Чтобы получить надежную крышу, компоненты стропильной системы должны быть правильно соединены. Необходимо учитывать направление и величину нагрузок (как статических, так и динамических). Необходимо также учитывать возможность появления усадочных трещин в древесине, чтобы стропила не стали нефункциональными.
Виды стропильных систем: анализ базовых версий с разбором технологических особенностей
Крыша выполняет ряд важных функций, обеспечивая надлежащие условия для проживания и повышая внешнюю привлекательность. Она по праву считается важным конструктивным элементом здания. За конструкцию крыши отвечает стропильная ферма. Она должна выдерживать нагрузки, определять форму и гармонировать с экстерьером дома.
Только правильно установленная кровельная подконструкция может справиться с этими задачами. Сделать правильный выбор гораздо проще, если владелец загородного дома знает все возможные типы и системы стропильных ферм, понимает особенности их конструкции и сферу применения.
Задачи и функции стропильных систем
Список задач крыши не ограничивается защитой от стихии. Однако устойчивость к атмосферным воздействиям в конкретной местности, несомненно, стоит на первом месте во внушительном списке задач.
В качестве архитектурной отделки крыша дополняет внешний вид здания, придает ему стиль или полностью его лишает. Являясь основой конструкции крыши, стропильная система должна отвечать всем техническим и эстетическим требованиям, предъявляемым непосредственно к крыше.
Факторы выбора «костяка» крыши
Стропильная система является неотъемлемым элементом скатных крыш:
- задает конфигурацию и крутизну;
- удерживает финишное покрытие и компоненты кровельного пирога;
- создает условия для безупречной работы элементов кровельной системы.
Выбор кровли в конечном итоге сводится к определению идеальной конструкции стропильной системы, на которую, помимо личных предпочтений домовладельца, влияют и другие важные факторы, например
- Количество зимних и летних осадков, характерное для местности, в которой запланировано строительство.
- Сила и направление со скоростью ветров, преобладающих в регионе.
- Желание хозяина использовать пространство под крышей для организации хозяйственных или жилых помещений.
- Тип финишного кровельного покрытия.
- Финансовые возможности собственника.
Климатические условия оказывают значительное влияние на выбор кровельной системы и стропильной системы. В районах, где выпадает много снега, не рекомендуется возводить строения с малым углом наклона, что способствует образованию снежных отложений. В районах со штормовыми ветрами, напротив, предпочтительнее обтекаемые формы с малым углом наклона, поскольку их трудно сорвать и унести сильным погодным явлением.
Очевидно, что плоская конструкция не подходит для обустройства полезного пространства внутри нее. Для тех, кто хочет создать пространство под крышей, существуют опорные системы, предназначенные для строительства в районах с различной ветровой нагрузкой.
Если чердак не требуется, крыша может быть построена составной или простой конфигурации без него. Существует множество вариантов, включая различные комбинации базовых версий, которые дают представление о конструкции каждого типа стропильной системы.
Чтобы избавить себя от необходимости гадать о наиболее рациональной форме и угле наклона скатной крыши, просто посмотрите на окружающие плоские здания.
Проверенную на практике конфигурацию можно смело брать за основу, которую можно адаптировать и доработать в соответствии с требованиями будущего владельца и техническими характеристиками кровельного покрытия. Если не хочется копировать соседей, стоит ознакомиться с конструкцией и эксплуатационными характеристиками различных стропильных систем.
Обзор скатных стропильных конструкций
Чтобы разобраться в многообразии конструкций и вариантов обустройства, рассмотрим основные типы стропильных систем и соответствующие им системы.
Вид #1 — односкатный стропильный каркас
Большинство односкатных крыш относятся к категории бесчердачных крыш, поскольку пространство под крышей имеет небольшой объем, независимо от угла наклона. Однако если вы хотите построить чисто горизонтальную крышу, то этаж, отделяющий чердак от основных помещений, все равно будет построен.
Форма простой мансарды зависит от размера проема, который необходимо перекрыть при односкатной крыше:
- Если расстояние между верхней и нижней опорой стропильной ноги меньше либо равно 4,5м, дополнительные подкосы и стойки не применяются.
- Если величина пролета находится в интервале от 4,5м до 6м, возле высокой стенки укладывается лежень. В него упирают подкос — подстропильную ногу, обеспечивающую жесткость стропилины ближе к верхней части пролета.
- Если предстоит перекрытие пролета от 6м до 9м, лежни укладываются с обеих сторон и в оба лежня упираются подстропильные ноги.
Если необходимо перекрыть большой проем, его делят на сектора с указанными выше расстояниями. Стойки обрешетки устанавливаются на границах соседних секторов, а обрешетка и компрессионные колонны устанавливаются внутри сектора в соответствии с правилами, описанными выше. При строительстве в районах с высокой ветровой активностью однопролетные балки дополняются диагональными подпорками изнутри.
Структура балок однопролетной крыши напоминает ряд параллельных балок. Моноскатная крыша не очень привлекательна, но она очень экономична. Оптимальный угол наклона составляет от 4º до 12º, больший угол наклона не запрещен.
Низкоскатные конструкции предпочтительно снабжать сплошным коробом и гидроизоляцией, что не обязательно для скатных крыш. Мягкая кровля предпочтительна для низких конструкций, а гофрированный металл или металлическая кровля предпочтительны в качестве окончательного покрытия для более крутых конструкций.
Вид #2 — стропильные системы двухскатных крыш
Двускатные крыши строятся на железобетонных плитах и деревянных балках, обычно с софитами. Наиболее распространенный тип крыши имеет большое количество низких и высоких, утепленных и холодных модификаций.
В зависимости от архитектурных и технических условий здания балки, используемые для строительства скатных крыш, делятся следующим образом.
- Наслонные. Это стропилины, имеющие под верхней и нижней пяткой прочную опору. Изготавливаются и устанавливаются они наподобие стропильных ног односкатных крыш. Сооружают наслонные стропильные системы над коробками, обладающими внутренней несущей стеной. Она нужна как опорная конструкция под коньковый прогон. Роль стены может играть ряд опорных стоек или колон. В простейшей наслонной схеме с пролетом до 5м верха стропилин опираются на прогон, который через опорные стойки опирается на лежень. Жесткость обеспечивают подкосы. Схемы для более солидных пролетов оснащаются схватками, бабками и дополнительными прогонами.
- Висячие. Стропила висячего типа имеют только нижнюю опору, верхами они упираются друг в дружку. Элементы висячего стропильного каркаса сразу изготавливают в форме треугольника, благодаря чему можно отказаться от мауэрлата. Функцию мауэрлата в таких случаях доверяют основанию треугольника – затяжке, используемой для компенсации распора на крышу от веса снега, кровли и самой системы. Висячую технологию применяют в обустройстве небольших коробок, не имеющих внутренней опоры для конькового прогона. При необходимости перекрытия большепролетных сооружений висячая схема оснащается бабками-подвесками, подкосами, стяжками и др.
Требования предъявляемые к стропильной системе
Жесткость
Прежде всего, все части системы, а также соединения должны быть жесткими и не должны деформироваться ни при сдвиге, ни при растяжении. Основой всей конструкции является треугольник. Это форма рам (ферм), которые закреплены параллельно друг другу. Их жесткое крепление придает крыше необходимую устойчивость. Однако если фермы подвижны, может произойти разрушение. Такая неполная крыша может обрушиться, и стены также могут разрушиться.
Небольшой вес
Поскольку крыша не должна быть слишком тяжелой, стропильная система обычно изготавливается из дерева. Однако если вес крыши компактен, то стропильная система изготавливается из металла. Или используется древесина хвойных пород первой категории с влажностью менее 18%. Использование антисептика и антипирена — два требования. Тогда крепежные соединения стропильной системы будут прочными и долговечными.
Высокое качество материала
Древесина для стропил должна быть следующей:
- Древесина берется 1 — 3 сорта. Трещин и сучков должно быть по минимуму. На метр может быть 3 сучка высотой не более 3 см. Трещины допустимы не по всей глубине, длиной до половины длины доски.
- Несущие элементы делают из деревянных деталей толщиной от 5 см, площадью от 40 см 2 .
- Хвойные доски могут быть длиной до 6,5 м, а лиственные – до 4,5 м.
- Прогоны, подушки и мауэрлат делают из твердых лиственных пород дерева. Их обрабатывают антисептиком.
Основные части конструкции стропильной системы
При рассмотрении стропильной системы крыши важно знать, из каких частей она состоит.
#1. Кладка — это что-то вроде фундамента всей системы. Она помогает равномерно распределить нагрузку по стенам.
#2. балка — определяет угол наклона, а также общий вид крыши, жестко фиксируя отдельные элементы.
#3. сухожилие — удерживает балки вместе. Верхняя обрешетка находится наверху, а боковые обрешетки — по бокам.
#4. зажим — предотвращает разъединение балок, соединяя их внизу.
#5. подпорки и опоры сжатия — придают балкам дополнительную устойчивость. Они поддерживают балки (которые идут параллельно коньку в нижней части).
#6. шпалы — прибиваются перпендикулярно балкам и представляют собой обрезные планки или доски. Они используются для передачи всей нагрузки от кровельного покрытия на стропила.
#7. Конек крыши — место соединения двух скатов крыши. Для усиления этой части крыши вдоль конька прибивается сплошная обрешетка.
#8. свесы используются для создания свеса, когда длина стропил недостаточна.
#9. Свес крыши — это элемент, предназначенный для защиты стен от чрезмерного количества осадков.
Теперь рассмотрим составной блок, например, балку. Он имеет плоскую форму и включает в себя балки, а также раскосы, колонны и опоры. Они расположены таким образом, что стены внутри дома не нагружены. Опираются только наружные стены, и нагрузка идет вертикально. Расстояние между балками определяется расчетами. Если пролет большой, стропильная ферма состоит из нескольких частей. В мансарде нижняя балка фермы служит крышей.
В приведенных выше примерах показаны деревянные фермы, но в некоторых случаях используются также бетонные и металлические фермы.
Формы крыш и стропильных систем
Односкатная крыша.
Простейшая ферменная система имеет простую двускатную крышу с углом наклона от 14 до 26°. Если дом небольшой и пролет не превышает 5 м, необходима система клееных балок. Она опирается как на наружные стены, так и на стену внутри здания (если она есть). Если проем более 5 м, необходимо использовать фермы.
Конструкция балок односкатной крыши.
Двускатная крыша
Двускатная крыша также проста, под ней находится чердак или мансарда. Ее угол наклона составляет от 14 до 60°. Если расстояние между наружными стенами менее 6 м, используется система подвесных балок. Если проем большой и имеются внутренние опоры, следует использовать уплощенные балки.
Конструкция подвесных и фальцевых балок двухскатной крыши.
Четырехскатная крыша
Крыша с четырьмя скатами называется вальмовой или скатной. Ее угол наклона может варьироваться от 20 до 60°, а пролет может составлять от — до 12 м. В этом случае отсутствуют угловые стены, что позволяет экономить материал. Однако такая крыша сложнее в монтаже, чем скатная. В конструкции этой крыши используются либо седловидные балки, либо фермы.
Конструктивные особенности односкатной крыши.
Ломанная крыша
Двускатная или мансардная крыша может иметь уклон до 60° в нижней части. В верхней части он обычно более плоский. Это увеличивает площадь мансарды. Такая крыша подходит для домов, ширина которых не превышает 10 метров. Как и в предыдущих случаях, можно использовать балочную систему. Однако предпочтительнее использовать балки.
Строительство скатной крыши.
- Выше перечислены наиболее распространенные, но далеко не все формы крыш, подробнее смотрите материал: Виды крыш частных домов по конструкции и геометрическим формам
Стропильные фермы для различных типов крыши
При строительстве того или иного здания неизбежно будет использоваться та или иная несущая система, а тип крыши полностью зависит от проекта будущего здания.
Стропильная ферма для двускатной кровли
Скатная крыша — это распространенная конструкция крыши для жилых зданий с количеством этажей не более трех. Она предпочтительна благодаря техническим характеристикам системы наклонных балок, а также легкости и простоте монтажа.
Несущая система скатной крыши состоит из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Верхняя часть здания спереди выглядит как треугольник. Основными элементами скатной крыши являются опалубка и балки. Чтобы правильно распределить нагрузку на балки и стены, применяются нажимные скобы, жалюзи и гвозди, создающие прочную, жесткую, простую и легкую конструкцию скатной крыши.
Поверх стропил укладывается тонкая обрешетка или сплошные балки, на которые затем крепится битумная мембрана, черепица или другой материал. Кровельные балки и обрешетка обычно изготавливаются из дерева или досок, которые крепятся гвоздями, шурупами или металлическими крепежными элементами. В качестве опор могут также использоваться металлические профили, позволяющие перекрывать большие проемы. В этом случае дополнительные опоры и балки не требуются.
Устройство стропильной системы для скатной крыши позволяет равномерно распределить существующую нагрузку по периметру здания. Нижние концы системы опираются на плиты ДСП. Они фиксируются с помощью крепежных элементов или металлических скоб. Угол наклона стропил определяет угол наклона крыши.
Стропильная система для вальмовой кровли
В системе вальмовой крыши должны быть установлены различные типы балок:
- нарожники (укорочённые);
- боковые;
- вальмовые основные;
- накосные (диагональные элементы, которые формируют скат в форме треугольника).
Боковые стропила изготавливаются из досок и устанавливаются так же, как и детали традиционной скатной крыши с конической или висячей конструкцией. Балки вальмовой крыши — это шарнирные части. Для стропил используются доски или брус, которые крепятся не только к обрешетке, но и к диагональным балкам.
Для монтажа этого типа конструкции точно рассчитывается угол наклона, а также сечение балок обрешетки. Длина проема также определяет размеры элементов.
При установке диагональных балок необходимо обеспечить симметрию, иначе крыша будет деформироваться под воздействием больших нагрузок.
Стропильная система для ломаной крыши
Вальмовая крыша — это конструкция с балками, состоящая из нескольких отдельных элементов. Они должны быть расположены под разными углами к горизонту. Поскольку нижняя балка расположена почти вертикально, пространство крыши здания приобретает дополнительную площадь, что позволяет использовать ее в качестве жилого помещения. Этот тип крыши строится с использованием четырех- или двухэтажных балок.
Самостоятельное изготовление стропильной системы
Перед установкой стропильной системы необходимо прикрепить к продольным стенам с помощью дюбелей кладочную сетку. Затем определяется необходимое сечение балок в зависимости от расстояния между ними и их длины. Если длину балок необходимо увеличить, их следует соединить с помощью других крепежных элементов.
Если используется другая теплоизоляция, необходимо выбрать идеальное расстояние между элементами балок, чтобы уменьшить количество избыточной теплоизоляции.
Сборка балочной системы должна производиться в таком порядке:
- Делается шаблон, по которому собирается ферма. Берутся 2 доски, соответствующие длине стропил, и соединяются между собой с одного только края гвоздём.
- Получится конструкция под названием «ножницы». Её свободные края кладут на опоры в местах соприкосновения стропильных ног. В итоге должен получиться финальный угол, то есть угол, под которым будет наклонен скат кровли. Его фиксируют несколькими длинными гвоздями и поперечными досками.
- Делается второй шаблон, благодаря которому выполняется установка запилов на стропилах. Изготавливается он из фанеры.
- На стропилах вырезают специальные монтажные запилы (используется для этих целей приготовленный шаблон) и соединяют их под углом наклона ската. Должен получиться треугольник, поднимающийся на кровлю по лестнице. Далее его надо прикрепить к мауэрлату.
- Монтируются изначально два боковых фронтонных стропила. Правильный их монтаж в вертикальной и горизонтальной плоскости происходит за счёт временных подкосов, прикрепляющихся к стропилам.
- Протягивается шнур между этими вершинами стропил. Он обозначит будущий конёк и уровень других стропил, располагающихся в промежутке.
- Поднимают и монтируют остальные стропила на изначально высчитанном расстоянии, которое должно составлять минимум 60 см друг от друга.
- Если предусматривается громоздкая конструкция стропил, то её дополнительно укрепляют подкосами, подпорами и так далее.
- На специальных опорах устанавливают коньковый брус, к которому крепятся не только короткие, но и диагональные, и промежуточные элементы стропил.
Типовые узлы стандартной стропильной системы
Прочность балочной конструкции зависит от идеально подобранного сечения досок, а также от высокого качества соединений балок. Соединение профилей для кровельной конструкции выполняется в соответствии с правилами.
Наиболее важные типовые соединения в балочной системе:
- опорный узел стропил на мауэрлате;
- коньковый;
- узел совмещения верхних затяжек и всей стропильной системы;
- закрепление подкоса, стойки, а также стропил и балки.
После выбора балочной системы необходимо составить план, на котором будут отмечены все стыки. В каждой конструкции они выполняются по-разному, так как зависят от различных факторов: Тип крыши, ее размеры, угол наклона.
Размеры сечения стропил
Размеры балок обычно составляют 45х145, 45х195 мм, а расстояние между ними обычно варьируется от 60 см до 100 см. Обычное расстояние в 60 см связано с шириной теплоизоляции. Размер балок зависит в основном от проема, угла наклона крыши, нагрузки на крышу, а иногда и от требуемой толщины теплоизоляции. Ниже приведена таблица, показывающая связь между размером балок и размером проема.
| Длина стропильного элемента, м | |||||||
| Шаг стропил, мм | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 |
| 600 | 45х145 | 45х145 | 45х145 | 45х145 | 45х175 | 45х195 | 45х195 |
| 800 | 45х145 | 45х175 | 45х195 | 45х195 | 75х195 | 75х195 | 75х195 |
Стропильная система односкатной крыши
Опорная система может опираться на стены здания, на коньковую балку или на обрешетку. Односкатная крыша — самая простая скатная крыша — имеет балки, идущие от одной стены к другой. Эти балки должны быть достаточно прочными, чтобы выдержать вес самих балок и последующих конструктивных слоев, а также вес снеговой нагрузки. Балки также должны быть достаточно высокими, чтобы между ними можно было проложить достаточно толстый слой изоляции. Общая нагрузка от крыши передается на концы балок, где ее принимают на себя стены. В простом примере на рисунке каждая стена несет часть постоянной и переменной нагрузки крыши.
Двускатная кровля: висячие стропила
Висячая крыша (треугольное сечение, без конька) — балки расположены попарно без поддержки конька. Каждая балка перекрывает только половину расстояния между двумя стенами (скатная крыша, показанная на рисунке, является самым простым вариантом). Горизонтальные соединительные элементы — кровельные балки или чердачные балки — образуют со стропилами треугольник. Балки крыши обычно располагаются в верхних балках стен или кирпичной кладке, но могут быть и выше, образуя частично сводчатую крышу или половину кирпичной кладки. Соединение балок в верхней точке обычно выполняется с помощью перфорированной ленты или специальных крепежных элементов. Часто соединение также усиливается дополнительными крепежными элементами. Подвесные балки довольно слабы с точки зрения несущей способности. Поэтому они используются для небольших проемов. Изоляция обеспечивается горизонтальными соединителями.
Типы стропил
Различают две конструкции:
- с наслонными стропилами;
- с висячими стропилами.
Деревянный дом может быть покрыт только первой конструкцией. Это обусловлено двумя правилами:
- висячие стропила должны крепиться к мауэрлату жестко;
- в деревянном доме стропила должны крепиться к мауэрлату шарнирно.
Эти два утверждения противоречат друг другу, поэтому балочная система деревянного дома может содержать только слоистые элементы.
Балки крыши представляют собой элементы, опирающиеся в самой низкой точке на кладочную балку, а в самой высокой — на коньковую балку. Это помогает уменьшить горизонтальное расширение, действующее на стены, когда балки пытаются разойтись и принять горизонтальное положение. Эти элементы могут быть усилены стойками или толкающими скобами. В этом случае балки могут быть закреплены с помощью двух опор.
Подвесные баки поддерживаются только в самой нижней точке болта крыши. В верхней части они просто лежат друг на друге. Чтобы избежать разъединения деревянной системы, необходимо прикрепить стяжные шпильки. Желательно, чтобы они были прикреплены к каждой паре ножек. Этот вариант характеризуется выраженным распирающим эффектом на внешних стенах, но позволяет получить больше свободного пространства внутри чердака.
Соединения
Перед тем как построить стропильную систему своими руками, следует внимательно изучить узлы. При строительстве собственного дома не следует экономить ни время, ни деньги. Только тогда результат будет радовать долгие годы.
Особого внимания заслуживают следующие узлы балок крыши:
- крепление мауэрлата к стене;
- крепление стропил к мауэрлату;
- крепление стропил в верхней точке;
- сращивание стропил по длине.
Мауэрлат к стене
Этот узел может быть построен несколькими способами. Выбор во многом зависит от материала стен. При возведении здания из кирпича, блоков или бетона возможны следующие способы:
- на проволоку;
- на скобы;
- на шпильки;
- на анкера с устройством монолитного пояса по обрезу стены.
В деревянном строительстве верхним каркасом стены служит стена, которая соединяется с предыдущими при помощи нагелей. В деревянном каркасном доме верхним каркасом стены служит обрешетка. Она крепится к дюбелям каркаса с помощью сверления отверстий и металлических уголков с отверстиями для саморезов. Подробнее о креплении обрешетки к стене.
Стропила к мауэрлату
Крепление может осуществляться двумя способами:
- жестко для зданий из кирпича, бетона или бетонных блоков;
- шарнирно для деревянных домов.
Жесткое крепление может осуществляться как с помощью гвоздей, так и без них. Мы рекомендуем крепить крючок к балкам, а не к мату кладки, так как это ослабляет мат кладки. В обоих случаях основание жестко фиксируется с помощью гвоздей, саморезов, скоб или металлических клипс.
Для шарнирного крепления используется специальная деталь — ползуны. Они позволяют балке беспрепятственно перемещаться при усадке стен здания.
Кроме того, балки крепятся к стене. Это предотвращает унос кровли ветром. Для крепления используются две проволоки диаметром 4 мм, которые крепятся к стене анкером или штырем. В деревянном доме скрутку можно заменить скобами. Она может крепиться к любой балке или к другой балке.
В уровне конька
Фронтонные доски крепятся к коньковой балке фронтона гвоздем. Кроме того, настил настилается внахлест с обеих сторон. Нахлест также необходим для подвесного элемента. Он может быть изготовлен из дерева или металла и иметь отверстия для шурупов.
Сращивание стропил
Существуют различные методы крепления стропил к крыше своими руками. Выбор между ними во многом зависит от опыта мастера. Место соединения располагается на расстоянии 0,15 длины проема от опоры. К опорам относятся не только коньковый брус и мауэрлатная решетка, но и толкающие и тянущие опоры.
Ломанная кровля (мансарда)
Чтобы обеспечить дополнительную жилую площадь в доме, вместо мансарды часто создается чердачное костехранилище
Мансардные крыши часто называют ломаными двускатными крышами, поскольку плоскости ската «ломаются» вдоль горизонтальной линии, так что угол наклона меняется вдоль линии излома. Во фронтонах, образованных главными балками, обычно располагаются окна и, при наличии балкона, двери.
Стропильная система ломаной крыши собирается не так, как в предыдущих вариантах. Часто она состоит из двух типов балок: седловых (которые формируют более крутой скат) и висячих (которые формируют верхнюю, более плоскую часть крыши).
При строительстве бревенчатого дома я рекомендую вариант соединения балок кладки с балками перекрытия в сплошном фундаменте для мансардной крыши. В случае кладки стен (бетонный блок и т.д.), кладку можно крепить только к стенам; в этом случае балки перекрытия служат лишь опорой для шпилек, отделяющих жилое помещение от остальной части чердака.
Многощипцовые крыши
Еще более сложные по устройству — многоскатные крыши — но они же и самые разнообразные: большое количество ребер и ендов, асимметричные скаты, различные углы наклона и другие особенности этих крыш делают их поистине произведением дизайнерского (архитектурного) искусства (см. фото).
Стропильную систему таких крыш крайне сложно устроить, для их монтажа требуется большое количество материала — поэтому стоимость монтажа стропильной системы таких нестандартных крыш достаточно высока и не каждый хозяин может себе их позволить. Но в результате дом с такой крышей будет иметь неповторимый вид и свое собственное лицо.
Я могу спроектировать и построить крышу любой сложности. Чтобы обсудить проект и все детали строительства более сложной монощитовой крыши, я лично выезжаю на строительную площадку.
Таким образом, вы видите, что конструкция стропильных систем напрямую связана с конструкцией крыши и зависит от нее.
Форма скатной крыши
Что касается современной архитектурной моды, то прямые скаты уживаются рядом со сложными башнями. Не углубляясь в эстетический аспект, перейдем к практическим преимуществам и недостаткам наиболее распространенных форм скатных крыш.
Двускатная с прямыми скатами
Самая простая и экономичная крыша, которая легко утепляется и может быть покрыта любым кровельным материалом. Вентиляция пространства под крышей (в утепленной конструкции) легко организуется с помощью перфорированных софитов и вентиляционного конька, а холодный чердак можно вентилировать с помощью воздуховодов. В средней полосе России оптимальный угол наклона скатов крыши составляет 30-35°. Мансардную крышу рекомендуется делать более крутой — это увеличивает расход материалов, но минимизирует потерю полезной площади.
Современная крыша уже немыслима без систем безопасности и водостоков. Фото.
Двускатная ломаная
При такой форме можно обойтись без наклонных стен в мансарде, но это требует сокращения полезной площади на 10-20%. Крыша этого типа здания несколько сложнее, чем простая скатная крыша, и расход материалов несколько выше, если используется кровля из листового металла.
Системы безопасности и водостоки устанавливаются сразу после монтажа крыши. Важно использовать долговечные герметики и конопатку. Фото: Красные крыши
Шатровая
Это четырехскатная крыша, все скаты которой имеют треугольную форму. Основание состоит из четырех основных угловых балок (называемых «кинками») и наклонных балок между ними — «прогонов». Крыша характеризуется высокой ветроустойчивостью, но сборка конструкции довольно трудоемка из-за множества соединений под косыми углами. Строительные отходы значительны (особенно если используются кровельные листы), а водостоков и снегозадержателей требуется больше, чем для скатной крыши.
Вальмовая
Крыша с двумя треугольными и двумя трапециевидными углами наклона называется скатной. Особенности монтажа в основном такие же, как и для скатной крыши, но такая форма лучше подходит для вытянутого здания.
При увеличении угла наклона до 35° и более под двускатной или вальмовой крышей в принципе можно построить пригодный для жилья чердак, но для вентиляции чердачного пространства внизу необходимо установить точечные вентиляционные отверстия. (Холодное чердачное пространство может вентилироваться через чердак и дымоход).
Сегодня элементы стропильной системы обычно соединяются стальными пластинами. Изображение.
GBS-BSG (GBS-Company) и угловыми соединителями. Такие соединения надежны, но только если при монтаже вы используете шурупы (дюбели) или горячеоцинкованные винты диаметром не менее 6 мм, а не тонкие шурупы из синего листового металла. Фото.
Материал стропил
Для изготовления балок и брусьев можно использовать только сухие, высококачественные доски и бревна с влажностью не более 25%, без крупных сучков, трещин, расколов, сколов и деформированных волокон. Серьезные дефекты могут привести к разрушению балки под нагрузкой. Если приобрести сухую древесину невозможно, ее необходимо высушить на месте в вентилируемом штабеле. Учтите, что на это требуется не менее 2 месяцев и что после сушки необходимо отбраковать до трети досок. Иногда рекомендуется покупать доски с избыточной шириной, чтобы можно было выровнять края, чтобы карнизы были идеально ровными.
Область ендовы всегда требует особого внимания. Обычно здесь укладываются дополнительные несущие слои, а при укладке напольных профилей — формовочные элементы. Фото.
В настоящее время несущая система низких домов с мансардными окнами иногда состоит из оцинкованных стальных балок (тавровых, двутавровых, швеллеров). Эти элементы дороже и сложнее в монтаже, но они более устойчивы к изгибающим напряжениям. Это позволяет отказаться от вертикальных опор (т.е. можно установить подвесные балки), что расширяет выбор решений для оформления мансарды.
Однако несущие металлические балки являются тепловыми мостами и требуют тщательной теплоизоляции — обычно их изолируют кровельным слоем из ДСП и листов экструдированного полистирола.
Комбинированные двутавровые балки (OSB + древесина) и клееные балки LVL являются альтернативой стали для строительства подвесных балок для больших скатов. Первые относительно недороги и постепенно набирают популярность, но еще не прижились, в то время как вторые стоят как минимум в три раза дороже обычных деревянных балок.
Подрядчики используют различные методы укладки балок. Некоторые до сих пор используют забивные зажимы и полуструктуру, в то время как другие предпочитают использовать стальные пластины и зажимы. Фото: EuroCode5 (3)
А также специальные соединители для балочных систем
Что лучше? Однозначного ответа на этот вопрос нет, но специальные соединители значительно упрощают и ускоряют монтаж. Обычные соединители требуют больше времени, а их качество полностью зависит от мастерства строителей.
Старинный способ
В стандартных и деревянных зданиях крыша иногда строится традиционным способом. В ее основе лежит обрешетка или балки, идущие параллельно коньку и опирающиеся на фермы. По мере усадки фронтоны меняют угол наклона, что требует подвижных ферм, и крышу можно покрывать постоянным материалом только через 1,5-2 года (первоначально деревянный дом устойчив под временной черепичной крышей). Все это влечет за собой большие трудовые и материальные затраты, поэтому строители часто приспосабливают старую технику. Например, для рубки фронтонов можно использовать сухие пиломатериалы, которые крепятся пружинящим «валежником». Балки удаляются вместе с обрешеткой, и устанавливаются обычные фермы с кронштейнами или вертикальными опорами. При такой конструкции на геометрию крыши не влияет усадка скал, а образовавшиеся зазоры можно закрыть декоративными планками
Стропильная система
Сечение и расстояние между балками выбирается в соответствии с СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции», а также СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции» и СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». При расчете учитывается уклон скатов, снеговые и ветровые нагрузки, а также вес кровельного покрытия. Рекомендуется проектировать стропильную систему с запасом прочности путем увеличения сечения или уменьшения наклона балок не менее чем на 25 % по сравнению с расчетным значением. В этом случае затраты существенно не увеличиваются, а крыша служит гораздо дольше без капитального ремонта.
Для крепления балок к стенам и обрешетке нужны скользящие крепления (a), которые должны быть изготовлены из оцинкованной стали толщиной не менее 2 мм. Фото.
При соединении балок талрепом и установке стоек и обрешетки предпочтительнее использовать специальный крепеж или комбинацию полудиагонального и винтового крепежа. Металлические балки предпочтительнее крепить с помощью болтов и дюбелей, так как сварные швы требуют строгого контроля качества, а также должны быть защищены от коррозии.
Открытая часть конструкции крыши может служить основанием двускатного выступа и в то же время украшать фасад. Фото.
При соединении стропил с обрешеткой кладки (балка или ферма, служащая опорой для нижней части стропил) лучше избегать пазов, ослабляющих карнизные стропила, и использовать применяемые металлические скобы и зажимы.
Конденсат может образовываться на внутренней стороне кровельного покрытия и в толще кровельных панелей; деревянные детали часто намокают и начинают гнить без обработки. Поэтому стропила и обрешетка должны быть обработаны защитным средством.
Как бороться с конденсатом
Во многих случаях при утеплении допускаются ошибки, которые пагубно влияют на стропильную систему мансардной крыши. В основном они связаны с неправильным выполнением вентиляционного шва подложки и небрежным монтажом внутренней пароизоляции. В результате отсыревает изоляция, гниют стропила и на крыше появляются влажные пятна, которые могут свидетельствовать о многочисленных протечках кровли.
При монтаже мансардной крыши подкладочный слой крепится с помощью контробрешетки, которая прибивается к балкам. Эти балки образуют вентиляционный зазор, через который влага может испаряться из конструкции. Фото: Dörken
Чтобы избежать этого, размеры стыков и каналов должны соответствовать нормам (Санитарные нормы и правила 17.13330.2011, Приложение В), а обрешетка и кровля должны быть уложены таким образом, чтобы в стыках не образовывались пустоты. Также важно, чтобы зазоры не перекрывались карнизными планками и поддонами, а вентиляционные отверстия располагались так, чтобы их не мог забить снег. Наконец, изоляция должна быть надлежащим образом защищена от водяного пара снизу, а между облицовкой и пароизоляцией должен быть зазор, чтобы она не была повреждена при установке розеток и выключателей.
