Особенности стропильной системы деревянного и каменного дома

Крыша является одной из самых сложных конструкций в любом доме. Трудоемкость ее возведения во многом зависит от проекта постройки и требованиям, предъявляемой к этой части дома. Вид крыши в доме из бруса определяется не только дизайном сооружения, но и во многом привязан к климатическим условиям, характерным для региона, в котором находится строящийся объект.

Наиболее важные характеристики крыша из бруса.

Бес сомнения, основные достоинства конструкции из бруса:

• экологичность и гигиеничность;
• простота выполнения;
• малый вес, позволяющий экономить на несущих конструкциях (стены, фундамент);
• низкая стоимость;
• хорошая тепло- и звукоизоляция, при сочетании с правильно подобранным материалами покрытия и утепления;
• простота обслуживания.

Конечно, как и у всех древесных материалах, у бруса есть характерные недостатки:

• малая огне- и биостойкость. Из-за этого требуется пропитка соответствующими составами;
• высокие требования к качеству древесины и ее влажности.

Самостоятельное возведение крыши частного дома

По статистике каждый второй домовладелец построил свое жилье самостоятельно. Согласно их отзывам, самостоятельное возведение крыши – один из самых сложных этапов для непрофессиональных строителей. Поэтому очень важно подойти к этому этапу, имея в голове полное представление о всех нюансах процесса. Чтобы разобраться в том, как сделать крышу своими руками, необходимо изучить устройство, технологию монтажа, порядок работ и особенности крепления всех составляющих конструкции.

Для начала необходимо определиться с формой. На сегодняшний день наиболее популярными видами являются:

Перекрытие крыши одним единым скатом позволит сэкономить нервы и материалы, поскольку конструктивно это самый простой вариант. Если сделать такой каркас самостоятельно, то трудоемкость работы будет наименьшей, а скорость монтажа высокой. Но такая форма имеет недостаток – отсутствует возможность обустройства полноценного чердака или мансарды, поскольку подкровельное пространство получается слишком низким.

Двухскатная крыша монтируется намного чаще. Она чуть сложнее в изготовлении, но позволяет получить больше пространства. По сравнению с четырехскатной она обладает меньшей сложностью и массой, однако потребуется сделать треугольные фронтоны по торцам здания.

Двускатная – самая популярная форма

Перед тем как приступить к самостоятельному возведению крыши с четырьмя скатами, потребуется серьезно подготовиться. Такая система имеет больше элементов по сравнению с двумя предыдущими. Кроме того, на мансарде нет возможности сделать полноценные окна, поскольку конструкция крыши лишена фронтонов и монтажа сложных мансардных или слуховых окон не избежать.

Четырехскатная сложна в устройстве, но экономия достигается за счет отсутствия фронтонов

Для мансарды отличным вариантом будет комбинированная конструкция с ломаными скатами. В этом случае в нижней части кровля имеет больший уклон, чем на верхнем участке. Такая сборка позволяет поднять потолок в помещении и сделать построенный дом более комфортным.

Ломаная – не самая “архитектурная”, зато очень эффективная в плане используемого пространства

Перед началом работ нужно сделать расчет конструкции. Вычислять сечения всех элементов не имеет смысла. В большинстве случаев их можно принять конструктивно:

• мауэрлат — 150х150 мм;
• стойки — 100х150 или 100х100 мм в зависимости от сечения стропил;
• подкосы — 100х150 или 50х150 мм с учетом удобства соединения со стропилами;
• затяжки — 50х150 мм с двух сторон;
• прогоны — 100х150 или 150х50 мм;
• накладки толщиной от 32 до 50 мм.

Расчет обычно выполняют только для стропильных и накосных ног. Требуется подобрать высоту и ширину сечения. Параметры зависят от:

• материала кровельного покрытия;
• снегового района;
• шага стропил (подбирается так, чтобы было удобно укладывать утеплитель, для минеральной ваты между элементами в свету должно оставаться 58 см);
• пролета.

Подобрать сечение стропил можно с использованием общих рекомендаций. Но в этом случае рекомендуется делать небольшой запас.

Расчет обычно выполняют для стропильных ног

Если не хотите вникания в тонкости вычислений, можно воспользоваться специальными калькуляторами.

Если вы предполагаете сделать теплую крышу, то высоту сечения ног подбирают с учетом толщины утеплителя. Смонтировать его нужно так, чтобы он не выступал выше несущих балок. Также нужно учесть, что для минеральной ваты делается вентиляционный зазор 2—4 см между ней и покрытием. Если высоты стропил для этого недостаточно, предусматривается установка контробрешетки (контррейки).

Конструкция и типы крыша из бруса.

Например кровли из бруса
Вот самое важное, что необходимо знать, что существует множество типов крыш из бруса:

• односкатная, с уклоном в одну сторону. Прежде всего удобна для пристроек или строений с небольшим поперечником;
• двускатная, наиболее часто применяется в индивидуальном домостроении, с одинаковыми или разными углами наклона скатов;
• вальмовая или четырехскатная, характерная для построек большой площади. Из-за этого торцы покрытия представляют собой треугольник или вальм.

Виды крыши

Перед тем, как построить крышу надо сделать окончательный выбор конструкции крыши, имеет смысл познакомиться с теми, типами крыш, которые часто всего применяют в загородном строительстве.

Виды крыши

Любая крыша может быть классифицирована по следующим критериям:

1. Уклон.

1. Форма конструкции.

1. Материалы, используемые для ее сооружения.

Стропильная система крыша из бруса.

Во-первых стропильная система состоит из нескольких элементов:

• стропил — основных наклонных несущих балок, к которым крепят обрешетку и покрытие;
• мауэрлатов — продольных балок, укладываемых на стены для опоры стропил и распределения нагрузки;
• конькового прогона — продольной балки в верхней части кровли под пересечением скатов;
• лежней, затяжек, стоек и подкосов — дополнительных элементов, придающих конструкции пространственную жесткость и устойчивость;
• кобылок и лобовой доски — деталей, продолжающих стропило за наружную стену и формирующих карнизный свес.

Во-вторых расчет стропильной системы, требования к древесине и технология возведения описаны в СНиП 3.03.01-87. В-третьих именно от соблюдения нормативов зависит долговечность кровли и безопасность жильцов.

Выбор бруса для стропил.

Поэтому материал для стропильных балок лучше использовать из древесины хвойных пород с влажностью 18…22%. В результате использование не вылежавшейся древесины большей влажности грозит неравномерной усадкой, перекосом и нарушением геометрии кровли.

Из-за этого в малоэтажном строительстве используют сечения бруса от 50х150 до 100х200 мм.

При этом предварительную обработку древесины проводят составами:

• антипиреном для повышения огнестойкости;
• антисептиком, защищающим от болезней, грибов, гнили;
• инсектицидом — от насекомых-вредителей и грызунов.

Демонстрация стропильной система из бруса

Стоит учитывать, что при этом каждый состав наносят дважды по высохшему предыдущему слою. Конечно существуют препараты для комплексной долговременной защиты, сокращающие процесс обработки. По этой причине их стоимость значительно выше.

Виды стропильных систем из бруса.

Прежде всего существует два вида стропильных систем:

1. Наслонная. Самое важное, что при такой системе стропильные ноги опираются на мауэрлаты по периметру стен внизу и коньковый прогон вверху. Из-за этого в большепролетных конструкциях систему усиливают дополнительными балками.
2. Висячая. Конечно же в данной системе стропила опираются на внешние стены, противоположные скрепляют затяжкой. Конструкция требует тщательного расчета специалиста.

Расчет бруса для стропил.

Первое: перед расчетом необходимого сечения стропил выполняют сбор нагрузок. Для этого читывают снеговые и ветровые нагрузки для климатической зоны строительства, вес покрытия, мансардных окон, теплоизоляции, водостока и снегозадержателей). Также определяют длину и шаг стропил.

Второе — другие позиции конструкции берут в соответствии с актуальной редакцией СП 70.13330.2012(СНИП 3.03.01-87):

• для мауэрлата брус 10х10, 15х15 (в см);
• для прогонов, ригелей, подкосов — 10х10…20х20;
• затяжек — 15х5;
• подшивки 010х2,5…10х3.

Значит максимальная длина стропила определяется в 6 м, так как при большей величине прогиб превышает допустимое значение.

В соответствии с расчетом выполняют схему конструкции крыши и чертежи или эскизы отдельных элементов с размерами.

Устройство крыши пристройки: этапы

На стены по всему контуру устанавливаются брусы. Они должны располагаться на ребре. Для крепления их к стенам, используют гвозди или скобы. При наличии деревянных стен дома, крепление должно проводиться к последнему венцу сруба. В данном случае, брусы при устройстве крыши деревянного дома призваны защитить внутреннее пространство от задувания ветра и проникновения осадков. При отсутствии деревянных стен, производится укладка бревен или же брусьев по всему периметру. Затем, все стропила надежно фиксируются на них. В строительной практике подобная обвязка именуется мауэрлатом.

Монтаж стропил из бруса

Этапы монтажа двускатной крыша из бруса

Как видим монтаж можно выполнить двумя вариантами:

Во-первых это наземная сборка, подъем на верх готовых элементов. Из-за этого для большепролетных покрытий потребуется строительный подъемник или кран, аренда которых достаточно затратна.

Во-вторых — сборка на кровле. По этой причине потребуется подъем бруса, досок, инструмента и крепежа.

Установка мауэрлата

На верхний срез стен укладывают слой гидроизоляции — это может быть геотекстиль, кровельный битумно-полимерный материал, обычный рубероид не годится, так как имеет малую долговечность. Поверх на анкерные болты крепят мауэрлат, выравнивая по внутренней грани стены по уровню.

Установка опор и коньков

При установке наслонных стропил на внутреннюю несущую стену по гидроизоляционной прокладке на анкерные болты крепят лежень, на него устанавливают стойки с заданным шагом, закрепляя гвоздями или шурупами на металлические уголки. По стойкам укладывают коньковый прогон, крепеж аналогично.

Висячая система требует временной установки стоек, брус-мауэрлат крепят на стену металличесими стяжками, так как основную нагрузку именно мауэрлат воспринимает.

Способы крепления

Способ крепления стропила к мауэрлату должен обеспечивать надежность и сопротивление ветровым и снеговым нагрузкам. Жесткость крепления при наслонных стропилах обеспечивают металлические уголки или крепеж в запилы.

Монтаж обрешетки

Шаг обрешетки выбирают по рекомендациям производителя кровельного материала, так как для металлочерепицы разных типов, асбестоцементных листов, профнастила он отличается, а под мягкие материалы, такие, как битумная черепица, ондулин, рулонные битумно-полимерные, обрешетка должна быть сплошной. роме того, шаг зависит еще и от угла наклона ската. В этих случаях оптимально выполнять настил из листовых материалов — влагостойкой фанеры, ДСП, ОСП.

При использовании разреженной обрешетки у конька, на карнизе, у мансардных окон, в местах прохода труб и коммуникаций, в ендовах на ширину 350…500 мм так же выполняют сплошной настил.

Инструменты и материалы

• топор;
• молоток (кувалда);
• пила, для обрезки деревянных элементов и брусков;
• приборы для замеров;
• уровень.

• брус из дерева 100х150 или 150х150;
• доски для обрешетки – толщиной в 25 мм;
• гвозди 120 мм – для бруса, 70 мм – для обрешетки;
• материал для кровли + элементы крепежа;
• водосток и его составляющие, в том числе гвозди и саморезы;
• скобы из арматуры для брусов;
• гидро-, паро- и теплоизоляционные материалы.

Строительство и утепление крыши дома из бруса.

Если в доме запланировано теплое мансардное помещение необходима дополнительная теплоизоляция. В качестве теплоизолятора выбирают эффективные материалы — плиты или маты из каменной ваты, пенополиуретана, утепление можно выполнить набрызгом из пеноизола или того же пенополиуретана — выбор материалов огромен. Подробнее утепление кровли описано в данной статье.

Основные характеристики утеплителей:

• теплопроводность — чем она меньше, тем меньше будет толщина и расход;
• паропроницаемость — обеспечивает выход водяных паров, влияет на микроклимат в доме;
• пожаробезопасность — горючие материалы могут выделять вредные вещества и небезопасны;
• гигиеничность — отсутствие при эксплуатации вредных выделений;
• долговечность — длительность эксплуатации без изменения потребительсих качеств; цена — негорючие, безопасные в экологичесом и санитарном плане материалы имеют большую стоимость.

Плиты и маты укладывают в распор в пределах стропил. Для средней полосы России толщина минераловатных утеплителей колеблется в пределах 15-20 см. Если стропила по высоте меньше, чем толщина теплоизолятора, то изнутри покрытия по стропильным ногам прибивают дополнительные бруски.

Утеплитель с внутренней стороны защищают от водяных паров пароизоляционной пленкой, на стропила с внешней стороны под обрешетку укладывают слой гидро-, ветрозащитного материала, предохраняющего от конденсата.

Пароизоляция кровли

При утеплении пенополиуретаном набрызгом требуется аренда специального оборудования или приглашения профессионалов, поэтому, даже с учетом меньшей толщины слоя (8-10 см), выигрыша по стоимости не получится. Кроме того, пенополиуретан обладает минимальной воздухопроницаемостью, что не очень здорово.

Конструкция кровельного пирога крыши с утеплением минераловатными плитами и покрытием из металлочерепицы (сверху вниз):

Покрытие — металлочерепица «Монтеррей».

1. Обрешетка из бруса 50Х50 мм.
2. Контробрешетка из бруса 75х25 мм.
3. Паро-, ветрозащита — супердиффузионная мембрана
4. Стропило.
5. Утеплитель (укладка в распор между стропилами).
6. Пароизоляционная пленка.
7. Обрешетка.
8. Внутренняя облицовка.

Конструкция двускатной крыши дома из бруса.

В бревенчатых или брусовых домах мауэрлатом служит верхний венец стен, но, при необходимости подъема кровли выше, на несущие стены укладывают 1-2 дополнительных лежня.

Стропильные ноги крепят скобами или на кронштейнах. Брус повышенной влажности при возможности усадки закрепляют шарнирно.

Монтаж кровли деревянных домов из других материалов.

В качестве кровельного покрытия деревянного дома используют:

• фальцевую кровлю из металлического оцинкованного листа;
• Черепицу — керамическую, цементно-песчаную;
• профилированный металл, металлочерепицу, композитную металлочерепицу;
• мягкие рулонные материалы и битумную черепицу;
• асбестоцементные листы;
• ондулин.

Наиболее эстетично выглядят на брусовом доме черепица штучная и битумная. В отличие от керамической, битумная имеет меньший вес и цену, ее проще укладывать.

По стропилам на теплой крыше укладывают ветро-, гидрозащитную пленку или мембрану, закрепляя ее брусом контробрешетки, поверх монтируют обрешетку — таким образом получая вентиляционный зазор для вывода водяных паров из подкровельного пространства. Нижний край гидроизоляции должен спускаться в лоток водосточной системы.

Шаг обрешетки соответствует требованиям производителя кровельного материала. По сплошному настилу под мягкую битумную черепицу укладывают слой рулонного кровельного материала, он может быть наплавляемым или самоклеящимся.

Монтаж финишного слоя ведут снизу вверх, порядок так же устанавливает производитель. На коньке крыши предусматривают установку аэраторов для выхода водяного пара.

Последней монтируется водосточная система, элементы обрамления, снегозадержатели, ходовые мостики.

Разновидности форм

Ключевым фактором, которым необходимо руководствоваться, при выборе конструкции крыши, является климатическая зона. Именно климат и окажет влияние на уклон, форму и кровельный материал.

В самом деле, сооружение крыши с малым уклоном не имеет смысла сооружать в регионах, где обильные снегопады в порядке вещей.

Деревянный дом с плоской крышей, имеет свои достоинства — они довольно дешевы в сооружении, такую кровлю не сорвет ветер, но на поверхности такой кровли буду задерживаться вода и снег. Рано или поздно приведет к порче и замене крыши.

Мансардная крыша двухскатная крыша имеет более сложную конструкцию, но ее сооружение позволит организовать в подкровельном пространстве дополнительную комнату.

Как правильно построить простую крышу деревянного дома из бруса своими руками.

Этап 1

Монтаж обвязочного бруса сечением 150х150 мм по периметру наружных стен. Крепление выполняют скобами. Проверка горизонтали верхнего пояса.

Подготовка элементов стропильной системы из обрезной доски 15х5 см, по ранее разработанному шаблону выпиливают вырезы под балки обвязки.

Первыми устанавливают стропильные конструкции по торцам крыши, по отвесу или вертикальному уровню проверяют правильность установки, монтируют временные распорки. Соединение стропильных ног друг с другом в коньке выполняют встык или нахлестом на саморезы при помощи металлических накладок.

Этап 2

По конькам и центрам ног стропильных ферм натягивают шнур — это облегчит установку всей системы. Монтируют промежуточные фермы с шагом 0,6…1,2 м.

При установке правильное положение конструкции фиксируют временными распорками.

Этап 3

В месте выхода дымохода проверяют расстояние по требованиям пожаробезопасности.

Выверяют шаг между стропилами по карнизу и коньку — он должен быть идентичным.

Крепление стропил в коньке усиливают доской с 2-х сторон.

Под коньковый прогон по торцам монтируют стойки, временный крепеж демонтируют.

Если в доме не предусмотрено утепление крыши, поверх стропил расстилают гидроветроизоляционную пленку или супер диффузионную мембрану, скрепляя полотнища специальным двухсторонним скотчем. Пленку крепят брусками контробрешетки по каждому стропилу.

Этап 4.

Монтируют брус обрешетки из досок сечением 10х2,5 см с шагом, соответствующим финишному кровельному материалу.

Оформляется карнизный и фронтонный свесы лобовыми и ветровыми досками сечения 15х2,5 см.

Монтируют финишное кровельное покрытие.

Крепят крюки-держатели под водосточный желоб. Монтируют желоб с уклоном 0,3% к водосточным воронкам.

Соединение стропил и обвязки

В зависимости от того, по какой технологии планируется строить фронтон дома из бруса, применяют жесткое или скользящее соединение стропильных ног и мауэрлата. Первый вариант используют в случае, если фронтон будет каркасным. Для этого в месте соединения в стропильной ноге выпиливается шип или гнездо, также могут использоваться накладки, обеспечивающие фиксацию конструкции и передачу нагрузки на брус верхней обвязки. Дополнительно изделия крепятся с помощью гвоздей и металлических уголков. Если же фронтоны будут изготовлены из бруса, по той же технологии, что и стены дома, то отдают предпочтение скользящему крепежу. Он позволяет фронтонам давать нужную осадку, крыша при этом «садится» вместе с материалом стен фронтона.

Как правильно утеплить крышу в деревянном доме из бруса.

Утепление кровли
Для утепления крыши дома применяют утеплители из минеральной или каменной ваты, пенополистирола, пенополиуретана. Пенопласт для этой цели не пригоден — это упаковочный материал с малой долговечностью, большим водопоглощением, при горении он выделяет вредные вещества, вызывающие отравление и удушье.

В распор между стропил вкладывают материал утепления, закрывают пароизоляционной пленкой, крепят внутреннюю обрешетку.

Выполняют облицовку гипсокартоном или другим материалом под финишную отделку.

Способы теплоизоляции

Существует два способа утепления конструкции крыши: снаружи и изнутри помещения. Наружная теплоизоляция выполняется одновременно с монтажом кровельного покрытия. Чаще всего крышу второго этажа утепляют с внутренней стороны, этот способ является менее затратным и более простым. Ниже мы рассмотрим оба варианта более подробно.

Важный вопрос, который нужно решить перед началом работ: будет ли чердачное помещение жилым или нет? Если да, то придется выполнять теплоизоляцию всей кровли. В другом случае достаточно утеплить перекрытия чердака и потолок примыкающего к нему этажа.

Односкатная крыша из бруса: разбор технологии строительства на конкретных примерах.

Строительство односкатной крыши из бруса проще, чем двухскатной. В этом случае верхний конец стропила опирается не на коньковый прогон, а на мауэрлат, уложенный на более высокую стену, не требуется возведение промежуточных конструкций. Мауэрлат нижней части односкатной пристройки может опираться на ряд стоек, без выполнения стены или с навеской прозрачного поликарбоната, мягких окон из пластика.

Шаг стропил.

Шаг стропильной конструкции определяется типом покрытия, сечением бруса и снеговой нагрузкой. Пролет до 4,5 м не требует промежуточных опор, ширина в 4,5…6 м перекрывается с установкой дополнительной стойки, в 6,1..9,0 м — двух стоек. Стропильные ноги при больших пролетах выполняют из бруса сечением от 100х50 мм до 200х150 мм, стойки — 150х150, подкосы -80х80.

Односкатная кровля навеса над примыкающей дому террасой размером 2,4х3,6 м с покрытием из поликарбоната выполняется в следующем порядке:

1. Площадку очищают от мусора, снимают плодородный слой, выравнивают. Древесину грунтуют и обрабатывают защитными составами от вредителей и болезней.
2. Выкапывают углубления под столбчатые фундаменты или траншею под ленточный глубиной 0,5…0,8 м, устанавливают опалубку, арматурный каркас, заливают бетон.
3. По верху фундаментов укладывают слой гидроизоляции. анкерными болтами крепят опорный брус сечением 100х150 мм, длиной 3,1 м, ответный брус крепят к стене дома, предварительно высверлив отверстия под крепеж. На высоте 2,8 м к стене монтируют на анкерные болты опорный брус сечением 10х15 см под стропила.
4. По внешней стороне пристройки устанавливают стойки сечением 8х8 см, высотой 2,2 м с шагом 1,2 м, крепят к брусу уголками на саморезы.
5. По верху стоек монтируют еще один прогон под стропила, на прогонах размечают места установи стропил, крепят саморезами металлические уголки с одной стороны разметки.
6. Изготавливают шаблон стропила с выемками под опорные брусья, по нему готовят 4 стропила из доски сечением 50х150 мм, длиной 3,0 м.
7. Стропила устанавливают на места, выверяют вертикаль, прикручивают ответный уголок, закрепляют в уголках.
8. Монтируют крышу из поликарбоната на саморезы с термошайбами. Профилированные и плоские листы можно укладывать внахлест, сотовый поликарбонат монтируют с помощью соединительных профилей.

Какие инструменты могут понадобиться для возведения крыши дома из бруса своими руками:

• Перед началом работ необходимо приготовить все материалы, инструмент, оборудование, крепеж, рабочую одежду.
• Материалы — в соответствии с разработанной конструкцией.

Инструмент:

• строительный уровень — лазерный или пузырьковый;
• рулетку — лазерную или ленту;
• режущий инструмент — болгарку, бензо- или электропилу;
• дрель и шуруповерт.

Оборудование — лестницу-стремянку или подмости (на высоту больше 4 м).

Крепеж — гвозди, саморезы, хомуты, анкерные болты, уголки.

Распределение нагрузок

Особая конструкция крыши дома из бруса предполагает наличие не только вертикальных, но и боковых нагрузок. Для минимизации негативного воздействия вертикальных нагрузок устройство крыши предусматривает монтаж дополнительных опор, благодаря которым вес крыши равномерно распределяется по всем несущим конструкциям. Но больше всего следует опасаться воздействия боковой нагрузки, из-за которой стены сруба могут изменить свою геометрию. Во избежание этого верхнюю обвязку усиливают стяжками из бруса 100х150, который врезают соединением ласточкин хвост в противоположные «раздвигаемые» брусья стен. Если дом большой и конструкция стропильной системы подразумевает использование стоек, то основание под крышу усиливают лежнями – брусьями 150х150, которые врезают в верхнюю обвязку сруба перпендикулярно балкам перекрытия. На лежни впоследствии будут опираться стойки, они же чаще всего определяют расположение внутренних стен мансарды.