подъем стропил на крышу
Установка стропил: специфика распиловки и правила монтажа стропильной системы
Стропильный каркас задает геометрические и эксплуатационные параметры скатной крыши. Из-за нарушений в технологии монтажа, из-за огрехов в изготовлении его элементов появляются перекосы системы, традиционные протечки, прорехи в покрытии, угрожающие аварийными ситуациями.
Для того чтобы соорудить надежную и устойчивую кровельную конструкцию, нужно четко знать, как выполняется распиловка и установка стропил с последующей фиксацией к опорным элементам.
Содержание
Классификация стропильных ног
Стропилами, или же стропильными ногами, называются деревянные или металлические балки, установленные на короб дома под заданным углом. Они определяют конфигурацию кровельной конструкции, принимают на себя и стойко сопротивляются сумме постоянных и временных нагрузок, действующих на верхнюю ограждающую систему постройки.
Конструктивная простота стропильных ног крайне обманчива. На самом деле это довольно сложные элементы, требующие тщательной разметки и аккуратного раскроя. Нестыковки в соединениях стропильных ног с мауэрлатом, друг с другом и прочими составляющими системы приводят к изменению формы скатов, нарушению целостности покрытия и разрушению узлов.
С другой стороны, грамотная установка стропильных ног может скорректировать некоторые ошибки в возведении коробки дома, а не усугубить положение четким повторением и усилением перепадов высоты стен. Правда в таких ситуациях элементы каркаса изготавливают в индивидуальном порядке и скрупулезно подгоняют по факту непосредственно на объекте.
Однако прежде чем разбираться со спецификой монтажа, нужно выяснить, в чем заключаются их конструктивные различия, согласно которым стропильные ноги делятся на две группы, это:
От того, к какой группе относятся стропильные ноги, зависит сфера их применения и технология установки. Висячую разновидность собирают на земле, а выполненные в виде своеобразных треугольников фермы поднимают на крышу и монтируют в полностью подготовленном к установке виде.
Плюс сооружения стропильного каркаса по висячей технологии заключается в безопасности работ и возможности выполнить максимально точно узловые соединения. Если в сооружении крыши используется самый простой вариант висячей фермы с затяжкой внизу, можно отказаться от устройства мауэрлата, в место которого вполне подойдет неширокая выравнивающая доска.
Минусы висячей технологии сопутствуют преимуществам. К примеру, собранную на земле ферму гораздо сложнее транспортировать к месту установки, чем доски и брус для наслонных стропилин. Есть ограничения по перекрываемым пролетам: пределом считается 14 м, свыше которого неразумно устанавливать склонные к провисанию деревянные балки без промежуточных опор.
Стропильные ноги наслонной группы и верхом, и низом опираются на независимые конструкции. Верхушкой их укладывают на прогонную конструкцию, которая монтируется по балкам перекрытия или по лежню, заменяющему мауэрлат на внутренней стене. Низ либо устанавливается на мауэрлат, либо упирается в него, зацепившись за брус зубом или пришитым вместо зуба опорным бруском.
Преимуществом наслонных систем по праву признана возможность перекрытия практически любых по габаритам пролетов. Просто при увеличении перекрываемого пространства конструкция усложняется: дополняется подкосами на пару со стойками, дополнительными прогонами вкупе с лежнями, схватками.
Собирается и монтируется наслонная конструкция дольше, т.к. сооружают ее не из ферм, а из отдельных элементов. Однако как раз у этой схемы больше возможностей в корректировке недочетов короба или неравномерно осевшего сруба. Т.к. стропила наслонного типа укладываются поштучно, есть возможность слегка изменить положение и размеры узла, чтобы в итоге сформировать безукоризненно выровненную плоскость ската.
Специфика изготовления и укладки стропилин
Понятно, что для возведения стропильной системы понадобятся пиломатериалы – длинномерная продукция лесообрабатывающих предприятий с четкими геометрическими параметрами. Нужна будет доска или брус, на которых, естественно, нет монтажных запилов и врубок для установки.
Зачем нужны запилы и врубки? Дело в том, что при постановке на ребро у досок и брусьев слишком маленькая площадь опоры. С мауэрлатом они контактируют лишь одной вестма тонкой линией, из-за чего при малейшей нагрузке сверху могут банально «съехать» с занятой позиции и потащить за собой всю конструкцию.
Для того чтобы увеличить площадь опоры в узле сопряжения стропилины и мауэрлата, или же ее и дополнительного прогона, в брусе или доске выбирают угловую врубку, выпиливают зуб или пришивают опорный брусок. Если верхушка стропилины сопряжена с зеркально противоположным аналогом, то для надежного упора потребуется запил, плоскость которого должна быть четко перпендикулярна горизонту.
Основное правило в сооружении стропильных каркасов заключается в том, чтобы выбранные в пиломатериалах площадки для опирания были строго горизонтальны и вертикальны. При малейших нарушениях горизонтальности с вертикальностью теряется устойчивость, детали конструкции смещаются под собственным весом и действием нагрузки вплоть до полного разрушения системы.
Отметим, что на узлы стропильных систем возложена обязанность в обеспечении возможности незначительного смещения и поворота при превышении нагрузки. Указанные перемещения необходимы для того, чтобы конструкция слегка прогнулась, чуть сдвинулась, но не разрушилась и сохранила устойчивость.
Эти тонкости следует знать и мастеру, решившему заняться изготовлением и монтажом стропил своими руками, и владельцу строящегося дома, не желающему расплачиваться за некачественные трудовые усилия бригады строителей. Разберем распространенные варианты, чтобы уяснить суть процесса.
Сооружение каркаса крыши по висячей технологии
Рассмотрим пример возведения стропильной системы над бревенчатым срубом бани. Пролет между стенками небольшой, его проще и разумней перекрыть висячей конструкцией, установка которой будет производиться на перепуски потолочных балок – матиц.
Бревенчатая основа – вариант практически идеальный для установки висячих систем, т.к. его проще всего стесать в горизонт, устранив необходимость подгонки стропилин в случае нарушения геометрии стопы. Нет никакой необходимости в устройстве мауэрлата. Однако затяжку придется передвинуть вверх, чтобы обойти верхний венец сруба и сформировать полезное чердачное пространство.
Перед выполнением монтажа стропил проводится поэтапная подготовка сруба. С обеих сторон стопы выравниваем перепуски согласно шнурку, привязанному к забитым в две крайние балки гвоздям. Сверху перепусков стесываем горбыль так, чтобы край каждой балки завершался плоской горизонтальной площадкой.
Образовавшуюся после стесывания верхней выпуклости бревна пласть по краям балок выравниваем в горизонт по уровню. Прикладываем указанный контрольный инструмент к трем и более балкам одновременно. Если уровень недостаточно длинен для проведения подобной проверки, используем вместо него длинную рейку или доску.
После стесывания всех излишков проводим разметку гнезд под стропильный зуб. Для этого вновь используем гвозди и шнурку. Заметим, что расчертить на перепусках места выборки гнезд можно как до сооружения висячих ферм, так и после. Однако гораздо удобнее сделать гнезда перед изготовлением стропилин. Они помогут с более высокой точностью провести примерку.
Чтобы облегчить себе работу, желательно найти центр сруба со стороны будущих щипцов. В этих точках рекомендуют прибивать по контрольной рейке, одно из ребер которой будет обозначать ось симметрии. Можно обойтись без реек, если в сооружении крыш уже имеется некоторый опыт.
Дальше приступаем к изготовлению шаблона стропильных ферм:
Если все вышло точно и корректировок больше не требуется, шаблон готов. Возвращаемся вместе с ним на землю. Разбираем заготовку и делаем запилы по отмеченным линиям. Полученные в результате примерки и подгонки детали будут служить эталоном для практически поточного производства стропильных ферм в требующемся количестве.
Висячие фермы соберем на земле. Их установку, как и примерку должны проводить по минимуму два человека. Одному мастеру просто не справиться с подобной работой. Находящийся наверху исполнитель будет устанавливать ферму, а второй изменять ее положение согласно указаниям отвеса. Положение каждой выровненной и установленной фермы следует фиксировать временными распорками.
Чтобы увеличить устойчивость системы, под стропилины установим стойки:
Для обеспечения жесткости висячей системы стропильные фермы соединяются ветровыми связями – досками, жердями или рейками, прибитыми изнутри конструкции. С внешней стороны стропильного каркаса жесткость повысится за счет сооружения обрешетки.
К матицам стропильные ноги крепятся гвоздями 200 мм или угловыми скобами. В этом плане металлические уголки и пластины с перфорацией под крепеж ощутимо проигрывают традиционным методам. К боковинам стропилин прибиваем кобылки, выполненные из доски, ширина которой вполовину меньше материала, использованного в изготовлении стропилин.
Длина кобылок должна быть на 70 – 80 см больше запроектированной ширины свеса. Это расстояние нужно для надежного соединения их со стропильными ногами. Кобылки можно раскроить заранее, а можно и без предварительных распилов прибить обрезки узкой доски к стропилам, после чего оформить линию карниза. Однако первый вариант удобнее и экономнее.
В большинстве случаев, как и в приведенном примере, кобылки необходимо частично заглублять в перепуски матиц, для этого:
По завершению монтажа всех кобылок в крайние забиваем по гвоздю. Натягиваем контрольную шнурку и отмечаем, где следует отпилить излишки.
Устройство наслонного каркаса крыши
В сооружении стропильного каркаса по наслонной технологии есть много общего с установкой висячей конструкции. Примерка проводится практически в той же последовательности, поэтому описывать действия дважды не имеет смысла. Основная разница в способах формирования верхнего узла, ведь у вершин наслонных стропил есть опора – коньковый прогон.
Если вверху наслонные стропила банально опираются на коньковый прогон, их укладывают либо с разбежкой, т.е. параллельно друг дружке, либо со строго вертикальным стыком, аналогичным состыковке висячих ног. Однако в большинстве случаев верхнюю часть стараются закрепить врубкой или вертикальным запилом с плотным примыканием его к коньковому брусу.
Есть схемы, согласно которым наслонные стропилины опираются не на коньковый, а на боковой прогон. В таких ситуациях верх формируется по висячему принципу, а точку опирания на прогонную балку оформляют угловой врубкой.
Разберем наиболее востребованный в частном строительстве вариант сооружения стропильных ног с опиранием на нижнюю угловую врубку и на коньковый прогон через вертикальный запил. Отметим, что максимальная глубина врубки не должна превышать 1/3 ширины доски.
Вариант разметки строительным угольником:
В завершении вычерчиваем на доске абрис карнизного свеса, раскраиваем ее по очерченным линиям и используем сделанную своими руками заготовку стропила для распиловки остальных элементов крыши.
Применить описанный метод можно и без строительного угольника и отметки параметров крыши на нем. Достаточно представлять процесс, чтобы отложить необходимые расстояния обычным чертежным инструментом. Однако без опыта можно запутаться в вычислениях углов и отрезков.
В помощь начинающим строителям разработан шаблон с вариантами формирования угловых врубок. Он поможет сориентироваться в изготовлении стропильных ног из наиболее распространенных в этой сфере пиломатериалов.
В случаях укладки стропильных ног с врубками в верхней и нижней части следует помнить, что глубина обоих выемок должна быть одинаковой, чтобы в ходе строительных работ не изменился уклон кровли. Обычно для устройства двух равных врубок используют вспомогательный брусок, толщина которого не более 1/3 толщины доски.
Заготовка стропилины тогда устанавливается ребром на мауэрлат и на прогон. Брусок прикладывают сбоку в зоне нижнего и верхнего узла, чтобы очертить врубку.
Если врубка нужна только в нижней части стропилины, а верх будет опираться на прогон запилом, доску устанавливают внизу на мауэрлат, а вверху на прогон и брусок, чтобы в результате раскроя не изменился угон наклона ската. Внизу к будущему узлу прикладывают второй брусок аналогичного размера и очерчивают с его помощью абрис будущей врубки.
Для формирования запилов зубом применяются такие же методы. Разница только в форме запила.
Установку наслонных стропилин начинают с монтажа двух крайних ферм. Элементы монтируют по одному, тщательно проверяют их положение с использованием уровня с отвесом. Чаще всего крайние фермы устраивают из спаренных досок, т.к. на них распределяется больше нагрузки. Их фиксируют временными распорками, затем соединяют шнуркой или рейкой, чтобы обозначить плоскость ската.
Рядовые стропилины, расположенные между крайними несущими фермами, устанавливают согласно указаниям шнурки. При необходимости корректируют положение ног в соответствии с фактической ситуацией.
Видео об установке стропильных ног
Установка стропилин с креплением металлическими уголками:
Как изготовить стропильные ноги с запилами для посадки на мауэрлат:
Устройство стропильного каркаса под крышу гаража:
Мы привели и описали лишь часть методов устройства стропильных каркасов. В реальности способов изготовления и установки существенно больше. Однако разбор базовых вариантов позволяет отлично понять, как правильно делать стропила и стропильные фермы для крыши, как запиливать их перед установкой.
Двускатная крыша своими руками
Двускатная кровля распространена в частном строительстве очень широко. Благодаря устойчивой форме она хорошо противостоит даже сильным ветрам и защищает от осадков, которые быстро удаляются самотеком. Направленная вверх вершина придает устремленный в небо вид в отличие от плоского покрытия, делающего здание приземистым. Двухскатная крыша своими руками — задача непростая, но выполнимая. Наша инструкция поможет справиться с ней быстро и без ошибок.
Конструкция двускатной крыши
В основе ее находится стропильная система — каркас, который воспринимает усилия от собственного веса, кровельного покрытия, снеговой и ветровой нагрузки. Стропила расположены парами и связаны между собой коньком, прогонами, обрешеткой.
Основные компоненты стропильной системы:
Чаще всего стропильная система изготавливается из дерева атмосферной сушки II-III сорта. Сырую использовать нежелательно из-за склонности к кручению и растрескиванию. В качестве крепежа при сборке применяются гвозди, болты, скобы, накладки, скользящие опоры под усадку. Возможно также изготовление каркаса из металлических профилей, но в частном строительстве металлоконструкции применяются редко из-за более высокой цены и сложности монтажа.
Если чердак предполагается использовать под мансарду, при устройстве двускатной крыши между стропилами укладывается утеплитель с защитой от влаги и пара. В этом случае по стропилам сначала монтируется контробрешетка, которая обеспечивает вентиляцию и отведение конденсата, а затем обрешетка.
Угол наклона скатов
Уклон двускатной кровли в строительстве задается на этапе проектирования. Конструкции с углом до 30° считаются пологими, 30-45° — со средним уклоном, 45-60° — крутыми.
На выбор наклона скатов определяющее значение оказывают:
Наиболее универсальный угол наклона двускатной кровли — 20-45°.
Существуют еще разноуклонные крыши, где каждый скат расположен под своим углом. Но такие системы нужно использовать очень аккуратно, поскольку в плане архитектуры они достаточно нестандартные, а монтаж их сложнее, чем симметричных конструкций.
Как рассчитать угол
Наклон ската применяется при расчетах элементов стропильной системы. Он определяется в градусах или процентах, поэтому нужно провести некоторые математические действия.
Двускатная крыша в разрезе представляет собой равнобедренный треугольник (если скаты одинаковые). Ее условно можно разделить на 2 прямоугольных треугольника. Одна из сторон Н — высота до уровня конька, другая L — половина пролета дома. Они измеряются по готовым стенам и фронтону. Требуется рассчитать длину стропила B, которую можно найти исходя из тригонометрических формул.
Тангенс угла ската относительно горизонтали:
По таблице Брадиса или помощью с инженерного калькулятора находим соответствующее значение угла в градусах. Например, высота крыши 3 м, ширина дома 9 м, половина пролета 9/2=4,5 м.
Этому тангенсу соответствует угол 34°, то есть крыша имеет средний уклон. Можно использовать функцию косинуса и посчитать длину стропила как B= L / соs 34° = 4,5/0,829=5,42 м.
Также информация об угле наклона нужна, чтобы сориентироваться в кровельных материалах.
Для расчета длины стропил ( и проверки) можно воспользоваться вторым способом — теоремой Пифагора:
B²=H²+L²= 9+20,25=29,25, откуда B =√29,25=5,41 м — длина стропила (без свеса).
Чтобы исключить попадание осадков на стены, нужно добавить не менее 40 см для свеса. Получаем для своего здания минимальную длину стропил 5,81 м при угле наклона ската 34°. Для удобства можно принять B=6 м, чему соответствует стандартная доска.
Виды стропильных систем
В зависимости от конструктивного решения стропила могут быть наслонными, висячими или комбинированными. При подборе схемы нужно учитывать размеры пролета и наличие внутренних несущих стен.
Устройство стропильной системы двускатной крыши
Наслонная стропильная система
Этот вид конструкций представляет собой стропильные ноги, опирающиеся на наружные и внутренние стены. Балки как бы «наслоняют», при этом в системе отсутствуют горизонтальные распирающие усилия, которые воспринимаются только капитальными опорами.
Вариант простейшей наслонной системы
За счет меньших напряжений «наслонная» система имеет более простую и дешевую конструкцию. Мауэрлат может укладываться как по периметру здания (если стены недостаточно прочные), так и отдельными участками — коротышами по 60-70 см в местах опирания стропил.
Для усиления системы и уменьшения прогибов используются прогоны, подкосы, стойки. Они перераспределяют напряжения, что позволяет уменьшить сечение несущих элементов.
В коньковом узле стропила соединяются внахлест или встык. Дополнительно устанавливаются накладки на болтах или нагелях.
В зданиях, сложенных из бруса или бревен, роль мауэрлата играет верхний венец. В него врубается нижний конец стропил, который дополнительно закрепляется с помощью проволочных скруток или скоб.
Соединение стропильной ноги с мауэрлатом при помощи вырубки и гвоздей
Наслонные системы собираются на высоте по месту. Все элементы монтируются последовательно. Для временной фиксации используются различные приспособления типа подпорок или прикрученной к фасаду доски. Ускоряет сборку укладка прогона (конькового бруса) перед монтажом стропил.
Подвижный способ крепления стропилы и мауэрлата
Преимущества наслонных конструкций — возможность сборки без грузоподъемных механизмов, меньшие усилия в системе и как следствие, применение пиломатериалов небольшого сечения. Недостаток — при пролетах от 6,5 м нужна внутренняя несущая стена.
Висячие стропила
В отличие от наслонной системы этот вид применяется при отсутствии промежуточной капитальной опоры и достаточно большом пролете (от 6 до 14 м). Усилия в нижнем поясе возникают значительные, поэтому вводятся дополнительные элементы — горизонтальные затяжки или ригели, вертикальные бабки с опиранием на затяжку.
Очень часто висячая система сочетает функции перекрытия, то есть нижние балки используются как основа для потолка или пола. При пролетах до 5 м стропила соединяются затяжкой, более 6 м — добавляются усиливающие ригели, свыше 9 —конструкция включает дополнительные наклонные и горизонтальные связи. Отдельный фрагмент крыши из стропил, затяжки и связей называется фермой.
Стропильные ноги, скреплённые ригелем
Крупные секции собираются на земле. Их поднимают на крышу с помощью механизированных устройств и устанавливают на мауэрлат. Предварительно по поверхности стены устраивается подкладка из гидроизоляционных материалов.
Схема шарнирной фермы с подвеской и подкосами
Поскольку ферма — жесткий элемент, крепление к коньковому брусу более сложное, чем при наслонном варианте. Здесь применяется врубка с усилением накладками из дерева или металла.
Иногда обе системы комбинируются. Между фермами, установленными с шагом 3-4 м, монтируются наслонные стропила. Это несколько упрощает и удешевляет строительство.
Преимущества висячих конструкций — высокая несущая способность, возможность перекрывать большие пролеты без промежуточных опор. Недостаток — сложное изготовление и монтаж.
Проектирование и расчет двускатной кровли
Если вы решили самостоятельно построить крышу, требуется выполнить достаточно много расчетов. Для упрощения задачи в интернете есть специальные программы-калькуляторы. При ваших исходных данных они выдадут результат в виде раскладки всех элементов и списка (спецификации) основных строительных материалов.
Чтобы рассчитать крышу самостоятельно, вам понадобится следующая информация:
Если предполагается укладка гидроизоляции, утеплителя и контробрешетки, их нужно тоже включить в расчеты. Для климатических условий России рекомендуемая толщина теплоизоляции 100-200 мм.
Далее рисуется схема (чертеж) фасада здания с размерами, план кровли, раскладка элементов стропильной системы. Теперь можно посчитать, сколько и каких пиломатериалов потребуется, а также листов покрытия, утеплителя, паро- и гидроизоляции (нужно учитывать нахлест).
По окончании определяется количество крепежных изделий, накладок, антисептических средств и т.д. Все результаты занесите в таблицу. Покупать материалы рекомендуется с запасом 10-15%. Расчет висячей системы (ферм) лучше заказать у специалистов.
Как сделать двухскатную крышу: пошаговая инструкция с фото
Работа включает несколько этапов:
Пиломатериалы должны быть хорошо высушенными. Их хранят в штабелях под навесом или накрывают в непогоду пленкой, брезентом.
Подготовка
Если стены сложены из штучных материалов — блоков, кирпича, — рекомендуется устроить армированный пояс по периметру здания из железобетона. Это позволит собрать конструкцию воедино и выровнять поверхность под укладку мауэрлата.
На этом же этапе в свежий раствор замуровывают шпильки сечением 10 мм из оцинкованной стали. Начинать нужно от углов, шаг закладки — 60 см. Впоследствии на них будет насаживаться мауэрлат и закрепляться гайками.
Для исключения контакта древесины с бетоном устраивается гидроизоляция — поверхность армопояса промазывается горячим битумом и накрывается 2 слоями рубероида.
Укладка мауэрлата
В брусе просверливаются отверстия в тех местах, где из стен выступают шпильки. Мауэрлат укладывается на поверхность стены ближе к ее внутренней стороне, чтобы избежать сноса во время сильного ветра.
Брусья нужно выровнять по горизонтали. Можно вставить прокладки или стесать выступающие части.
Допускается укладывать мауэрлат не целиком на стену, а отдельными сегментами непосредственно под стропила. При кирпичных или бетонных стенах дополнительно используется крепление металлическими накладками, деревянными пробками и скобами, изогнутой арматурой.
По длине брус стыкуется косым или прямым замком. Угловые соединения запиливаются «в лапу» и крепятся к стене анкерами (шпильками).
Установка конькового бруса
В высших точках кровли укладывается прогон, который крепится к стойкам и лежню металлическими уголками и накладками. Шаг стоек 3-5 м.
Можно изменить последовательность и начать с установки стропил по торцам здания, но тогда придется крепить каждую пару балок раскосами или досками. В случае, когда имеется готовый прогон, сборка проходит быстрее и качественнее.
Монтаж конькового бруса
Монтаж стропил
Заготовку стропил лучше проводить по шаблону. В нижней части вырезается паз для опирания на мауэрлат. Глубина запила — не более 1/3 ширины доски.
2 вида крепления стропил к мауэрлату
Если для стропил пиломатериалы придется сращивать, используется соединение внахлест или с накладками. Рекомендуется делать стык на расстоянии не менее 1 м от точек опор, желательно примерно на 1/3 длины стропила. В центре соединять доски нельзя, поскольку в середине действует максимальный изгибающий момент, и балка может прогнуться в самом ослабленном месте.
Сборка стропил начинается от фронтонов. Сначала выставляются первые и последние фрагменты, затем натягивается шнур и производится разметка. Шпильки не должны попадать в места опирания, чтобы не создавать проблем с врубкой. Читайте подробно про крепление стропил к мауэрлату в отдельной статье.
Крепятся стропила с соседними элементами с помощью упоров, подкосов и стяжек. Важно прочно зафиксировать систему в пространстве.
Крепление обрешетки
Основа для укладки кровельного покрытия изготавливается из досок, реек, плит ОСП или влагостойкой фанеры. Выбор материала зависит от вида покрытия:
Доски или рейки укладываются перпендикулярно стропилам. В каждом месте крепления прикручиваются двумя саморезами. Обрешетка дополнительно придает стропильной системе жесткость и устойчивость.
Заключение
Двухскатная крыша своими руками — это возможность сэкономить на работе наемных строителей. Для качественного результата нужно сделать предварительный расчет, выбрать оптимальную схему стропильной системы и провести монтаж в соответствии с технологическими требованиями.