монтаж стропильной системы односкатной кровли
Крепление стропил односкатной крыши: доскональный разбор применяемых узлов
Заманчивая простота крыши с единственным скатом вселяет мысли о возможности проявить себя на поприще успешного строителя. Сооружение незатейливой конструкции заключается в банальной укладке стропильных ног на опорные стенки. Никаких сложных узлов, мудреных и многочисленных состыковок.
Однако даже в простейшем плотницком деле есть хитрости, требующие досконального изучения. Будущему исполнителю надо твердо знать, как производится крепление стопил односкатной крыши, чтобы исключить деформацию и повреждение элементов каркасной системы.
Содержание
Традиционные «деревянные» заморочки
Схема стропильного каркаса односкатной крыши до предела проста. Представляет собой ряд параллельно уложенных досок или брусьев, опирающихся краями на две различающиеся по высоте стены. Для установки и крепления стропильных ног к строительной конструкции используется переходный элемент, выполненный из древесины.
В зависимости от типа обустраиваемой коробки и материала стен функцию переходного элемента выполняет:
Стропильные ноги и контактирующие с ними элементы сделаны из древесины, имеющей свойство изменять собственные размеры вслед за колебаниями влажностного фона и перепадами температуры. Весенней и осенней порой, особенно в дождливый период, длина стропильных ног будет несколько больше, чем засушливым летом и морозной зимой.
Представьте, что будет, если жестко закрепленная вверху и внизу стропилина увеличится в размерах. Появятся прорехи в гидроизоляции, разболтается крепеж, сдвинутся листы шифера, сместиться металлочерепица. К тому же прогиб и пучение каркаса крыши непременно отразятся на ее износостойкости.
Однако изменения линейных размеров стропилин – вовсе не главная закавыка деревянных стропильных систем. Неприятным сюрпризом, если его не учесть, станет осадка только что построенной коробки.
Наиболее ярко она проявляется у деревянных стен, но конструкциям из бетона и кирпича тоже весьма характерна. Вспомним, что односкатные крыши опираются на стенки разной высоты. Без расчетов можно понять, что просядут они на разные величины. Т.е. возникает угроза, что из-за разницы в просадке стен новенькая крыша не просто поменяет угол уклона. Появится вероятность нарушения узлов с крайне негативными разрушительными последствиями.
Несмотря на простоту односкатных крыш и близкое к горизонтали направление укладки стропилин, о перечисленных рисках забывать нельзя. Узлы, применяемые в крепление стропильных ног односкатной крыши, обязаны учитывать «капризы» древесины.
Работа разработчика собственного проекта односкатной крыши заключается в поиске верного решения трех важных задач, согласно которым:
Стропильные ноги односкатных крыш, возведенных над стенами равной высоты, относятся к разряду наслонных. Висячий тип применяется, если обустраиваемая коробка имеет стены равной высоты, и скат формируется стропильными треугольниками.
С креплением треугольников все понятно: горизонтальной стороной они устанавливаются на обвязку или мауэрлат, имеют с опорными элементами максимальную площадь состыковки, фиксируются обычным способом.
С наслонными стропильными ногами все гораздо сложнее. Устанавливаются они под углом к опорным элементам. Без обработки и подготовки к монтажу стропила имеют лишь две ненадежные точки соприкосновения с обвязкой или мауэрлатом.
Насколько бы не был мощным крепеж, двух точек совсем недостаточно для прочной посадки детали. Даже при незначительном воздействии такой скат банально съедет вниз вместе со сплошной обрешеткой и многослойным кровельным пирогом. Однако есть придуманные еще древними строителями методы, позволяющие избежать подобных передряг.
С целью предотвращения нежелательных перемещений увеличивают площадь контакта стропилины и опорного элемента, для этого производится:
В зависимости от вида и места отпиливания или торцовки врубки и запилы могут ограничивать и не ограничивать движение деревянной детали. Ограничения считаются относительными, потому что абсолютно жестких креплений в строительстве односкатных крыш нет. Специалисты классифицируют применяемые узлы по степеням свободы: от одной до четырех.
В сооружении крыш с одним скатом чаще всего фигурируют:
Наличие степеней свободы вовсе не означает, что стропилина сможет свободно вращаться и перемещаться в районе узла. Крепятся они довольно жестко, ведь им предстоит держать обрешетку, профнастил или иной вид покрытия, снежный покров.
Соединение проявит собственные возможности только в случае превышения нагрузки. Тогда стропильные ноги всего лишь переместятся и займут новое положение, а система останется без повреждений.
Любая схема односкатной крыши нам наглядно изображает наличие как минимум двух соединительных узлов. Разделим их условно на верхние и нижние. В сооружении стропильных крыш действует правило: если один из узлов закреплен жестко, то у второго должно быть больше возможностей для передвижения.
Проецируя и упрощая технологический принцип, можно сказать: если крепления в верхних узлах односкатной крыши выполнены жестко, то нижние соединения должны быть более свободны, чтобы обеспечить возможность смещения при превышении давления. И наоборот: если нижнее крепление практически неподвижно, то вверху стропилину нужно обеспечить неким резервом для передвижения и поворота.
Подробно об узлах односкатной крыши
После знакомства с теоретической стороной вопроса крепления стропилин односкатной крыши можно приступать к практическим исследованиям востребованных узловых схем. Отметим, что большинство проектов систем с единственным скатом рассчитано на установку стропилин, формирующих свесы за счет собственной длины. Однако при перекрытии больших пролетов бывает, что не хватает нормативных размеров пиломатериала. В этих случаях к стропилам пришиваются кобылки, создающие свес. Устанавливаются они сбоку к установленной ноге и на принцип формирования узла вообще не влияют.
Второй причиной использования кобылок в формировании свесов является слишком увесистая стропилина, которую весьма затруднительно поднимать и устанавливать. Третья предпосылка кроется в особенностях узловых креплений: если нижняя пятка устанавливается на ползун с отторцованным краем.
№ 1: Опора вверху и шарнирно-подвижный низ
Схему с жестко закрепленным верхом и относительно подвижным низом применяют в устройстве крыш над пристройками, в сооружении объектов с крутой крышей и значительной разницей между высотой опорных стенок.
Проще говоря, там, где верхний край стропилины упирается в деревянную балку, прогон или стену основного здания и пространства для движения ей не оставлено. Нижний узел в таких ситуациях рассчитывается на ползун, позволяющий слегка сместиться.
Алгоритм классического варианта с опиранием верха на прогон:
Тип крепежа выбираем, исходя из предполагаемой нагрузки. Верх удобнее зафиксировать уголками, низ — уголками, закрутив в них не более трех саморезов, или скользящими опорами. При необходимости нижний узел можно стабилизировать – пришить к стропильной ноге снизу опорный брусок.
Узел соединения с прогоном может быть оформлен несколько иначе: стропилина укладывается на балку с помощью врубки. Здесь паз выбирается строго по размеру материала. Но если необходимо повысить степень свободы, горизонтальная стенка врубки скашивается под незначительным углом, а нижний узел оснащается пришивной планкой.
№ 2: Верх и низ шарнирно-неподвижен
Схема применима при обустройстве коробок, стены которых уже прошли интенсивную усадку. Подходит для обособленных объектов. Верхний узел выполняется в виде треугольной врубки, нижний – в форме запила с зубом, упирающимся в мауэрлат.
Процесс строительства односкатной стропильной системы:
Если потребуется увеличить степень свободы, по аналогии с предыдущим методом вертикальную грань верхней врубки нужно будет слегка скосить. Угол врубки тогда окажется не 90º, а 95 — 97º. Опытные плотники несложные врубки делают непосредственно на объекте, перевернув заготовку вверх. Начинающим исполнителям не стоит подражать на первых этапах.
Шаблон стропилин применяется в строительстве крыш только тогда, когда нет сомнений в геометрических характеристиках коробки. В обратных ситуациях стропила примеряются и изготавливаются поштучно. Сначала устанавливаются крайние элементы системы, затем по натянутой между ними шнурке рядовые ноги.
Одна из вариаций на тему двух шарнирно-неподвижных узлов предполагает устройство вертикального запила вверху и врубки с зубом внизу. Работы по их устройству производятся следующим образом:
При увеличении размера (х) уклон крыши будет увеличиваться, при уменьшении сократиться.
№ 3: Свободный верх и шарнирно-неподвижный низ
Идеальная схема для сооружения односкатной крыши со стропилами, края которых выпускаются за стены. После некоторой корректировки может применяться в обустройстве пристроек.
Понятно, что подвижность с ее антагонистом – понятия относительные. Однако с прохладцей к ним относиться нельзя. Учитывать степень свободы узла требуется и в период проектирования, и при выборе крепежа. Недостача подвижности конструкции приведет к деформации, излишек будет способствовать неустойчивости.
№ 4: Подвижность обоих узлов крепления
Схему с двумя подвижными узлами можно применять в случае, если у обоих крепежных соединений не больше двух степеней свободы. Т.е. смешение по горизонтали исключают ограничительные приспособления, установленные вверху и внизу.
Рассмотрим пример, в котором стропила пристройки закладываются вверху в вырубленные в стене ниши. Значит, горизонтальное смещение исключено, возможен поворот и некоторое передвижение по вертикали. Низ посажен с помощью врубок, но в горизонтальном направлении ограничен металлическими уголками.
Действия строителя «односкатки» по шагам:
Способ устройства действителен при перекрытии пролетов до 4,5м. Если требуется перекрыть пролет побольше, стропилам понадобится группа поддержки в составе подкосов.
№ 5: Жесткое крепление к наклонной обвязке
Метод применяется в каркасном строительстве, потому что уложить опорный элемент под наклоном можно только на запиленные под углом стойки. Наклонно подпиливаются либо стойки самого каркаса, либо консольно-прогонной конструкции, устанавливаемой на коробку. В принципе, последний вариант вполне подходит для сооружения односкатной крыши по бетонным и кирпичным стенам.
Этапы устройства односкатной крыши по наклонной обвязке:
Без тени сомнений отнесем последний метод к наиболее простой категории. Из всех способов крепления стропил к обвязке и брусьям мауэрлата односкатной крыши этот самый располагающий к попыткам самостоятельной реализации.
Завершающие крепежные работы
После установки всего ряда стропильных ног проверяем проектное положение элементов, расстояния между ними. Прикладываем произвольную доску плашмя к каркасу ската, выявляем недочеты и исправляем огрехи. Затем крепим стропилины скобами или связками к стенам через одну в регионах со средней и низкой ветровой активностью. Фиксируем каждую ногу в областях с высокой ветровой нагрузкой.
Кобылки, если они запланированы к установке, изготавливают из материала с размерами наполовину меньшими, чем размеры стропильных ног. Пришивают их сбоку к стропилине. Длина пришиваемого участка в среднем 60-80см.
Видео для наглядного изучения процесса
Представленные методы и схемы крепежа стропилин односкатной крыши проверены практикой. Используются они чаще всего в «чистом виде». Однако некоторые корректировки согласно конкретным техническим условиям не исключены.
Конструкция стропильной системы односкатной крыши, порядок сборки
Прочность и долговечность кровли зависят от качества опорной конструкции — стропильной системы.
Она строится в разных видах и может выполнять несколько функций — от поддержки кровли, до защиты дома от ветра и давления снега.
Одной из самых простых считается стропильная система односкатной крыши. Ее конструкция отличается собственной спецификой и отличается от двускатных вариантов, поэтому следует рассмотреть ее внимательнее.
Схема устройства кровли
Конструкция стропильной системы односкатной крыши состоит из ряда несущих опор — стропильных ног (стропил). Они принимают на себя нагрузку от кровельного покрытия, а также от снежных масс в зимнее время.
Это основные элементы, но есть ряд вспомогательных:
С точки зрения конструкции, стропильная система — это каркас, обеспечивающий ровную плоскость с заданным наклоном для укладки кровельного покрытия. Материалом для нее служит древесина — брус или обрезные доски.
Существуют металлические стропильные элементы, но они наиболее востребованы для промышленных сооружений и для односкатных крыш применяются не часто.
Чертеж устройства стропильной системы односкатной крыши на фото:
Существуют разные конструкции стропильных систем, рассчитанные на эксплуатацию в разных условиях и обладающие собственной спецификой. Они отличаются способом опирания стропильных ног, а также типом распределения нагрузки на стены. Рассмотрим их по отдельности.
Наслонная
Наслонная конструкция стропил обычно используется в домах со средней (внутренней) несущей стеной. Стропильные ноги концами опираются на мауэрлат (противоположные точки), а средней частью — на внутреннюю несущую стену (точнее, на лежень через подкосы или промежуточные стойки).
Для односкатной крыши наслонная система реализуется со своими особенностями. Стропила укладывают с опорой на 2 противоположные несущие стены. Внутренняя перегородка не используется, ее функцию выполняет наиболее высокая стена.
Для повышения несущей способности каркаса, в систему внедряют подкосы. За их счет можно увеличить длину пролетов. Для 1-скатных крыш возможно применение наслонных стропил и без подкосов, но при пролетах не более 4,5 м. Подкосы увеличивают возможную длину до 6 м.
Висячая
Висячие стропила изготавливаются в виде готовых ферм, которые поднимают на крышу в собранном виде. Остается лишь установить их в нужном положении, прикрепляя концы к мауэрлату. Промежуточных опор, как правило, не имеется, поскольку концы стропил соединены между собой горизонтальной доской — затяжкой.
Она исключает распирание стен, что позволяет использовать висячие стропила на домах из слабых материалов (например, ячеистых бетонов). Для высоких построек такая конструкция используется редко, так как их сложнее перемещать и устанавливать из-за большого веса и размера.
Висячие стропила чаще используются для кровель, где ширина дома составляет 4-5 м. В более широких строениях для усиления используются подкосы.
Скользящая
Скользящие стропила — это не самостоятельная конструкция, а дополнительный элемент. Он необходим для компенсации усадки материала в процессе эксплуатации, возникающей из-за впитывания и отдачи атмосферной влаги.
Основным и определяющим элементом является скользящая опора, представляющая собой элемент крепления с продолговатым отверстием для крепежного элемента (болта).
При изменении размеров стропильной ноги болт перемещается по длине отверстия, компенсируя увеличение или уменьшение длины детали. Скользящие стропила могут иметь как наслонную, так и висячую общую конструкцию.
Отличия для разных типов кровли
Разные типы кровли обладают собственными свойствами:
При этом, материал кровельного покрытия не оказывает решающего влияния на конструкцию стропильной системы, хотя и учитывается при создании проекта. Основное отличие стропил для разных покрытий состоит в характере обрешетки — плотности размещения планок, толщине и других особенностях.
Профнастил
Стропильная система для профнастила не нуждается в плотной обрешетке, так как необходимости в продольной стыковке полос материала нет. Как правило, планки укладывают на расстоянии, обеспечивающем достаточное расстояние между крепежными элементами листов профнастила.
Сама конструкция стропил принимается в соответствии с расстоянием между противостоящими стенами и определяется количеством дополнительных опор.
Керамическая черепица
Для укладки керамической черепицы необходима плотная обрешетка с подложкой, обеспечивающей гидроизоляцию. Поскольку и кровля, и обрешетка обладают немалым весом, необходимо предусмотреть усиление конструкции стропил дополнительными опорами — подкосами и стойками.
Металлочерепица
Металлочерепица состоит из отдельных листов сравнительно небольшого размера (относительно профнастила или профлиста). Обрешетка под нее устанавливается с таким расчетом, чтобы линии стыка листов, а также точки установки крепежей оказались точно над планками.
Как правило, усиления конструкции стропил не требуется, хотя для скатов большого размера необходимо использовать дополнительные опорные элементы. Возведение односкатной крыши из черепицы и металлочерепицы описано в этой статье.
Ондулин
Вес ондулина сравнительно невелик, поэтому необходимости в установке сплошной обрешетки нет. Стропильная система выбирается исходя из других соображений — размеров постройки и внешних факторов. Специальных требований со стороны кровли в данном случае нет.
Как укладывать ондулин на односкатную крышу, читайте здесь.
Шифер
Шифер внешне похож на ондулин, но обладает большим весом. Для него надо установить усиленную стропильную систему, предварительно подсчитав вес кровли. Это особенно важно при укладке покрытия на крышу большой площади, где нельзя допустить чрезмерный прогиб стропильных ног.
Независимо от типа кровельного покрытия, необходимо принять во внимание снеговую нагрузку. Односкатные крыши, как правило, не имеют большого угла наклона, поэтому снег лежит на кровле, не скатываясь вниз. Его вес может составлять несколько тонн, что следует учесть при создании проекта. Как укладывать шифер на односкатную крышу, читайте здесь.
Нюансы для различных построек
Конструкция односкатных стропил мало зависит от типа постройки. В любом случае, опоры стропил будут находиться на противоположных стенах, а их длина будет определять наличие (и количество) дополнительных опорных элементов (стоек и подкосов).
Некоторое отличие наблюдается в стропильной системе пристройки — у нее верхние части стропильных ног не ложатся на мауэрлат, а крепятся к стене наподобие кроштейнов.
Основная нагрузка приходится на внешнюю стену пристройки, а вес верхнего края приходится на стену примыкания. Здесь вместо бруса мауэрлата опорой является горизонтальная доска, жестко прикрепленная к стене.
Монтаж стропил своими руками
Для самостоятельного монтажа стропил необходимо приготовить:
Из инструментов понадобятся:
Порядок монтажа:
После этого можно переходить к укладке кровли.
Монтаж стропильной системы односкатной крыши — в видео:
Заключение
Односкатная крыша не часто используется на жилых домах. Как правило, это постройки вспомогательного или хозяйственного назначения. Поэтому стропильная система для них выбирается по принципу необходимой достаточности.
Монтаж производится в соответствии с проектными требованиями. Основные задачи — обеспечение прочности и надежности конструкции, угла наклона, ровной плоскости.
Специальной профессиональной подготовки в данном случае не требуется, но работу надо выполнить тщательно и аккуратно, исключая ошибки и нарушения технологии монтажа.
Монтаж стропильной системы для односкатной крыши
Односкатный тип кровли нечасто встретишь в частном домостроении. Хотя, по мнению некоторых, это зря, ведь монтаж односкатной кровли делается куда проще, чем монтаж двускатной. С другой стороны, подобная конструкция кровли не сможет так хорошо сохранить тепло в помещении. Вот почему односкатная кровля чаще всего используется для возведения гаража, дачного дома или сарая.
Правда, если правильно выполнить работы по термоизоляции, то конструкция вполне может быть теплой. В таком случае под односкатной кровлей делается жилая комната. Давайте рассмотрим, в чем преимущества односкатной кровли, какие виды стропильной системы существуют, как выполняется расчет конструкции. К тому же мы рассмотрим, как выполнить монтаж данного типа кровли.
Плюсы и минусы односкатной крыши для дома
Новички в строительном деле обрадуются тому, что подобная односкатная конструкция довольно проста и ее можно сделать своими руками. Правда, назвать работу самой простой нельзя, но с подробной инструкцией односкатная крыша будет создана. Но прежде чем рассматривать конструктивные особенности кровли, нужно выяснить ее особенности и преимущества. Именно они характеризуют данный тип крыши.
Плюсы односкатной кровли:
Несмотря на все свои преимущества, односкатная кровля обладает и минусами. Это неудивительно, так как ничто не идеально, но о минусах лучше знать и выгодно использовать.
Минусы односкатной крыши:
Несмотря на все явные минусы, односкатная крыша является идеальным вариантом для создания гаража и других построек на участке.
Расчет конструкции кровли односкатного типа
Это является первым этапом перед устройством стропильной системы. Рекомендуется составить подробный план или чертеж, на который будут ориентироваться при работе. Чтобы создать эту схему, нужно выделить такие данные:
В итоге, от высоты поднятия будет зависеть угол ската. Второй вариант предусматривает создание подпорок, на которые и будет укладываться прогон. Второй способ позволяет сэкономить строительные материалы.
Для чертежей нужно знать следующие нюансы:
Чертеж будущей односкатной кровли должен иметь всю нужную информацию об элементах. Указываются размеры, расстояния между ними, особенности крепления и т. д. Ниже показан пример подобного чертежа односкатной кровли.
Выбираем угол односкатной кровли
Угол ската выбирается с учетом того, что получившаяся крыша образует треугольник, один угол которого всегда будет прямым. Катетами являются балки перекрытия и фронтонная часть постройки, а гипотенузой служат стропила. Это четко прослеживается на данной схеме.
Учитывая базовые величины, можно рассчитать все параметры односкатной конструкции. Для этого есть формула. Первая используется в том случае, когда за основу взята ширина постройки и планируемая высота фронтона. В таком случае формула следующая:
Когда вы определились с углом односкатной кровли, тогда нужно вычислить будущую высоту фронтона. Для этого формула следующая:
В таком случае длина стропильных ног кровли рассчитывается так:
На выбор угла ската влияет много критериев. Основной из них – выбор кровельного материала. Каждый из них рекомендуется покупать для того или иного угла наклона. Вот рекомендации для популярных кровельных материалов:
Разновидности стропильной системы односкатной кровли
Существует три варианта создания стропильной системы. Выбор конструкции зависит от размеров помещения и его типа.
Теперь, когда мы разобрались с конструкцией стропильной системы и узнали ее виды, можно рассмотреть сам процесс создания односкатной крыши.
Монтажные работы по созданию односкатной кровли
Имея на руках чертежи и выбранный вид системы, можно приступать к работе. Еще потребуются соответствующие инструменты и пиломатериалы. Установка стропильной системы выполняется так:
На фото видно, из каких слоев должна состоять правильная утепленная односкатная кровля.
Между стропилами укладывается утеплительный материал. Он должен жестко держаться там. После чего сверху делается контробрешетка для вентиляции. На контробрешетку укладывается гидроизоляционная пленка. Она защищает утеплитель от влаги, которая может испортить его.
Что касается обрешетки для укладки кровельного материала, то она выбирается в зависимости от того, какой именно это будет кровельный материал. Например, сплошная обрешетка из досок или фанеры нужна при устройстве мягкой черепицы и других рулонных материалов. Если используется металлочерепица, профнастил, шифер, ондулин и другие виды жесткой кровли, то обрешетка делается вразбежку. Шаг зависит от кровельного материала.
А чтобы защитить утеплитель изнутри односкатной кровли, нужно обшить его пароизоляционной пленкой. Теперь можно сказать, что односкатная кровля полностью готова.
Заключение
Создание кровли, будь то двускатной или односкатной, процесс опасный, трудоемкий и ответственный. Вот почему требуется осторожность и четкое следование инструкции по созданию конструкции. Только тогда можно добиться наилучшего результата.