деревянные фермы для плоской кровли
Плоская крыша по деревянным балкам: варианты конструкций и особенности их устройства
При сооружении городских многоэтажек и промышленных объектов, основой плоской кровли обычно становится железобетонная плита. Но для частных домов, особенно каркасных и деревянных, такой выбор, чаще всего, неприемлем. В этом случае сооружается плоская крыша по деревянным балкам. Ее основным преимуществом является легкий вес, снижающий нагрузку на стены и фундамент.
Устройство такой крыши проще и дешевле, чем при использовании тяжеловесных ж/б плит. А функциональность та же. Поэтому такой вариант плоской кровли часто выбирают желающие построить ее своими руками.
Содержание
Для каких построек подходит плоская кровля на балках?
Основная доля таких крыш приходится на частные дома и коттеджи, владельцы которых ценят футуристический стиль, удобство и практичность. Еще – на перекрытия веранд, террас, балконов, гаражей. Как правило, все эти постройки деревянные или каркасные, требующие легкой конструкции кровли. Но это не обязательное правило. Материал стен может быть любым – кирпич, газобетон, пенобетон и т.п. В этом случае часто деревянные балки врезаются в мауэрлат – деревянный брус, идущий по периметру стен и соединенный с ними с помощью анкерных болтов или шпилек.
Плоская кровля особенно привлекательна для застройщиков тем, что ее горизонтальную поверхность можно использовать в качестве полезной площади. Причем, это возможно даже для кровли, в основании которой лежат деревянные балки.
Конечно, использовать освободившиеся метры для автостоянки, бассейна или теннисного корта не стоит. Все-таки для подобных проектов требуется более монументальное основание. А вот открытую террасу, смотровую площадку, домашнюю оранжерею деревянные балки выдержат запросто. Главное, правильно произвести расчет и не экономить на толщине пиломатериалов.
Виды плоских кровель на балках
На деревянных перекрытиях можно соорудить плоскую кровлю следующих видов:
То есть все возможные виды – без ограничений.
Неэксплуатируемая крыша – обычная, завершающаяся гидроизоляционным финишным покрытием. Она предназначена исключительно для защиты помещения от условий окружающей среды и не ставит перед собой иных целей. Использовать ее в качестве места отдыха, перемещаться большими компаниями, устанавливать террасную мебель и вазоны с цветами – нельзя. Покрытие такой кровли рассчитано на то, что на нее периодически будут подниматься 1-2 человека, исключительно для обслуживания конструкции.
Эксплуатируемая крыша – уже интереснее и сложнее. Кроме непосредственных защитных функций, такая крыша играет роль дополнительной полезной площади для домовладельца. Пирог конструкции заканчивается не гидроизоляцией (склонной к повреждениям), а защитным покрытием – брусчаткой, деккингом, деревянным настилом, тротуарной плиткой, дерновым слоем, щебнем или гравием.
Инверсионная крыша – кровля-перевертыш, качественно иной вариант. Может быть как эксплуатируемой, так и неэксплуатируемой. Ее особенностью является перевернутый порядок размещения слоев в пироге. Если в обычной кровле гидроизоляцию укладывают поверх утеплителя, то в инверсионной кровле все наоборот. Гидроизоляция лежит под утеплителем, а пароизоляция вообще исключается из структуры пирога. За счет этого гидроизоляция оказывается защищенной от уличной среды и срок ее эксплуатации увеличивается.
Однако под влиянием неблагоприятных уличных условий оказывается утеплитель, поэтому в составе инверсионных кровель выбор данного типа изоляции ограничен. Только ЭППС (эктрудированный пенополистирол) и ничего более! Этот материал имеет практически нулевое водопоглощение, большую плотность и прочность. Сверху ЭППС в инверсионных кровлях пригружается промытым гравием, брусчаткой, тротуарными плитами или дерновым слоем.
Интересным вариантом эксплуатируемых крыш (в том числе и инверсионных) является зеленая кровля. Она также может удерживаться на деревянных балках. Пирог такой кровли заканчивается почвенным слоем, на котором высаживаются растения. Имеются и другие, не использующиеся для прочих типов кровель, элементы: дренажный слой (гравий, керамзит, колотая пемза или геоматы), фильтрационный слой (геотекстиль).
Каркас плоской кровли на деревянном основании
Каркасом описываемых кровель являются деревянные балки, уложенные по типу межэтажного перекрытия. Могут использоваться полноразмерные деревянные пиломатериалы или составные из нескольких элементов (клееные). Часто балки выполняют из досок сечением 100х150 мм.
Балки укладывают с опорой на стены, аналогично межэтажным перекрытиям. Если постройка деревянная или каркасная, то балки опирают на верхний венец бревен или верхнюю обвязку. Если кирпичная или блоковая – то на предварительно закрепленный мауэрлат. В качестве мауэрлата обычно используют брус сечением 150х150 мм или 150х100 мм. Его монтируют на верхнем поясе стен с помощью анкеров или шпилек. Для защиты деревянного мауэрлата от материала стен, между ними прокладывают 1-2 слоя гидроизоляции (рубероида).
На балках делают выпилы под мауэрлат, укладывают их и закрепляют с помощью металлических уголков или гвоздей. Шаг между балок выдерживают 50-120 мм (в зависимости от рассчитанной нагрузки).
При монтаже балок важно обеспечить уклон кровли 1-6°. Несмотря на то, что кровлю называют плоской, абсолютно горизонтальной она не является. Небольшой уклон необходим, чтобы обеспечить перемещение воды к водостоку и таким образом предотвратить ее застаивание.
Создать требуемый уклон можно следующими способами:
Чаще всего используют первый вариант, то есть сразу укладывают балки с уклоном. Самый простой способ сделать это – закрепить вдоль верха несущей стены прочный прогон из бруса или доски, который приподнимет каркас (балки) с одной стороны. Вместо поперечного прогона можно также установить короткие радиальные балки, идущие от центральной сдвоенной диагональной балки.
Пирог плоской кровли: а что внутри?
Пирог плоской кровли на деревянном каркасе может иметь разную структуру. Существует множество вариантов конструкций, многие из них выложены в сети Интернет. И все они будут работать!
Вариант #1. Кровля с утеплителем поверх балок
Изоляционные слои плоской кровли можно уложить поверх балок. К примеру, проверенный работающий вариант (классическая кровля с утеплением):
При использовании в структуре одновременно утеплителя ЭППС и ПВХ мембраны, между ними обязательно прокладывают разделительный слой (геотекстиль, стеклохолст). Дело в том, что эти два материала несовместимы и при их непосредственном контакте происходит разрушение ПВХ.
Полимерную мембрану закрепляют на утеплителе механическим методом или пригружают балластом. В качестве балласта применяют щебень или гравий (для всех типов кровель), брусчатку (для эксплуатируемых кровель), грунт (для зеленых эксплуатируемых кровель). Однако, при выборе балласта, следует трезво оценить надежность деревянного каркаса, его предельную нагрузку.
Если в качестве финишного покрытия предполагается использование наплавляемой гидроизоляции или мембраны ЭПДМ с клеевой фиксацией, в рассмотренную выше схему вносят изменение. Заключается оно в том, что между утеплителем и гидроизоляцией прокладывают листы фанеры, ОСП или ЦСП.
Получается такая схема:
Монтаж наплавляемой кровли традиционно требует применения газовой горелки, поэтому по существующим пожарным нормам он недопустим на деревянных конструкциях. Поэтому действуют следующим образом. Первый слой гидроизоляции приколачивают гвоздями или приклеивают к деревянной основе, а второй слой – наплавляют, как и положено. Удобно также воспользоваться еврорубероидом со специальной клеящей основой, для которого рекомендован холодный монтаж без разогрева горелкой.
Монтаж мембранной кровли по деревянному основанию показан в видео-сюжете:
Вариант #2. Кровля с межбалочным утеплением
Другой принцип сборки пирога плоской кровли связан с укладыванием утеплителя в межбалочное пространство. Такой вариант более удобен, чем первый, если в качестве гидроизоляции используются ЭПДМ мембраны с клеевой фиксацией или наплавляемая кровля.
Часто применяется такая схема кровельного пирога:
В принципе, похожая система применяется при формировании классических скатных кровель.
Вариант #3. Кровля с внутренним утеплением
В этом случае на несущую конструкцию (балки) нашивают листы фанеры, ОСП или ЦСП, а по ним укладывают гидроизоляцию. Остальные изоляционные слои кровельного пирога нашивают со стороны помещения.
На балках закрепляют черновой потолок (из досок или листовых материалов), к нему, перпендикулярно несущим балкам, привинчивают планки с шагом 40 см. Между планок размещают пенополистирольные плиты, приклеивая их на мастику или клей. К утепляющему слою подшивают пароизоляционную пленку. Закрывают изоляционный пирог чистовым потолком.
Схема конструкции (сверху вниз):
Примерная схема будет выглядеть так:
Вариант #4. Инверсионная кровля по балкам
А можно пойти против всех «традиционных» решений и соорудить инверсионную крышу на балках. За счет того, что гидроизоляция будет прикрыта утеплителем, то есть защищена от нагрузок, воздействия кислорода, УФ-лучей и осадков, срок ее службы значительно повышается.
При сооружении инверсионной кровли можно воспользоваться следующей схемой (снизу вверх):
Принцип инверсионной кровли часто применяют и для устройства зеленых крыш. Например, можно сделать так:
Какое финишное покрытие использовать?
Деревянная основа плоской кровли, наряду со своими достоинствами, имеет и особенности со знаком «минус». Это – повышенная пожароопасность и невысокая несущая способность (по сравнению с ж/б плитами).
Для гидроизоляции такой кровли желательно применять материалы, не требующие горячего монтажа. В идеале – полимерные мембраны. При выборе наплавляемых битумно-полимерных покрытий (из серии еврорубероидов), первый слой материала монтируется механически, а второй – способом наплавления. Чтобы снизить до минимума возможность возгорания конструкций во время монтажа, в качестве сплошной обшивки (на которую укладывается гидроизоляция) рекомендовано использовать негорючие плиты ЦСП.
При сооружении эксплуатируемых и балластных кровель, также следует помнить о том, что излишняя нагрузка для деревянного основания может быть фатальной. Поэтому, если несущая способность используемых балок невелика, для финишного покрытия следует подбирать легкие материалы — деккинг, палубную доску, резиновую тротуарную плитку (резиновые маты) и т.п.
Если же все сделать правильно (рассчитать нагрузку, подобрать элементы кровельного пирога), то плоская кровля на балках может стать не только отличной защитой от неблагоприятных внешних условий, но и местом отдыха. Стоит только захотеть!
Строительство деревянного навеса с большим пролётом: конструкция и технические решения
В загородном строительстве иногда требуется перекрыть большой пролёт без использования промежуточных опор. Наш портал уже рассказывал, как с помощью деревянных двутавровых балок сделать безопорное перекрытие в загородном доме большой длины, а также рассчитать допустимые нагрузки и сечение деревянных балок. В этой статье речь пойдёт о самостоятельном изготовлении деревянной фермы для безопорного пролета длиной свыше 7 метров.
Деревянный навес для хранения двух автомобилей своими руками
У меня есть загородный участок, на котором построен коттедж из бруса, и я захотел сделать открытый навес для парковки двух автомобилей. Для этого отвёл площадку на въезде размером 8х8 м. Площадка под парковку замощена брусчаткой, делать размеры меньше — неудобно, т.к. машины должны въезжать под углом 90 градусов. Промежуточных опор нет. В итоге мне нужно перекрыть расстояние свыше 7 метров деревом. Поэтому я решил сделать фермы из досок сечением 15х5 см и вот, что из этого получилось.
По фото видно, что деревянные фермы не выглядят чрезмерно массивно и украшают участок.
Но при этом выдерживают снеговую нагрузку для МО.
Теперь расскажем, как пользователь пришел к данному конструктиву. По словам ДохтуР13, перед началом строительства он перебрал множество вариантов как перекрыть большой пролёт деревом, если стандартная длина пиломатериала 6 м. Также он консультировался на портале, и многие ему предлагали, при таких размерах площадки под автомобили, не связываться с досками, а построить навес из металла.
У меня деревянный дом с двускатной крышей, поэтому и навес, чтобы выдержать всё в едином архитектурном стиле, тоже должен быть деревянным с простой двускаткой. Кроме этого, я уже работал с древесиной и купил для этого весь необходимый инструмент. Ставить на деревянные опорные столбы сечением 15х15 см навес из металла тоже не хотел. Остановился на деревянных фермах, с помощью которых можно перекрыть большой пролёт. Осталось просчитать несущую нагрузку и выбрать конструктив, т.к. фермы открыты и являются дизайнерским элементом навеса.
Как сделать деревянную ферму для большого пролета
Чтобы не ошибиться, ДохтуР13 воспользовался мощью коллективного разума FORUMHOUSE. Он создал тему, где попросил опытных пользователей портала помочь ему рассчитать деревянную ферму для пролёта 7.5 м. Также ДохтуР13 показал, как он видит дизайн такой фермы.
Но такой вариант показался пользователю не очень надежным, и он представил ещё один вариант крыши.
Предполагаемые размеры навеса:
По мнению Konstantin11, конструктив крыши навеса как на картинке выше годится только для стран с жарким климатом без снеговой нагрузки. Т.к. нет затяжек и мауэрлата, а при угле наклона кровли около 20 градусов на крышу ляжет много снега, и нужен запас по прочности.
При длине стропил 4.5 м и размерах 8.5х9 м общая площадь крыши – 76.5 кв. м. При таком угле наклона и покрытии из металлочерепицы, конструктив нужно рассчитывать, исходя из нагрузки в 400 кг на 1 кв. м площади (например, выпал мокрый снег). Т.е. крыша должна выдержать нагрузку около 30 тонн, что немало. Советую сделать шатровую или крестовую крышу как существенно более прочную конструкцию.
Такая крыша мне не подходит. У меня дом с двухскатной крышей, навес будет стоять напротив дома, поэтому должен быть выдержан в одном стиле с коттеджем. Кроме этого, четырехскатную крышу, а тем более крестовую, намного сложнее сделать.
В случае двускатной крыши с большим пролетом (более 4-х м) оптимальный вариант — использовать фермы с полноценной нижней затяжкой на МЗП (металлических зубчатых пластинах).
В итоге ДохтуР13 решил делать деревянные фермы на болтовых соединениях, или стальных скрытых коннекторах, без использования МЗП или накладок из фанеры, т.к. конструкция открытая, а зубчатые пластины испортят внешний вид ферм.
Один из вариантов такой фермы представлен на фото ниже.
Фишка ферм — применение специального металлического крепежа, который одновременно является элементом декора, но есть ряд нюансов:
Выход – самостоятельно рассчитывать крепёж, затем заказывать плазменную или лазерную резку металла со сверлением отверстий или сделать «самопал» — коннектор из широкой металлической полосы, толщиной 3-4 мм, и спрятать между двух досок, собрав пакет доска-металлическая полоса-доска.
Коннектор делается из толстой металлической полосы. Металл режется УШМ, затем сверлится вручную. Все соединения на болтах. У такой конструкции много плюсов — снаружи металл закрыт деревом, и видны только болты и гайки. Крепёж выполнен по единому шаблону и смотрится эстетично. Я уже делал подобную ферму и доволен результатом.
Рекомендации SergeChe по изготовлению коннектора для деревянных ферм:
Вариант ферм, одновременно являющихся элементом декора в помещении, с использованием скрытого коннектора.
Изготовление навеса для легковых автомобилей из деревянных ферм
После определения конструктива ферм из дерева, ДохтуР13 приступил к строительству навеса для автомобилей.
Процесс разбили на ряд последовательных шагов:
Стены поднимали с помощью пятерых рабочих.
2. Из оставшихся после строительства дома деревянных поддонов сделали стапель-шаблон, на котором собрали первую ферму — образец для изготовления шести остальных.
На одну ферму ушло 6 досок 145х45, и оставались два остатка по 0.5 метра.
3. Разобрав мастер-ферму, пользователь напилил на её основе заготовки и приступил к сборке всех деревянных ферм.
Первичная сборка шла на «глухарях» 6х120 мм и ершеных гвоздях на 90 мм. Конечная — на шпильки диаметром 12 мм.
4. Фермы из дерева как следует покрасили.
Доски нарезались на торцовочной пиле.
Также покрасили брусовый каркас навеса.
5. Затем приступили к монтажу ферм.
Фермы ставили вручную с помощью четырех человек. Делали это так: брали деревянную ферму, переворачивали ее вверх «ногами». Закидывали сперва одну «ногу», потом другую. И в перевернутом виде выставляли по месту. Так проще, потому что центр тяжести внизу. Потом с помощью доски поднимали конек фермы и временно крепили её на 120-е уголки.
Деревянные фермы – прочные и легкие конструкции для перекрытия больших пролетов
Несмотря на то, что в арсенале строителей помимо дерева есть немало других строительных материалов (бетон, металл), древесина продолжает пользоваться популярностью. Причины этого кроются в ее доступности, легкости обработки и достаточно высокой прочности. Причем с помощью дерева можно перекрывать даже достаточно большие пролеты – деревянные фермы для крыши позволяют без проблем перекрыть пролет около 30 м.
Виды деревянных ферм
Подобные конструкции могут использоваться не только при строительстве крыш, раньше, например, они использовались при строительстве мостов. Но, учитывая восприимчивость дерева к влаге и воздействию насекомых (несмотря на все защитные пропитки), в последнее время они используются главным образом именно для устройства крыши, или в качестве перекрытий между этажами в частном строительстве.
Что же касается классификации, то по назначению можно выделить:
На фото – заготовки для перекрытия
Есть определенные отличие и в форме конструкции, можно выделить такие типы как:
Обратите внимание! Этот тип может использоваться и при сооружении крыши с небольшим уклоном.
На схеме представлены разные варианты очертания верхнего пояса
Как правило, ферма из дерева изготавливается либо из деревянного бруса, либо из достаточно широких досок (если нагрузка будет главным образом вертикальной).
Но возможны и другие варианты:
Схема узла из фанерных труб
Подробнее о деревянных фермах
Человеку, далекому от строительства, использование ферм из дерева может показаться нелогичным – к чему тратить время на сборку такой конструкции, если можно просто перекрыть пролет деревянной балкой (читайте также статью “Деревянные панели для стен: выбор и установка”).
На самом деле – это не больше чем заблуждение и эти конструкции в некоторых случаях просто незаменимы. Например, балка пролетом 12 м только под действием собственного веса даст немалый прогиб и не может использоваться без дополнительных опор.
Преимущества и недостатки использования ферм из пиломатериалов
Использование подобных конструкций имеет ряд преимуществ:
Длина этой конструкции превышает 30 метров
Конечно, не обошлось и без недостатков:
Узлы ферм
Узлы деревянных ферм – места соединения 2 и более элементов, именно его можно считать слабым местом всей конструкции. При небрежной сборке, некачественном соединении о жесткости конструкции можно забыть.
Соединение отдельных элементов в одно целое может выполняться несколькими способами, рассмотрим простейшую стропильную ферму:
Коньковый и опорный узлы
На схеме – различные варианты стропильных ферм
Обратите внимание! Возможны варианты опорного узла с использованием потолочных балок, в таком случае они будут выполнять еще и роль затяжки. Правда, конструкция узла несколько усложнится.
Конструкции с параллельными поясами создаются, как правило с использованием специальных металлических пластин. Такие пластины для соединения деревянных ферм с одной стороны имеют ряд зубцов, которые надежно фиксируют узел.
Схема крепления с использованием потолочной балки
Самодельные фермы из дерева
Классификация конструкции и расчет деревянных ферм – это скорее забота специализированных организаций. Когда возникает необходимость в ее постройке своими силами, то чаще всего просто пользуются готовыми чертежами, тем более, что частные дома, как правило строятся типовыми.
Чаще всего фермы в частном строительстве используются при строительстве крыши. В этом случае можно посоветовать классическую конструкцию в виде треугольника с затяжкой, расположенной посередине либо внизу.
Точнее говоря, понадобится не 1, а несколько одинаковых конструкций, собрать которые можно на земле своими руками, а потом уже поднять наверх. Причем понадобится минимум инструментов – пила, молоток, накладки для узлов, болты либо гвозди.
Металлическая пластины для узлов
Обратите внимание! Исключением можно считать крыши сложной конфигурации с обилием скатов. В этом случае понадобится индивидуальный подход и лучше обратиться в проектную организацию.
В случае с такой крышей лучше не заниматься самодеятельностью
В принципе можно изготовить и перекрытия своими руками. Достаточно знать простейшую зависимость – для поясов опасное сечение находится в середине пролета, а для наклонных связей – у опор. Некоторые сложности может представлять точная разметка и обрезка брусков и досок, но это проблема решаемая.
В завершение
Фермы из дерева позволяют значительно расширить область применения пиломатериалов. Если обычные балки вряд ли получится использовать для перекрытия больших пролетов, то фермы такого недостатка лишены. Важно и то, что при небольшой сноровке изготовить такую конструкцию можно своими силами (см.также статью “Как в домашних условиях сделать состаренное дерево”).
На видео в этой статье показана сборка и установка стропильных ферм.