжками. Так называют горизонтальные перемычки, устанавливаемые между стропилами в висячих системах. Затяжки размещают возле основания стропил, а ригели рядом с коньком.

Наслонные стропила усиливают за счет установки на стойках горизонтальных прогонов. Это позволяет обеспечить дополнительную опору. Среди дополнительных элементов стоит выделить кобылки — специализированные доски, которые увеличивают длину стропил, чтобы было легче сформировать свес крыши.

Обустраивая стропильную систему необходимо обязательно обеспечить дополнительную защиту древесины от огня или повреждения гнилью. Для предупреждения биологического разрушения дерева используют антисептичекую пропитку, а для минимизации риска возгорания применяют огнезащитные составы.

Подготовительные работы

Готовят стены и перекрытия строения, хотя визуально может не быть видно перепадов. Разница по высоте становится очевидной при последовательной укладке опорного бруса. Стараются выровнять углы дома. Кладку равняют раствором, выполняя стяжку в нужных местах, а деревянный каркас приводят в готовность с помощью подкладок, выпуклости стесывают.

Для коррекции сруба используют шнурок, его крепят к двум крайним балкам на нужной высоте. Горбыли стесывают так, чтобы на краю балок получились горизонтальные области. Контрольный шаблон прикладывают к трем балкам одновременно и проверяют уровень горизонта. Если рейка с прибором малая по длине, привязывают длинный брусок. Размечают места выборки под стропильные зубы, ставят куски контрольных реек, которые обозначают центральную ось.

Зависимость шага стропил от кровельного материала

Кроме снеговых и ветровых нагрузок, относящихся к переменным, на кровлю действует и постоянная (статическая), усилие которой, зависит от используемого кровельного материала. Не секрет, что различные виды кровли обладают собственной массой, которая может отличаться в 10 и более раз.

Правильный выбор материала оказывает влияние не только на верхнюю, но и на все остальные части конструкции жилого дома и других строений. Недаром, при проектировании фундамента необходимо заранее определиться с выбором кровли.

Кровля из профлиста

В настоящее время, одним из наиболее распространенных кровельных материалов, является профилированный лист, выпускающийся оцинкованным или с последующим полимерным покрытием. К отличительным особенностям профлиста отнесят следующие параметры:

Высокая коррозионная стойкость;
Как следствие, продолжительный (более 15 лет) срок эксплуатации;
Легкий монтаж даже без необходимой квалификации;
Малая масса листа (вес 1 м2 составляет 4-5 кг).

Так как данный кровельный материал не оказывает высокой нагрузки на стропильную систему, расстояние между элементами выбирается максимально возможным для того или иного угла наклона. Кроме этого профлист не требует высоких прочностных характеристик от обрешетки крыши. Все это вкупе позволяет минимизировать общую нагрузку на фундамент и стены.

Кровля из металлочерепицы

Вторым распространенным видом стальных кровельных материалов является металлочерепица. Этот вид профлиста, удачно имитирующий натуральный глиняный материал, но с меньшей массой (в 10 и более). Особенностью стропил под металлочерепицу является меньший размер сечения.

Выбирая, на каком расстоянии устанавливать стропила, в первую очередь следует руководствоваться динамической нагрузкой. Как и профлист, металлочерепица не требовательна к размерам стропильных ног и хорошо монтируется на обрешетку из дюймовой доски хвойных пород. Все это делает металлическую кровлю малозатратной.

Стропильная система под ондулин

В 21 веке на смену волнистых листовых материалов пришел более долговечный и легкий аналог – ондулин. Среди прочих — самый легковесных материал. Масса листа не превышает 6 кг.

Малая толщина листов ондулина при углах скатов менее 15о требует обустройства сплошной обрешетки из листов фанеры, например, что потребует соответствующего шага стропил

На это следует обратить внимание при расчетах

Шиферная кровля

Не так давно, широкое распространение имел волнистый материал из асбесто-цементной смеси, называемый шифером. Высокая масса и хрупкость – основные недостатки, однако и поныне он находит своих поклонников при строительстве различных хозяйственных построек.

Высокая масса, сравнимая с весом глиняной черепицы не позволит применить ту же стропильную систему, что и под металлочерепицу. Строительными нормами определен минимальный угол уклона крыши из шифера в 22о и более. В противном случае нагрузка от самого материала и стропильной системы с обрешеткой превышает допустимые параметры. Шаг наклонных брусьев, как и их сечение выбираются индивидуально в каждом конкретном случае.

Поликарбонат на крыше

В последние годы все чаще на крышах веранд и беседок стал использоваться искусственный полимерный материал – поликарбонат. Выпускаемый в двух исполнениях – монолитный и сотовый. Первый по своим свойствам схож с обыкновенным кварцевым стеклом, но значительно превосходит его по прочности. Второй обладает меньшими механическими свойствами, но высокой теплоизоляцией и светопропускной способностью.

Сотовый поликарбонат стандартно значительно легче монолитного собрата. Его используют в качестве кровли без использования обрешетки при условии шага, не превышающего ½ ширины листа материала. Высокая прочность монолитного аналога также позволяет избегать поперечных стропилам элементов. Достаточная гибкость позволяет крыть полукруглые крыши на металлическом каркасе, шаг которого не превышает 0,9 метра.

Тематический материал:

Стропила под мягкую кровлю

Оригинальный узор можно получить благодаря использованию мягких кровельных материалов, стелящихся при помощи клеевого слоя. Устанавливаются которые на сплошную обрешетку из фанеры или ОСП. Шаг стропил должен позволять закрепить листы, поэтому его выбирают кратным ½ ширины. При условии стандартных размеров фанеры 1520х1520 мм, межосевое расстояние между стропилами будет равно: 1520:3=506 мм.

Шаг стропил под утеплитель

Монтаж жилых подкровельных пространств часто совмещают с укладкой листов утеплителя в стропильном промежутке. Наиболее распространены плиты с размерами 600х1000мм. Эти параметры и используем в качестве отправных.

Схема и особенности устройства двускатной крыши

Двускатной называется крыша, образованная пересечением двух прямоугольных скатов под определённым углом. Такое устройство является самым надёжным и простым, поэтому смонтировать двускатную кровлю самостоятельно может даже человек со средними навыками плотницких работ.

Основанием крыши является стропильная система, выполняющая роль опоры для кровельного пирога и финишного покрытия. От её прочности и надёжности зависит срок эксплуатация кровли и комфортность проживания в доме. Стропильная система, подвергающаяся регулярным ветровым и снеговым нагрузкам, должна быть надёжно закреплена на корпусе здания. Эта задача решается при помощи мауэрлата, который прочно фиксируется к верхней плоскости стен дома. Таким образом создаётся практически монолитная система, надёжно защищающая внутреннее пространство дома от любых проявлений внешней среды.

Конструкция стропильной системы двускатной крыши

Крыша с двумя противоположными скатами — самая распространённая конструкция из применяемых в индивидуальном жилищном строительстве. Линия пересечения образует конёк, а боковые проёмы крайних стропильных ног служат для устройства фронтонов — вертикально расположенных стенок, создающих замкнутое подкровельное пространство. Для получения прочной и долговечной конструкции применяется множество подпорных и укрепляющих элементов, придающих дополнительную жёсткость всему сооружению. В основе двускатной конструкции лежит треугольник — наиболее жёсткая геометрическая фигура. Стропильная система состоит из следующих основных элементов:

Мауэрлат — это деревянный брус, выполняющий роль связующего элемента между коробкой дома и его стропильной системой. К стенам он крепится резьбовыми шпильками, анкерными винтами или проволочными жгутами. Размер поперечного сечения бруса составляет от 100х100 до 150х150 мм и зависит от размера здания, его этажности и формы крыши.
Стропильная нога — деревянный брус размером 50х150 или 100х150 мм, соединяющийся в верхней точке крыши с коньком и опирающийся противоположным концом на мауэрлат. Стропила — основной несущий элемент кровельной системы, воспринимающий все виды внешних нагрузок: ветра, снега, дождя и собственного веса конструкции.
Лежень — брус из древесины, укладываемый горизонтально с опорой на внутреннюю несущую стену. Размер лежня, как правило, равен размеру мауэрлата. Является опорой для кровельных стоек.
Затяжка — элемент, применяемый в висячих стропильных системах. Его назначение — компенсация растягивающих усилий, возникающих на нижних концах стропильных ног.
Стойки — брусья квадратного сечения, передающие часть нагрузки от стропил на лежни.
Подкосы — элементы конструкции, передающие часть нагрузки от стропильных ног на затяжку. Таким образом формируется ферма, обладающая повышенными прочностными характеристиками.
Контробрешётка — деревянные бруски размером от 25х50 до 50х50 мм, набиваемые на верхнее ребро стропил. Назначение контробрешётки — образование вентиляционного зазора между обрешёткой и гидроизолирующей плёнкой. Этот элемент обязателен при устройстве кровельного пирога на мансарде.
Обрешётка — опорное основание для установки финишного покрытия кровли. Обрешётка бывает сплошной или разреженной и может быть выполнена из доски толщиной 25 мм, водостойкой фанеры, листов ОСП и других подобных материалов. Выбор конструкции обрешётки зависит от характеристик финишного покрытия.
Конёк — горизонтально расположенная балка, по которой происходит пересечение противоположных скатов.
Свес кровли — является продолжением стропил на расстояние до 40 см от стен здания. Защищает стены от намокания, а также служит для размещения софитов, являющихся составной частью системы вентиляции подкровельного пространства. При недостаточной длине стропила свес формируется дополнительными деталями для их удлинения — кобылками.

Устройство стропильной системы двухскатной крыши своими руками

Перед тем, как начинать устройство стропильной системы двухскатной крыши своими руками необходимо определиться с ее типом и рассчитать потребность в материалах. Висячую систему устраивают в тех случаях, когда в конструкции здания не предусмотрена внутренняя несущая стена, или если необходимо просторное чердачное пространство, например для строительства мансарды. Количество пиломатериала рассчитывают, исходя из площади перекрытия и высоты крыши.

Монтаж стропильной системы своими руками

Порядок проведения работ при сооружении стропильной конструкции может быть следующий:

установка и крепление мауэрлата на наружные стены. Он укладывается с той стороны, куда планируется делать наклон крыши. Предпочтительно, чтобы эти стены были параллельны внутренней несущей стене здания. Под брус необходимо положить слой гидроизоляции любого типа;
укладка лежня производится аналогично сооружению мауэрлата;

Устройство стропил для сруба

на лежень вертикально устанавливаются стойки. Закрепить их можно в паз или металлическими уголками. От высоты стоек напрямую зависит угол, под которым наклонена кровля, поэтому если требуется сделать крышу с заданным углом, то вычислить высоту стоек можно с использованием простейших тригонометрических формул. К примеру, для угла в 45 градусов, необходимо, чтобы высота стоек была равна расстоянию между мауэрлатом и лежнем. Расстояние между стойками должно соответствовать желаемому расстоянию между стропилами двускатной крыши;
все стойки соединяются между собой коньком, который должен лечь строго горизонтально.

На этом устройство основных несущих элементов можно считать законченным. Следующим этапом в устройстве стропильной системы двухскатной крыши своими руками является установка стропил.

Стропильная система для двухскатной крыши

Установка стропил двухскатной крыши своими руками

Как уже было сказано ранее, стропильные ноги можно скреплять между собой внизу на земле. Для этого изготавливается шаблон из небольших брусков с заданным углом и длиной. Затем по нему делается необходимое количество стропильных ног. Если система висячая, то они еще соединяются затяжками. После этого производится установка стропил двухскатной крыши своими руками на место и закрепление их на коньке.

В случае устройства стропильных ног «по месту», они просто укладываются на конек в местах, где находятся стойки и соединяются между собой в верхней своей части. В нижней части они крепятся к мауэрлату. После этого стропилам можно придать жесткость с помощью подкосов. Выполняя установку стропил двухскатной крыши своими руками, необходимо учитывать, что на эти конструктивные элементы приходится самая большая нагрузка.

Схема строения стропил для двухскатной крыши

Крепление стропил к мауэрлату

Обеспечить надежность всей конструкции можно, только если все соединения и крепления выполнены грамотно и качественно. Одним из самых ответственных мест во всей конструкции является точка, где стропильная нога контактирует с мауэрлатом. В этом месте равнодействующая всех сил, действующих на кровлю, направлена в направлении стропильной ноги, «смотрящей» под углом вниз. Поэтому стропила со временем могут разъехаться. Задача стоит такая, чтобы эту равнодействующую направить перпендикулярно стен, то есть в направлении действия силы тяжести.

Сделать это можно двумя способами:

Упереть стропильную ногу под углом в мауэрлат и прибить гвоздями. В этом случае нужно будет делать кобылки, так как свес не образуется. Сделать прямоугольный вырез в стропильной ноге, которым она будет упираться в мауэрлат. Такая конструкция более надежная.

Удлинение стропильных ног с помощью кобылок

Крепление стропил к мауэрлату любым из этих способов позволит избежать деформации стропильной конструкции.

Устройство обрешетки и мелких элементов

Когда вся основная конструкция уже установлена и нет сомнений в ее надежности, можно приступить к монтажу остальных элементов. Вначале можно закрыть фронтоны досками. Это позволит обрезать пиломатериал «по месту» более ровно. Если требуется монтаж кобылок для устройства свеса, то производятся и эти работы. К кобылкам крепят карнизную доску и подшивают карниз.

Обрешетку делают из досок с необходимым шагом или сплошную. Начиная с нижней, прибивают доски на нужном расстоянии друг от друга. Первая доска должна быть прибита строго параллельно карнизу.

Стропильная система двускатной крыши — вид изнутри

Виды обрешетки

Мы пока не будем останавливаться на конкретных решениях, они зависят от технических параметров металлических листов. Рассмотрим только те виды, которые имеют принципиальные различия в конструкции.

Тип обрешетки	Краткое описание эксплуатационных характеристик
Шаговая	Самая распространенная, используется на крышах, у которых угол наклона скатов превышает 20°. Изготавливается из брусьев толщиной 3-4 см, шириной до 5 см. Расстояние между ними прописывается в инструкции по монтажу, чаще всего составляет 350 мм, но есть виды покрытий с шагом 300 мм и 400 мм. Этот параметр указывается от центра до центра бруска. Первое расстояние уменьшается на величину выпуска листов над скатом крыши.
Сплошная	Такую обрешетку необходимо устанавливать на крышах с уклоном в пределах 14–20°. Между досками можно оставлять просвет до 2 см, это поможет немого экономить дорогостоящие материалы. Применяется редко, металлочерепицу настоятельно не рекомендуют использовать на крышах с незначительным уклоном.
Комбинированная	Этот вариант используется на сложных кровлях с многочисленными скатами и переходами, расположенными под различными углами. Некоторые из них больше 20°, а часть меньше. Кроме того, существуют технологические участки (ендовы, мансардные окна, снегозадержатели), на которых необходимо устанавливать сплошной вариант обрешетки.

Надо помнить, что увеличение ширины используемых для обрешетки досок не влияет на несущие параметры кровли, при очень больших нагрузках она в любом случае прогнется. Разница лишь в величине прогиба. В одних случаях он критический, после снятия усилий прежняя форма не возвращается. В других случаях кровля лишь пружинит и не теряет своих первоначальных свойств.

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:

Высокая теплопроводность. Металл обладает высоким коэффициентом теплопроводности, поэтому стропила и образуют мостики холодна. С точки зрения энергоэффектвности, каркас из металлопрофиля – не лучшее решение.
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.
Сложность монтажа. Для подъема на высоту и фиксации ферм используется специальная техника, аренда или покупка которой обходится дорого.
Деформация под действием высокой температуры. Хотя металл считают негорючим материалов, во время пожара он сильно деформируется, что обычно приводит к обрушению кровли.

Основные узлы металлического стропильного каркаса

Монтаж обрешетки

Как сделать обрешетку под профнастил? В первую очередь следует обратить внимание на структуру кровельного пирога скатной кровли, в случае, если в качестве финишного покрытия используется профнастил. Поверх стропил требуется уложить гидроизоляцию из рубероида либо специальной водонепроницаемой мембраны

Кровля из профлиста требует качественной вентиляции, поэтому вдоль стропил, поверх гидроизоляции, необходимо набить бруски сечением 50×50 мм – контробрешетка дает возможность создать требуемый вентиляционный зазор

Обрешетка крепится к контробрешетке. Для этого доски или бруски набиваются параллельно карнизу строго горизонтально. Чтобы упростить монтаж, рекомендуется натягивать веревку, закрепив по краям ската и поверив ее горизонтальность, лучше использовать деревянный шаблон.

К деревянным брускам контробрешетки обрешетка крепится скобами или гвоздями, если используются металлические элементы, следует применить саморезы. К бетонному основанию крыши она крепится с использованием дюбелей.

В нижней части ската, параллельно карнизу, крепится основная доска обрешетки, ее толщина должна быть больше, чем у остальных элементов. Толщина доски выбирается исходя из высоты профиля профлиста, а также длины используемого крепежа, с помощью которого закрепляется внешняя сторона листа кровельного покрытия.

По торцам ската крыши необходимо установить ветровые доски. Их поверхность должна находиться выше, чем остальные элементы обрешетки, на высоту профиля профнастила.

Монтаж обрешетки под профнастил далее выполняется по направлению снизу вверх. Каждый брусок крепится к каждому стропилу на один гвоздь. Для крепления доски к каждому стропилу следует использовать два гвоздя по верхнему и нижнему краю, чтобы избежать выворачивания доски с повреждением кровельного покрытия при высоких нагрузках.

Стыковать элементы обрешетки по длине следует на стропиле, закрепляя каждый из концов гвоздями или скобами. На одной стропильной ноге не следует стыковать обрешетку соседних ярусов.

Разновидности скатных крыш

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

Односкатные. Имеют только одну наклонную поверхность. Используются для сооружения бесчердачной кровли малых зданий, а также для укрывания крылец, пристроек и хозпостроек.
Двухскатные. Состоят из 2-х наклонных поверхностей, соединенных между собой в коньковом узле. Торцевые треугольные поверхности, образованные в результате стыка двух скатов, называются фронтонами.
Шатровые. Такие конструкции имеет 4 скатные поверхности, имеющие треугольную форму (вальмы). Устройство такой кровли предполагает срезание фронтонов наклонной плоскостью по всей высоте.
Полувальмовые. Имеет также 4 ската. Однако, в отличие от шатровой конструкции, фронтоны срезаются наклонной плоскостью только частично.
Четырехщипцовые. Имеют 8 наклонных поверхностей.
Крыши с мансардой. В этом случае пространство между стропильной системой и коробкой здания является дополнительным жилым помещением.
Купольные. Устраиваются для зданий, имеющих круглую форму в поперечнике. Иногда встречается такая разновидность, как конусная крыша.
В форме пирамиды. Устраиваются для квадратных зданий. Отличаются значительной высотой.

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

Практичность. Двухскатная кровля обладает значительным углом наклона, благодаря которому дождевая вода не скапливается на ее поверхности, а снеговая и ветровая нагрузка распределяются наиболее оптимально.
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.
Эстетичность. Кровля с двухскатной конструкцией органично пишется в окружающую инфраструктуру.
Надежность (если монтаж осуществлен правильно).
Демократичная цена составляющих материалов.

Виды скатных крыш

ВАЖНО!

При создании обрешетки необходимо учитывать, что крайние элементы, располагающиеся возле карниза, должны быть толще на 10-15 мм, чем остальные. Это связано с конструктивными особенностями металлочерепичных элементов.