Несущей конструкцией крыши является стропильная система, т.е. конструкция стропил, опорных и поддерживающих элементов. Стропила покрываются обрешеткой, к которой крепится кровля. Конструкция стропил зависит от формы крыши, наличия чердака или мансарды.
Установить стропила своими руками возможно на небольшую хозяйственную постройку с односкатной крышей. Чтобы сделать стропила двускатной крыши своими руками, понадобится помощник. Если стропила будет делать строительная бригада, то также необходимо самому знать все о конструкции стропильной системы крыши, чтобы со знанием дела сформулировать заказ, выбрать материал, контролировать ход строительства и чтобы в итоге мастера сделали прочные стропила и надежную крышу, которая не завалится при сильном ветре или после снегопада.
По конструкции крыши делятся на несколько групп: чердачные и бесчердачные, плоские и скатные и по форме скатов. Крыша состоит из стропил (несущей конструкции или стропильной системы), обрешетки (дощатого настила на стропила) и кровли (кровельного покрытия, настилаемого на обрешетку, и вспомогательных влагоизолирующих, звукоизолирующих и утепляющих материалов). Конструкция стропил должна выдерживать вес кровли и обрешетки, ветровую и снеговую нагрузку. Важно на этапе планировки выполнить грамотный расчет стропил. По конструкции стропила бывают наслонные и висячие.
Хозяйственные постройки на дачном участке обычно бывают бесчердачными с плоской или односкатной крышей небольшого наклона, также встречаются постройки с низкой бесчердачной двускатной крышей и беседки с шатровой крышей.
Плоскую крышу рекомендуем делать только на самых мелких постройках площадью менее 4 м2, типа туалета или душа, т.к. снег на крыше остается, если его регулярно не счищать своими руками, этот снег порой намерзает и добавляет нагрузку на стропильную конструкцию, которую нужно заранее заложить в проект крыши.
Односкатная крыша небольшого наклона тоже накапливает снег, что важно учитывать при расчете стропил. В хозяйственных постройках чердак обычно не предусматривают, стропильную конструкцию устанавливают на высоте 150-200 мм над чердачным перекрытием, оставляя пространство для проветривания.
В дачном доме наиболее популярны простые двускатные крыши, которые часто украшаются балконами, в том числе со стороны ската, образуя трехфронтонную (многощипцовую) крышу, либо двускатная крыша делается с изломами скатов, иногда не симметричными.
Частные жилые дома обычно имеют вальмовую крышу и ее разновидности. Особенность вальмовой крыши в неравномерной нагрузке на стропила, связанной с конструкцией крыши. Нагрузка увеличена на стропила, граничащие с соседним скатом вальмовой крыши. Эти стропила рекомендуем делать из более толстого бруса или бревен. Определить необходимую толщину стропил Вы можете по таблице расчета стропил.
Беседки и башенки покрывают шатровой крышей. Конструкция наклонной крыши должна обеспечивать сток дождевой воды по всей площади крыши; на стыках скатов, у подножия башенки не должно быть застойных зон.
Чердак организуют для размещения дымовой трубы, для проветривания стропильной конструкции. Чердачное помещение в доме должно позволять забраться на чердак, пройти по всему чердаку для проверки состояния стропил и кровли (нет ли протечки, нет ли следов начала загнивания, плесени и грибка на деревянных стропилах) и для проверки дымовой трубы (нет ли трещин, не выходит ли дым через них, нет ли протечки вдоль трубы).
Если Вы делаете стропила своими руками, обратите внимание на требования пожарной безопасности, чтобы не было потом проблем с регистрацией частного дома. Одно из главных требований пожарной безопасности сделать такие стропила и крышу по высоте, чтобы можно было беспрепятственно перемещаться по чердаку. Наименьшая высота в месте прохода рекомендуется от 1,6 м.
Вместо чердака можно устроить жилое помещение – мансарду. Мансардную крышу рекомендуем утеплять. В летнем доме достаточно незначительного утепления, которое позволит комфортно себя чувствовать в прохладные летние ночи.
Конструкция стропил крыши
Скаты крыши могут иметь уклон от 5° до 60°. Допустимый угол наклона определяется кровельным материалом, снеговой и ветровой нагрузкой. При большой снеговой нагрузке делают большой уклон скатов крыши, от 45°. При сильных ветрах уклон скатов наоборот уменьшают.
При большой снеговой и ветровой нагрузке делают невысокую вальмовую крышу. Односкатные крыши обычно делают с наклоном 20-30°. Двускатные крыши делают с наклоном скатов 20-45°. Черепичную крышу делают с уклоном от 40°. Под шифер рекомендуем угол наклона от 35°, допустим угол 20-45°. Металлическую крышу и еврошифер лучше делать с уклоном не менее 30°. Рубероидная крыша и крыша под мягкой черепицей может быть с уклоном от 10°.
Стропила крыши бывают наслонные и висячие. Конструкция наслонных стропил крыши применяется при небольшом расстоянии между стенами или с использованием промежуточной опоры при большом расстоянии между стенами дома. В случае, когда нет возможности установить промежуточную опору, а расстояние между стенами велико, тогда применяется конструкция висячих стропил крыши, читайте о ней ниже.
Для каркасного дома рекомендуем выбрать конструкцию висячих стропил, т.к. его стены довольно легкие и могут не выдержать нагрузку конструкции наслонных стропил. Наслонные стропила рекомендуем устанавливать на дома с толстыми прочными стенами. Конструкция наслонных стропил передает на стены вертикальную и горизонтальную нагрузку.
Висячие стропила передают на стены только вертикальную нагрузку.
Стропила устанавливаются на расстоянии друг от друга от 1 до 2 м. Делают их из хорошо просушенного бруса или бревен хвойных пород дерева, ровных, без трещин.
Конструкция наслонных стропил крыши
Наслонные стропила рекомендуем делать в домах с крепкими достаточно толстыми стенами, лучше в домах с капитальными внутренними стенами, например, в срубе-пятистенке. Конструкцию крыши с наслонными стропилами делают, когда расстояние между опорами менее 6,5 м. Если расстояние между опорами от 4,5 до 6,5 м, то наслонные стропила укрепляют подкосами, крепящимися скобами или хомутами.
Допускается сделать конструкцию наслонных стропил с тремя точками опоры, тогда расстояние между крайними опорами может быть до 12 м. Конструкция наслонных стропил передает на стены вертикальную и горизонтальную нагрузку. Размеры стропил приводятся ниже, в главе Расчет стропил.
В деревянном каркасном доме конец стропил опирается на верхнюю обвязку. В деревянном бревенчатом или брусовом доме наслонные стропильные ноги опираются на верхний венец. Закрепить стропила можно соединением в шип либо, сделав гнездо в верхнем венце.
Наслонные стропила можно также опирать нижним концом на балку перекрытия, выходящую сквозь стену наружу, тогда внутренней стороной стропильная нога будет опираться на верхний венец стены. Обе точки опоры крепятся в шип или в зуб, боковое соединение дополнительно усиливается скобой или хомутом.
В кирпичном доме по периметру внешних стен вместо последнего ряда кирпичей, расположенного вдоль внутренней стороны стен, укладывается мауэрлат – толстый деревянный брус, к которому крепятся и на который опираются наслонные стропильные ноги.
Мауэрлат устанавливается обязательно вместо одного ряда кирпичей, а не на стену, чтобы внешний ряд кирпичей удерживал горизонтальную нагрузку стропильной конструкции. Мауэрлат берут толщиной от 140 мм. Мауэрлат можно делать из бревен диаметром от 180 мм. Вдоль бревна срезают горбыль с двух сторон, чтобы сделать горизонтальное устойчивое основание и выровнять верхнюю часть мауэрлата. После установки всех мауэрлатов их верхнюю поверхность измеряют уровнем и делают строго горизонтальной по периметру дома.
Мауэрлат укладывают на один слой толя или на два слоя рубероида и крепят к стенам специальными анкерами. Для крепости конструкции стропил крыши желательно вдоль каждой стены укладывать в качестве мауэрлата по одному брусу. Если это невозможно, стена кирпичного дома длиннее 6 м, то допускается делать составной мауэрлат.
Мауэрлат, уложенный по периметру стены, равномерно распределяет нагрузку по всей стене дома. В редких случаях дефицита материала применяется конструкция, в которой под каждую наслонную стропильную ногу устанавливается свой мауэрлат небольшого размера, длиной от 300 мм. Но тогда нагрузка от веса крыши будет распределена неравномерно, поэтому конструкция с отдельными брусками допускается при незначительном весе крыши, и устанавливать стропила нельзя над проемами в стене.
В кирпичном доме наслонные стропила опираются на мауэрлат нижним концом либо внутренней стороной. В обеих конструкциях место опоры стропил на мауэрлат укрепляется. Если наслонные стропила опираются на мауэрлат внутренней стороной, то нижним концом они опираются на кирпичную стену. В этом случае под стропильную ногу подкладывают двойной слой рубероида, а чтобы стропила уместились, стену расширяют наружу, наращивая верхние 2-3 ряда по полкирпича.
Мастер своими руками крепит стропила к кирпичной стене скрутками из толстой проволоки толщиной 3-4 мм. Конец проволоки закрепляется за костыль, который забивается в шов кладки на 250-300 мм ниже верха стены. Также проволоку можно закрепить за балку перекрытия.
В деревянном и в кирпичном доме нижний конец наслонных стропил необходимо закрепить. Делают это с помощью соединения в шип или в зуб. Своими руками мастер вырезает шип на конце стропильной ноги и соответствующий паз в опоре (опорой служит последний венец или верхняя обвязка, или мауэрлат). Соединение в шип врубают на 1/3 толщины бруса. Соединение в зуб врубают на 1/5 толщины бруса. Дополнительно для удерживания горизонтальной нагрузки наслонные стропила к опоре крепят скобой или болтом, или хомутом.
В бревенчатом или брусовом доме если стропила крепят в стене скобой, то вбивают скобу во второй сверху венец сруба. Надежное крепление стропил к стенам предотвращает срыв крыши при сильной ветровой нагрузке.
Выбирая способ крепления между болтом и хомутом, лучше крепить хомутом. Крепление болтом несколько ослабляет конструкцию.
Стропильные ноги опирают на балки чердачного или мансардного перекрытия для того, чтобы вывести стропила за пределы стен для организации свеса крыши.
В месте верхнего соединения стропил их прорезают в полдерева и крепят к коньку.
Конструкция висячих стропил крыши
Конструкция висячих стропил крыши применяется и для деревянного, и для кирпичного дома. Рекомендуем делать висячие стропила для домов с легкими стенами, например, для каркасных летних домов. Большие пролеты, более 12 м перекрываются также крышей с висячими стропилами. Эта стропильная конструкция характерна тем, что на стены дома укладывается затяжка (горизонтальный брус, опираемый концами на противоположные стены дома), а на нее устанавливается стропильная нога. Т.е. получается по одной затяжке под каждую пару висячих стропильных ног. Иначе затяжку называют нижним поясом.
В деревянном доме затяжку укладывают на верхний венец соединением в лапу. В каркасном доме затяжку укладывают на верхнюю обвязку соединением в лапу или иным соединением. В кирпичном доме затяжку укладывают двумя способами. Либо затяжку укладывают на мауэрлат с соединением в шип. Либо затяжку укладывают на кирпичную стену, оставляя во внутренней части стены углубление на полкирпича (в этом случае под затяжку подкладывают два слоя рубероида).
Затяжку можно делать составной. Она сращивается соединением в зуб, болтом, металлической скобой. Вместо скобы можно применять металлическую накладку. Стропильные ноги и затяжки выводят за пределы стен для организации свеса крыши.
Если под крышей устраивается мансарда, то нижний пояс (затяжки) будет балками пола мансарды. Следовательно строить нижний пояс стропильной конструкции нужно с учетом требований для межэтажных перекрытий, читайте о них в статье Устройство перекрытия по деревянным балкам своими руками. Толщина бруса затяжки должна быть способна выдержать нагрузку в качестве балки перекрытия. На затяжки укладывается пол мансарды.
Конструкция висячих стропил передает на стены только вертикальную нагрузку.
Если расстояние между стенами слишком велико, то конструкцию дополняют верхним поясом. Устанавливают ригель, что удобно для мансарды. Ригель – горизонтальный брус, соединяющий пару стропил ближе к коньку. Ригель врезается сковороднем на половину толщины бруса. Делается это своими руками. Соединение с ригелем закрепляется болтом и нагелем. Для большей прочности соединение укрепляют скобой.
Нагель – это металлический или деревянный шип длиной около 120 мм. Круглый нагель имеет диаметр 25-30 мм и снабжен поперечной резьбой, нагель бывает шестигранным и прямоугольным и снабжен продольными насечками. Прямоугольный нагель может иметь сечение 30x60 мм. Нагель предотвращает взаимный сдвиг скрепляемых элементов стропильной конструкции.
Устанавливают нагель в предварительно просверленное отверстие. Резьба и насечки предотвращают нагель от выворачивания. Нагель устанавливается в отверстие обязательно с небольшим натягом. Для шестигранных нагелей размер отверстия делается под диаметр вписанной в шестигранное сечение окружности. В российской традиции нагели называли куксами.
Обратите внимание, что ваши строители подразумевают под словом «нагель». Дело в том, что на импортных коробках с гвоздями написано «nagel» – по-немецки это гвоздь. Сегодня многие строители называют нагелями обычные гвозди, тем более, что крепить их проще, а качество и прочность Вашего дома, к сожалению, зависит только от Вас. Вносите все важные моменты и крепеж в договор, переговорите с прорабом подробно обо всех этапах и нюансах строительства.
В чердачном помещении при небольшой высоте крыши вместо ригеля можно сделать конструкцию из вертикальной стойки с подкосами, опирающимися одним концом в низ стойки, другим – в висячие стропила.
Оба способа увеличивают жесткость конструкции висячих стропил. Для ригеля берут тот же брус, что для висячих стропил. Стойку и подкос делают из досок размером в поперечном сечении от 25x150 мм. Висячие стропила делают из бруса или бревен. Размеры стропил приводятся ниже, в главе Расчет стропил.
Крепление стропил выполняется своими руками. Основание висячих стропил должно отстоять от концов затяжки на 250-300 мм. Тогда концы затяжки скалываться не будут. Нижний конец висячих стропил крепится к нижнему поясу (затяжке) с помощью соединения в шип либо соединения в зуб.Соединение в шип врубают на 1/3 толщины бруса. Соединение в зуб врубают на 1/5 толщины бруса.
Основание висячих стропил крепят также двойным зубом для увеличения площади опоры: первый зуб врубают на 1/5, а второй зуб врубают на 1/3 или 1/5 толщины бруса. Если все же висячие стропила устанавливаются на самый конец затяжки, то соединение делают глубже – на 1/3 толщины бруса. Горизонтальная нагрузка сдерживается также креплением висячих стропил к затяжке скобой или болтом, или хомутом.
Таким же способом своими руками крепят остальные элементы стропильной конструкции: ригель, стойку, подкос. Кроме крепления стропил к затяжке горизонтальную нагрузку можно компенсировать установкой бруска на конец затяжки.
Верхнее соединение стропил выполняют своими руками в полдерева и крепят к коньку.
Конструктивные особенности свеса крыши
Свес делают для отвода воды с крыши. На свес крепят желоба и водосточную трубу. Для деревянного дома свес делают не менее 550 мм, а для кирпичного дома достаточно 450 мм.
Конструкция свеса крыши может быть различной. Можно вывести концы стропильных ног за пределы стен. Для этого для конструкции наслонных стропил балки перекрытия выводят за пределы стен, на них опирают стропила; для конструкции висячих стропил затяжки выводят за пределы стен.
Другая конструкция предполагает, что стропила опираются на стену либо точка опоры стропильной ноги находится над стеной, тогда стропила продлевают с помощью досок – кобылок. Доски берут сечением 50x100 мм. Рассчитывая длину кобылок, прибавляют 500-600 мм для крепления к стропилам. Кобылки крепят к стропилам гвоздями, ориентируя доски ребрами вниз.
Расчет стропил
Расчет стропил состоит в выборе достаточной толщины бруса для заданной длины стропил. Стропила делают из бруса или бревен хвойных пород деревьев, достаточно плотных и прочных. При расчете стропил учитывается расстояние между стропилами, вес кровли, стандартные ветровые и снеговые нагрузки. Толщина стропил не зависит от типа конструкции: висячие или наслонные.
При строительстве частного, загородного или дачного дома при покрытии крыши легкой кровлей (металлочерепица, профнастил, листовая сталь, мягкая черепица, еврошифер) достаточно:
- стропила длиной до 4 м брать в поперечном сечении 40x160 мм,
- стропила длиной от 4,5-6 м брать в поперечном сечении 60x240 мм.
Размеры стропил для тяжелой кровли (шифер, глиняная черепица) с учетом общей нагрузки на стропила более 150 кг/пог.м в зависимости от расстояния между стропилами приведены в таблице 1.
Таблица 1. Расчет стропил для тяжелой кровли в мм
| Расстояние между стропилами | Длина стропил | Толщина стропил | Ширина стропил |
| 1000 | 2800 | 40 | 160 |
| 3500 | 40 | 200 | |
| 4200 | 40 | 220 | |
| 5000 | 60 | 240 | |
| 1400 | 2800 | 40 | 200 |
| 3500 | 40 | 240 | |
| 4200 | 60 | 240 | |
| 5000 | 80 | 240 | |
| 1800 | 2800 | 40 | 220 |
| 3500 | 50 | 40 | |
| 4200 | 70 | 240 | |
| 5000 | 90 | 240 |
В таблице 2 приведен расчет размеров стропил в зависимости от нагрузки на стропила.
Таблица 2. Расчет стропил по нагрузке
| Нагрузка на стропила, кг/пог.м | Расстояние между стенами-опорами, мм | Толщина стропил, мм | Ширина стропил, мм |
| 50 | 9000 | 40 | 140 |
| 60 | 120 | ||
| 80 | 100 | ||
| 12000 | 40 | 180 | |
| 60 | 150 | ||
| 80 | 130 | ||
| 100 | 120 | ||
| 100 | 7000 | 40 | 140 |
| 60 | 120 | ||
| 80 | 100 | ||
| 9000 | 40 | 180 | |
| 60 | 150 | ||
| 80 | 130 | ||
| 100 | 120 | ||
| 12000 | 60 | 200 | |
| 80 | 180 | ||
| 100 | 160 | ||
| 150 | 5000 | 40 | 140 |
| 60 | 120 | ||
| 80 | 100 | ||
| 8000 | 40 | 180 | |
| 60 | 150 | ||
| 80 | 130 | ||
| 100 | 120 | ||
| 12000 | 60 | 230 | |
| 80 | 210 | ||
| 100 | 190 |
В таблице 3 приведена примерная удельная нагрузка, создаваемая стропилами, обрешеткой и кровлей, в зависимости от материала кровли. Удельная нагрузка рассчитана как вес крыши, приходящийся на единицу площади. Данные о нагрузке необходимы для расчета нагрузки на стропила.
Таблица 3. Нагрузка крыши. Расчет стропил
| Кровля | Удельная нагрузка крыши, кг/м2 |
| Металлическая кровля | 15-20 |
| Рубероид | 25 |
| Шифер | 35 |
| Глиняная черепица | 60-70 |
Как сделать обрешетку своими руками
После установки стропильной конструкции обшивают фронтонные свесы строгаными досками или евровагонкой. Во фронтонах делают окна для освещения мансарды или чердака. На чердаке также устраивают слуховые окна для его проветривания, располагая их парами напротив друг друга. Затем укладывают карнизный настил.
Карниз делают обшивкой концов стропильных ног вагонкой или евровагонкой, чтобы обеспечить плотное прилегание досок против продувания мансарды. Затем приступают к обрешетке.
Обрешетку крыши делают из досок или теса толщиной 15-25 мм. Для небольших хозяйственных строений, для бани можно сделать обрешетку из жердей. Обрешетку крепят к стропилам шурупами или гвоздями длиной в толщину обрешетки и стропил. Можно укладывать сплошную обрешетку или делать ее с зазором.
Конструкция обрешетки зависит от материала кровли. Сплошную обрешетку делают под мягкую кровлю (мягкую черепицу, еврошифер, рубероид). Обрешетку с зазором делают для металлической кровли, шифера, глиняной черепицы. Обрешетку можно доставлять в длину, тогда стык досок делают на стропильной ноге. Соседние стыки располагают в разбежку. Обрешетку укладывают сверху вниз, от конька к карнизу. Последняя доска крепится выше остальных на толщину кровли (примерно 10-35 мм).
Обрешетку можно сделать своими руками вот еще каким способом. Сначала делается горизонтальная обрешетка через 500-1000 мм. На нее укладывается второй слой обрешетки, при этом доски крепятся вдоль стропил. Обычно такую конструкцию выбирают для сплошной обрешетки.
После укладки всей обрешетки своими руками обрезают выступающие за свес края досок. Желательно, чтобы край обрешетки был ровным, это важно для укладки кровли.
Устройство перекрытия по деревянным балкам своими руками
Устройство деревянного пола на лагах
Как сделать черновой пол в деревянном доме
Гидроизоляция деревянного пола своими руками
Гидроизоляция пола и стен подвала