Конструкция стропильной системы односкатной крыши

Устройство стропильной системы

Итак, чтобы конструкция служила длительный период времени, была крепкой, а также надежной, стоит подумать не только о фундаменте, но и о крыше. Строительная система такого элемента играет огромную роль, ведь именно крыша берет на себя негативные моменты от изменений погодных условий, а также других ситуаций.

Стропильная система односкатной крыши должна характеризоваться определенными требованиями, среди которых:

• Жесткость
• Маленький вес
• Качественный материал

Такие требования обязательно учитываются, чтобы конструкция служила долго.

Жесткие характеристики элемента играют важную роль, ведь именно с помощью жестких элементов происходит соединение разных деталей. Такие элементы не должны подвергаться процессам деформации, а также распора ни при каких обстоятельствах.

Основанием такой конструкции является треугольник, который делают с помощью специальной надежной рамы. Каждый элемент данной рамы закрепляется один к другому параллельно, а с помощью крепкой фиксации обеспечивается устойчивость всей конструкции.

Стропильная система односкатной крыши: схема

Но, если такие рамы будут плохо прикреплены, будут подвижными, это приведет только к негативным последствиям. Подобная крыша может разрушиться не только от сильного ветра, но и сама по себе.

Если говорить о весе, то эта крыша не должна быть тяжелой. Именно поэтому данная система производится, в большинстве случаев, из дерева. В том случае, если вес достаточно большой, необходимо делать несущее основание из металла.

Есть случаи, когда используют деревья хвойного характера, влажность которых составляет не меньше 18 процентов. Среди обязательных условий при использовании деревьев отметим:

1. Антисептическая обработка
2. Использование антипирентов

Только в таком случае узлы, в области которых происходит точное крепление всей системы, будут отличаться высокой прочностью, а также надежностью.

Высокое качество используемых материалов – одно из главных правил. Дерево должно отвечать следующим характеристикам:

Применяется 1-3 разных сорта
Важно обратить внимание, чтобы было как меньше трещин, а также сучков. На один метр материала допускается наличие 3 сучков с высотой не больше 3 сантиметров
Трещины тоже допускаются в минимальном количестве, только не по всей глубине.
Элементы несущего характера желательно делать из деталей, толщина которых не меньше 5 см., а площадь от 40 м2.
Доски из хвойных деревьев можно применять только с длиной не больше 6,5 метров, а из лиственных деревьев – до 4,5 м.
Подушки, прогоны, а также мауэрлат желательно изготавливать из деревьев, которые относятся к твердым лиственным породам

Такой материал предварительно стоит обработать с помощью того или другого качественного антисептика.

Особенности создания и эксплуатации

Большим плюсом такого вида кровли в постройках является возможность самостоятельного ее возведения.

По сути, при строительстве крыши основным инструментом будет являться рулетка и карандаш, ведь практически все элементы не требуют сложных манипуляций с инструментами. В отличие от двускатной или четырехскатной крыши в этом варианте нет сложных соединений стропильной конструкции.

Доски, балки укладываются максимальными длинами, гидроизоляционное покрытие раскатывается без особых усилий, а шифер не требует точного раскроя. Кроме этого, подачу материала можно производить изнутри помещения, существенно сокращая время и силы.

Несмотря на простоту конструкции, такая кровля имеет свои особенности эксплуатации:

• при строительстве обязательно устройство ветровых досок;
• внутренние коммуникации вентиляции гаража должны выходить наружу через стены, а деревянные элементы по возможности, кроме антибактериальной обработки должны быть обработаны антипирогельным составом;
• при аномально большом снежном покрове придется принять меры к очистке крыши от снега, а при активном таянии снега на шиферном покрытии нужно быть вдвойне аккуратнее.

Особенностью такого вида кровли является и технология возведения на различных видах стен:

• при возведении на кирпичных, железобетонных или блочных стенах, возможно обойтись без мауэрлата, закрепив стропильную конструкцию с помощью анкерных болтов;
• на деревянных, каркасных и сборно-щитовых конструкциях стен рекомендуется использовать верхнюю балку каркаса или стены в качестве мауэрлата или устанавливать его поверх;
• в любом случае рекомендуется делать свес не менее 50 см со всех сторон крыши.

Оптимальные размеры стропильной системы

При их изготовлении применяется второсортный лес. Подходит как брус, так и бревна, обтесанные с обеих сторон. Данные можно заложить в любую понравившуюся программу для проведения конкретных расчетов.

Усредненные значения для средней полосы следующие:

• Для возведения каркаса более чем в четыре с половиной метра – бревна сто восемьдесят на двести миллиметров. Брус сто на сто пятьдесят;
• Размер сто двадцать на сто восемьдесят оптимальный для пролета менее четырех с половиной метров. Брус сто на сто.

Значения мауэрлата соответствуют сто восемьдесят на двести. Для подкосов идет брус восемьдесят на восемьдесят.

Для больших пролетов – брус сто восемьдесят на сто восемьдесят.

Как мауэрлат закрепить на стене?

Существует несколько методов крепления стропильных элементов и мауэрлата к стенам здания. Они отличаются особенностями основания и внешними условиями, в которых будет находиться помещение.

Способ монтажа мауэрлата на кирпичную кладку

Наиболее популярным является способ крепления стропильных балок на кирпич при помощи проволоки. Для этого за несколько рядов до окончания в кладку монтируется стальная проволока, которой в дальнейшем закрепляется стропильный брус.

Другой метод — с использованием специальных деревянных пробок. Они закладываются в стену примерно за один ряд до ее окончания, то есть, как можно ближе к краю. После завершения кладки стропила можно крепить к ним при помощи небольших металлических скоб.

Третий способ, как сделать крепеж для стропильной системы — это использовать арматурный прут. Он устанавливается в кладке во время ее возведения за несколько уровней до окончания так, чтобы верхний конец возвышался над завершенной стеной не менее, чем на 35 сантиметров. После этого в брусе по всей его длине просверливаются отверстия, через которые он сажается на арматуру и фиксируется при помощи загибания прутьев на 90 градусов.

Способы монтажа мауэрлата на бетонные блоки

Для устойчивости конструкции установка на пенобетон и газобетон осуществляется при помощи армированного пояса. Заливка такой основы необходима для того, чтобы обеспечить надежное соединение со стропильными балками мауэрлата и всей остальной кровельной системой.

Как правило, в процессе заливки армопояса в него устанавливаются специальные металлические шпильки. Они необходимы для того, чтобы в дальнейшем на них можно было укладывать деревянные балки и стропила, в которых заранее нужно просверлить отверстия по всей длине напротив каждой шпильки, на которые их будут садить.

Читайте: Устройство основания под крышу как правильно сделать

Читайте: Как правильно утеплить крышу мансарды изнутри своими руками

Читайте: Какое утепление дома лучше? 14 советов по правильному утеплению дома

Высота верхней части шпильки, выступающей из армопояса, должна быть не менее 15 сантиметров: она должна выступать из установленного на нее бруса не менее, чем на 4-5 сантиметров для того, чтобы на ней можно было без проблем затянуть 2 гайки. Это позволит обеспечить более крепкое и надежное соединение стропильных элементов. Если же шпилька будет меньше, крепление может оказаться не слишком прочным.

Крепление мауэрлата к стене из дерева. Если дом полностью выполнен из бруса, крепеж мауэрлата производится при помощи тех же методов, которые применялись для фиксирования всех остальных элементов.

Крепление стропил к мауэрлату

Чтобы крыша со временем не деформировалась и выдержала все нагрузки, необходимо не только установить надежный и прочный мауэрлат, но и грамотно присоединить стропильные балки к нему.

Существует два основных метода соединения:

— Технология жесткой привязки стропил. Обеспечивают прочное крепление, которое исключает любое дальнейшее смещение конструкции. Подходит для установки крыши на стены из кирпича, пенобетона, газобетона и других материалов, которые не дают усадки после строительства.

Для жесткой установки используются разнообразные металлические уголки различных размеров или крепления LK. Это обеспечивает прочное соединение, защищающее от возможной деформации;

— Скользящая технология. В помещениях, построенных полностью из деревянного бруса, необходимо учитывать усадку и дальнейшее просаживание основания, которое обязательно произойдет со временем. Поэтому стоит обеспечить скользящее крепление, способное сгладить все изменения.

Детали для такого соединения состоят из 2 элементов, которые могут свободно перемещаться относительно друг друга. Они делятся на 2 основных типа: закрытые и съемные.

Закрытый тип имеет 2 элемента, которые вставляются один в отверстие другого и прочно соединяются таким образом, в открытом типе фиксация происходит методом загиба одной из деталей над другой.

Грамотное крепление мауэрлата к стене и всей стропильной системы к самому мауэрлату — это гарантия того, что крыша будет прочно и надежно держаться и выдержит все возможные нагрузки, которые возникнут после строительства.

Именно поэтому крайне важно обеспечить качественное соединение, которое не подвергнется деформации и не сломается со временем, и использовать только качественные строительные материалы. Мауэрлат при строительстве крыши

Мауэрлат при строительстве крыши

Порядок работ

Для комфортного устройства стропильной системы частных домов, рекомендуется возвести вокруг здания с односкатной крышей строительные леса для безопасной работы со свесами.

Установка стропил

Построить односкатную крышу своими руками с помощью наших чертежей не составит большого труда. Стропила укладываются на ребро. В местах опоры делаются запилы, чтобы стропила не скатывались вниз, а передавали нагрузку вертикально. При правильной разметке запиленные стропила стоят на опорах без поддержки, что упрощает монтаж.

Запилы делают следующим образом.

1. Устанавливают стропило в проектное положение, временно фиксируют.
2. Прикладывают к вертикальной плоскости опорного бруса линейку и продолжают линию по стропильной ноге вверх.
3. Сверху на горизонтальную плоскость ставят угольник или брусок шириной 5 см и прочерчивают линию, соединяя ее с вертикальной.
4. Размечают так все места опирания.
5. Отпиливают начерченные уголки ножовкой или ручной циркулярной пилой, выставив нужный угол наклона диска.
6. Примеряют получившееся стропило по всей ширине здания. Если геометрия здания не нарушена, оно подойдет по выпилам в любое место.
7. Выпиливают по первому шаблону все остальные стропила и приступают к их установке.

Разметка на мауэрлат

Чтобы упростить установку стропил односкатной крыши, на мауэрлат наносят разметку. Первое стропило будет «висеть» в воздухе, опираясь на мауэрлат и прогоны, тем самым образуя свесы, крепится оно уголками или гвоздями под 45°.

Второе и третье стропила должны быть с двух сторон от стены, плотно к ней прижимаясь. Так делать утепление внутри стены удобнее, появится плоскость для подшивки стропил снизу как снаружи, так и внутри здания. Далее все стропила укладываются с требуемым шагом. В конце повторяем обрамление стены и свес.

Укладка изоляции

Поверх стропил раскатываем ветрозащитную пленку или укладываем плиты. Пленка укладывается перпендикулярно стропилам, натягивается, прибивается скобками.

На всех стыках обязательно делать нахлест, который проклеивается специальной самоклеящейся лентой. У пленки Изоспан, к примеру, нахлест не менее 150 мм.

При монтаже ветрозащитных плит требуется их резать так, чтобы стыки приходили на центр стропила, в противном случае края панелей со временем могут выгнуться и открыть утеплитель. Существуют панели с пазами. Они дороже, но стыки могут быть «висящими».

Установка обрешетки и кровли

Поверх ветрозащиты вдоль стропила приколачиваем контробрешетку. Снизу и сверху, перед тем как прибивать обрешетку, к торцам брусков крепится мелкоячеистая рулонная решетка из нержавеющей стали либо из пластика. Она предотвращает проникновение насекомых в вентзазор.

Сверху на контробрешетку перпендикулярно укладываем обрешетку. Проще всего делать обрешетку из доски 25 на 150 см, с шагом 300 мм.

Прибиваем нижнюю доску для упора, вдоль нижнего края стропила. Потом кладем две доски сверху, вторую пропускаем, третью приколачиваем. Вторую вытаскиваем, кладем на третью, т. е. она становится четвертой, сверху кладем пятую. Четвертую пропускаем, пятую бьем и т. д. С этой работой может справиться даже один человек. Такая обрешетка подойдет практически для всех типов покрытия.

Для односкатной крыши с наплавляемой или гибкой черепицей в стропильной системе потребуется сверху на обрешетку положить листы фанеры или ОСП. Между листами необходимы технологические зазоры 2–4 мм, для компенсации возможных расширений. Крепят каждый ряд со смещением. Для удобства первый ряд начинаем слева, второй справа и т. д.

К каждому кровельному материалу идет подробная инструкция по установке самого покрытия, как обустроить конек, козырек или навес.

Конструкция

Односкатная крыша имеет две точки опоры, разница высот задает уклон скатов. Итак, конструкция состоит из таких элементов:

1. Стропильной системы – совокупность опорных элементов, которые используются для фиксации скатов кровли.
2. Фронтонов – участки, которые ограниченные скатами и карнизом.
3. Свеса – выступающая часть стропильной ноги, которая защищает от промокания конструкции в дождливую погоду.
4. Кровельного материала с финишным покрытием, который защищает от атмосферных осадков.
5. Утеплителя – используется для термоизоляции крыши.

Мауэрлат – крепкий брус, который является основанием крыши. С помощью него нагрузка распределяется равномерно.

Стропильные ноги – прочные и ровные бруски, из которых формируются скаты.

Обрешетка – сплошное или решетчастое основание, на которое настилается кровельный материал.

Чтобы правильно выполнить установку, следует знать обо всех особенностях конструкции.

Мауэрлат – что это?

Профессиональные строители в своей терминологии часто употребляют слово «мауэрлат», говоря о силовой раме, расположенной по верхнему контуру несущих стен строения. Начинающих мастеров и домашних умельцев, которые не сталкивались с решением серьезных строительных задач, может поставить в тупик вопрос о ее назначении, размерах, а также способах установки. Разберемся детально.

Мауэрлат – это демпферный элемент в виде опорной рамы.

Она располагается по наружной стороне торцевой плоскости капитальных стен, и изготавливаются из следующих материалов:

• стального проката;
• деревянных брусьев.

Мауэрлат связывает в замкнутый силовой контур фермы кровли с коробкой здания, равномерно распределяет нагрузки по периметру стен, а также прочно соединяет фермы кровли со стенами.

Стропильная система является довольно тяжелой конструкцией, которой нужна прочная основа

Главное назначение опорной конструкции:

• прочная фиксация элементов кровельной фермы к капитальным стенам;
• уменьшение величины распорных нагрузок, передаваемых коробке строения;
• равномерное распределение усилий от стропил на верхнюю плоскость стен;
• компенсация локально действующих нагрузок в местах соединения элементов.

На верхний ярус кладки действуют различные нагрузки:

• направленные под углом распорные усилия стропил крыши, пытающиеся вызвать разрушение коробки строения;
• вертикально направленные нагрузки от веса кровли и массы находящегося на ней снежного покрова.

Блиц-советы

1. При проектировании односкатной кровли рекомендуется учитывать месторасположения гаража, так, чтобы наклон был расположен с наветренной стороны, такое расположение позволит избежать большого снежного слоя зимой.
2. Желательно еще предусмотреть при проектировании устройство небольшого чердачного пространства, такая воздушная подушка позволит избежать резкого колебания температуры в гараже.
3. При устройстве погреба или глубокой смотровой ямы, рекомендуется устроить вытяжку с выходом вентиляционной трубы на более высокую сторону здания, чтобы процесс вентиляции усиливался потоком теплого воздуха с поверхности крыши.

Особенности стропильных систем

Вариант установки стропил зависит от расположения стен жилого здания. Каждая из конструкций имеет свои стягивающие детали или подпорные элементы.

Наслонные

Рассматриваемая система устройства кровли отличается наличием нескольких дополнительных точек крепления, кроме опоры на несущие стены. Использование такой схемы позволяет снять часть нагрузки из ограждающих конструкций. В качестве дополнительных подпорок здесь используются боковые стойки, а также дополнительные элементы (бабки), которые фиксируют конёк. Брусья применяются в качестве затяжек, что позволяет уменьшить нагрузку на несущие стены здания.

Наслонная система стропил закрепляется на мауэрлате при помощи гибких связей. Это позволяет обеспечить целостность кровли во время усадки или деформации несущих стен. Подобный способ крепления стропил к мауэрлату идеально подойдёт для новых жилых зданий. Ограждающие конструкции новых домов непременно просядут под воздействием грунтовых вод или резких перепадов температуры.

Висячие

Висячая система получила своё название благодаря отсутствию дополнительных опорных точек. Стропильные ноги опираются на несущие стены. Балки будто нависают над зданием, вся нагрузка от крыши будет равномерно распределена по лежачему брусу, мауэрлату. Висячие стропила закрепляются при помощи жёстких связей, ведь каркас кровельной конструкции опирается только в двух местах здания.

Висячая схема расположения стропил считается распорной, она оказывает значительные нагрузки на несущие стены. Чтобы снять часть усилий, используются дополнительные детали, такие как затяжки, ригели, подкосы или бабки. Элементы позволяют равномерно распределить усилия, подтягивают конструкцию к коньку. Ригели связывают стропильные ноги, их устанавливают в запилы параллельно к балкам перекрытия.

В чем преимущество односкатных типов крыш ↑

Как было сказано во вступлении, односкатная крыша превосходит двухскатные аналоги по простоте в строительстве. Такую кровлю можно взвести даже в одиночку, причем в более короткие сроки. Кроме того существует масса других положительных моментов из-за которых стоит выбрать подобный вариант.

Значительно меньший расход материалов:

• В сравнении с двухскатными аналогами , для стропильной системы односкатной кровли требуется минимум в 2 раза меньше пиломатериалов;
• Также сократятся расходы и на кровельный настил, в особенности, если использовать листовые варианты ( профнастил , металлочерепицу , шифер и прочие);
• Как следствие снизится расход крепежей, и потребность в большом количестве доборных элементов .

3 Меньшая масса конструкции. За счет использования небольшого количества материалов, снижается вес, что позволяет закладывать более легкий фундамент под все строение.

4 Снижение ветровой нагрузки. За счет более низкого силуэта, односкатная крыша не так подвержена парусности, а это не создает сопротивление ветру.

5 Допускается оборудование жилого чердака (мансарды). При соответствующем проектировании строения вполне возможно создание мансарды под односкатной крышей.

6 Возможность создания эксплуатируемой кровли.

Однако, несмотря на массу преимуществ, подобные конструкции обладают и отрицательными качествами, не всегда позволяющими использовать такие типы крыш. Основные негативные свойства односкатных типов кровельных конструкций следующие:

Нежелательное использование в регионах с большим количеством осадков в зимний период. В других районах страны требуется точный расчет снеговых нагрузок , с тщательным подбором сечения пиломатериалов.

• Более высокие требования к гидроизоляции.
• Односкатная крыша не всегда сочетается с подобранным стилем и дизайном дома.

Несмотря на недостатки, односкатные варианты крыш актуальный вариант, особенно в малоэтажном частном строительстве.

Виды стропильных систем на односкатной крыше

Стропильная система при обустройстве односкатной кровли может исполняться в одном из трех вариантов, выбор которых зависит от типа и размеров строения:

Висячая система устанавливается в редких случаях, когда между основными несущими стенами нет капитальных перегородок. При постройке такой крыши, для удобства работы, на балки перекрытия укладывается временный настил из досок. На этой основе и собираются фермы стропильной системы. Чтобы висячая система была надежной, параллельные стены, на которые будут укладываться балки перекрытия, должны быть выведены на одинаковую высоту. При необходимости этот тип конструкции применяют в домах, выстроенных из любых используемых в строительстве видов материалов.

Стропильная система может представлять собой конструкцию по типу фермы

Если в чердачном помещении запланирована комната, то вентиляция устраивается, как для жилого помещения.

Если же конструкция будет выполнять только роль чердака, то вентиляция должна быть усилена, так как помещение не будет отапливаться. Вентиляция в этом случае должна функционировать эффективно, чтобы здесь не скапливалась влага и не возникала сырость и плесень, которая со временем появится и в доме.

Наслонные стропильные системы отличаются тем, что их устанавливают в строениях с внутренними капитальными перегородками, которые становятся дополнительными опорами для балок перекрытия.

Крепление стропил на мауэрлате

В наслонных системах стропила устанавливают жестко на фронтонную стену, на которой заранее установлен мауэрлат, а нижний их край может быть зафиксирован как жестко, так и на скользящие крепления. Такими конструкциями односкатной крыши в основном покрывают кирпичные или каменные дома.

Для жесткости конструкции устанавливают дополнительные распорные элементы. Существует несколько систем их установки, в зависимости от того, сколько должно быть свободного места в чердачном помещении, угла уклона ската и массивности стропил.

Скользящая стропильная система используется в основном для бревенчатых срубов, так как она позволяет избежать деформации конструкции крыши, если дом даст усадку. При устройстве этого вида крыши, стропила жестко фиксируют на фронтонной стене, на мауэрлате, а нижнюю их часть крепят к мауэрлату исключительно скользящими креплениями, которые при колебаниях стен дома дают возможность стропилам принимать удобное положение.

Скользящие крепления стропил к мауэрлату

Чем крепить?

Единого мнения о том, какой крепеж будет наилучшим решением для соединения подобных конструкций, на сегодняшний день нет. Но скобами точно никто такие элементы не крепит, а пластины используются лишь при создании определенных типов соединений. И то не всегда. Самыми часто используемыми являются гвозди и саморезы. Каждый из этих крепежей имеет свои сильные и слабые стороны.

Для изготовления стропильного механизма применяются оцинкованные саморезы, которые не подвержены воздействию коррозии. Они очень просто завинчиваются. Для этого подойдет даже простенький шуруповерт. Их недостатком будет долгое удаление, если конструкцию по каким-то причинам потребуется демонтировать.

С гвоздями любят работать за то, что они имеют разный размер, а для их забивания нужен всего лишь молоток. Для фиксирования стропил лучше всего будет использовать специальные гвозди с зазубринами, что позволяет создать с древесиной максимально качественное соединение.