Главная / Методичка / Строительство дома / Кровля / Как сделать надежную и правильную стропильную систему своими руками

Как сделать надежную и правильную стропильную систему своими руками

Одним из завершающих этапов постройки коробки дома является работы по возведению крыши. Так как стоимость ее фиксируется в пределах 30 — 40% от общей стоимости по возведению коробки дома, следует очень серьезно отнестись к данному вопросу. И от того, насколько верно и профессионально будет решен этот вопрос, настолько спокойнее будет ваше проживание в доме (отсутствие протеканий, деформации от природных факторов и тому подобное). Стоит сразу остановиться на таком моменте, как опасность верховых работ на наклонных поверхностях. Всегда лучше воспользоваться услугами специалистов, если же это невозможно, то следует обязательно воспользоваться страховочными средствами. Вопрос техники безопасности должен быть приоритетным.

Виды крыш

Если вы приступили к монтажу стропильной системы, значит стены вашего дома возведены и вы точно знаете все о несущих стенах, наличии и расположении дверей и окон, размерах дома. Кроме того, вы уже точно знаете, будут ли у вас в чердачном пространстве крыши жилые помещения, и будет ли вообще чердак. Приступая к монтажу крыши, вам следует кратко ознакомиться с их видами. Первое, о чем стоит упомянуть это то, что крыши бывают с чердачным помещением и без него.
Чердак — это пространство между плитами перекрытия верхнего жилого этажа и крыши. Это пространство можно утеплить и использовать в качестве или жилого, или складского, или подобного другого. Если чердака нет, то эту площадку крыши можно использовать в качестве зоны отдыха.

Формы крыш бывают: односкатная, двухскатная, вальмовая, полувальмовая, коническая, шатровая, и на базе их всех самые разные комбинации.
Односкатные крыши просты в монтаже, есть экономия в деньгах на материалах, очень оригинально смотрится, потому что почти не используется, хотя это несправедливо. Внешне они смотрится очень необычно.

Двухскатные крыши (или их называют еще “щипцовые” за счет пространства между скатами обычно в виде треугольника — “щипцов”, или так называемых фронтонов) более распространены.

Шатровые крыши обычно используются, если дом представляет равностороннюю геометрическую фигуру (например, квадрат). Такая крыша имеет преимущество перед другими в том, что нагрузка равномерно распределена, что и придает устойчивость всей постройке. Сама крыша — это равные по площади треугольники.

Вальмовые крыши похожи на шатровые, единственное что отличает их, что стороны шатровой крыши все треугольники, а у вальмовой - два треугольника и две трапеции. И эти треугольники, со стороны фронтонов, носят название вальмы (отсюда и название).

Полувальмовые крыши отличаются от вальмовых тем, что треугольники как бы усечены и находятся не на уровне трапецивидных скатов. Такой изыск тем не менее делает крышу более устойчивой в местности, где круглогодично ветряная погода.

Конические крыши похожи на шатровые, единственно напоминают не полусферу, а конус. Делать такую крышу возможно, и это будет говорить только об особенностях вкуса проживающих. В основном это используется при строительстве замков, музеев и тому подобное, то есть носят больше этнический, старинный характер.

Можно привести множество примеров модификаций вышеперечисленных крыш: шарообразные, куполообразные, шпилеобразные, мансардные, сводчатые, многощипковые, плоскоскатные (один из видов бесчердачной крыши, обычно с углом наклона чуть менее 2,5 градуса, их недостатком является то, что происходит накопление осадков на ней, а достоинством – значительный выигрыш в деньгах за счет экономии материалов). Скатные крыши обычно с углом наклона 10 градусов и более.

Очень также важно решить каким материалом будет покрыта крыша: шифером, железом, черепицей, ондулином и тому подобное. Почему вопрос важен, потому что это вопрос весовой нагрузки на стропильную систему крыши. Каждый из перечисленных материалов разного веса и следовательно необходимо выбирать соответствующие стропильные системы. Например, вес ондулина в 5—7 раз меньше, чем вес керамической черепицы. Мы разобрались с видами крыш, перейдем теперь к видам стропил.

Виды стропил

Из предыдущей главы мы уяснили, что эстетическая сторона крыши — это ее покрытие, а основа ее — под покрытием. И это стропильная конструкция. Что такое стропила?
Стропила — это монтажные элементы этой системы. Они передают нагрузки от климатических воздействий, от веса покрытия крыши и других на стены дома и внутренние подпорки. Стропила различают деревянные (из бруса), стальные, смешанные. У каждого есть свои особенности. Самые используемые — это деревянные. Но они подвержены гниению и у них низкая пожароустойчивость. У железных стропил — низкая теплоемкость. В смешанных — необходимо дополнительно прилагать усилия по изоляции контактов металла и дерева, ибо в местах соприкосновения конденсат от металла оседает на дереве, и оно начинает гнить.
На практике чаще всего используют деревянные стропила. Самый лучший вариант древесного бруса — смолистые брусья. Смола – природный антисептик.
К стропильным конструкциям предъявляются такие требования — это сопротивляемость перед атмосферными осадками, ветром, перепадом температур, насекомыми и грибковыми микроорганизмами.
При атмосферных осадках в виде снега естественно идет нагрузка на стропильную систему. Это нивелируется меньшим шаговым расстоянием монтажа стропил (то есть монтируют стропила чаще) и с большим уклоном.
Очень серьезный враг зданий — ветер. Поэтому основание крыши делают герметичным, а саму кровлю крепят еще больше, чтобы избежать вздутий или в худшем случае отрыв кровли или кусков ее.
Температурные колебания также могут привести к деформации крыши, поэтому у материалов, участвующих в конструкции должны быть примерно равные коэффициенты температурного расширения.
Очень неприятный момент — это скопление водяного пара внутри дома. Поэтому эти вопросом также не стоит пренебрегать. Вопрос вентиляции и применение пароизоляционных материалов не стоит упускать из вида.
От гниения древесины и порчи насекомыми применяются пропитки и антисептики.
Стропильные конструкции бывают: с висячими стропилами, с наслонными стропилами.

Висячие стропила предполагают обычно 2 точки опоры на стены коробки здания. Стропила подвергаются сжатию и изгибу. Соответственно стены также подвергаются горизонтальным распирающим воздействиям. Для уменьшения воздействия выполняют затяжку, соединяющую стропила. Обычно ее монтируют у основания стропил, но может быть и выше.
Наслонные стропила обычно монтируют при монтаже кровель зданий, имеющих несущую стену по центру (или столбчатые опоры). На стены здания при этом упираются стропильные ноги, а средняя часть конструкции — на несущую стену (или опоры). Чем больше угол ската крыши, тем больше монтируется стропил.

Соединение стропил

Определившись с видом крыши и ознакомившись с видами стропил, необходимо приступить к монтажу стропильной конструкции. Для этого необходимо подобрать правильно материал для нее и составить ее чертеж или схему. Надо понимать, что стропильная система напрямую зависит от выбранного вида крыши. Однако, как и в любом процессе строительства, есть общие моменты, которых стоит придерживаться, независимо от того какая крыша выбрана. Первый момент, обязательно необходимо учитывать вес крыши (нагрузку на стропильную систему), то есть выбранное покрытие. Второй момент, выбранный материал стропил должен быть обязательно высокого качества и рассчитан на весовые нагрузки и внешние воздействия. Дерево должно быть выдержанным, иначе после монтажа сырое дерево, начав сохнуть, может повести всю конструкцию. И конечно помнить о том, что при всем этом конструкция должна быть максимально легкой. Можно еще сделать акцент на утеплении. Если будет утепление чердачного пространства, то при монтаже стропильной конструкции это должно быть учтено, и утепление должно проходить легко. Доступ к местам утепления должен быть свободным.
Итак, приступаем к монтажу стропильной системы. Предполагаем, что выбран деревянный вид стропил, как самый распространенный. Мы не сможем описать монтаж стропильной системы для каждого вида крыш, но общие моменты дадут объяснения в принципе для каждой.

Кратко опишем термины элементов, которые будут использоваться при повествовании, их назначение, рекомендации по габаритам и подробно монтаж.
Мауэрлат — это брус, который выполняет функции основания для всей стропильной системы.

Сечение бруса желательно 100 х 100, 100 х 150, 150 х 150 мм. Он обрабатывается пропитками от гниения, а также от возгорания. Мауэрлат укладывается по периметру коробки здания на монолитный пояс со шпильками, в деревянном — он устанавливается прямо на верхний венец: предполагается, что верхний венец со стеной — неразрывное целое. Между кладкой и мауэрлатом обычно рекомендуют проложить влагоизолирующий материал. К ним мы относим например рубероид. Чтобы кровлю не снесло порывом ветра, мауэрлат вместе со стропильными ногами крепко сцепляют со стенами. Для этого закладывают в кладку так называемые шпильки (или “ерши”) из нержавеющей стали или заранее вставляют закладные элементы (при кирпичной кладке), к которым стропильная нога подтягивается скруткой из стальной (нержавеющей) проволоки диаметром 6 мм.

Мауэрлат же накладывается на шпильки (в нем просверливаются отверстия под них) и плотно крепится дополнительно гайками с широкими шайбами из той же нержавейки. Шпильки не должны совпадать с расположением стропил и должны торчать всего на несколько мм из мауэрлата. Они обычно до 12 мм в диаметре. Для срубов этот прием тоже рекомендуют. Делаются дополнительно и специальные крепления для мауэрлата — стальные кронштейны. Крепить необходимо с шагом до 1-1,2 м. Шаг расположения шпилек также до 1.2 м, но в 2 раза реже шага стропил.Стропильная нога — это тоже брус, который фиксируется в мауэрлате и крепится к стенам проволокой.

Устанавливаются стропила в положение по схеме и так часто, как того требует расчет по нагрузкам. Изготавливается из бруса для диагональных стропил — с сечением 100 х 200 мм, для вертикальных — с сечением 50х150 мм. Брус также обрабатывается специальными пропитками. Стропильная нога должна жестко упираться в мауэрлат. Для этого применяются стальные кронштейны (обычно оцинкованные), возможен дополнительный крепеж с помощью крепежных скоб и саморезов.

Для дополнительного крепления конькового прогона кровли можно использовать рейку. Она соединяется с противоположными стропилами в виде буквы «А». Между собой стропила соединяются с помощью шпилек (Для легкого кровельного покрытия, например ондулин, применяются шпильки 8 мм, если это тяжелая черепица, то 12 мм) и лучше брать по 2 шпильки на один узел крепления. Если необходимо удлинение стропил, необходимо это делать в нахлест (не менее метра) и шпильки использовать особой прочности с диаметром до 1 см.

Рассмотрим подробно на примере.На стропильной ноге формируется вырубка на глубину 1/4 от ширины стропила (при ширине бруса 15 см, засечка — 3 см). При помощи кронштейна (обычно из оцинкованной стали) и саморезов, осуществляется фиксирование стропильной ноги в поперечном направлении (для устранения движения вдоль мауэрлата). Кронштейн крепится на 3 самореза к стропило (оставляется зазор в 3 мм между вторым концом кронштейна и мауэрлата), а когда стропила крепятся окончательно, докручивают и саморезы в мауэрлат да конца. На конечном этапе стропило крепится к мауэрлату еще и скобой.

Скоба до монтажа фиксируется на стропило. На нем заранее сверлится сверлом отверстие с меньшим диаметром, чем диаметр скобы, на 2-3мм (исключая тем самым раскол дерева). Скоба загоняется в мауэрлат под небольшим углом, притягивая стропильную ногу. Кронштейн и скоба крепятся на разных сторонах стропил. Скобы берутся диаметром 8-10 мм. Соединение стропил между собой производится так. В соединяемых стропилах высверливается по два сквозных отверстия попарно. Вставляются шпильки (обычно диаметром 8 мм — для крыш с нетяжелым покрытием, и больших диаметров — на крышах с большей нагрузкой). На шпильки вставляют усиленные шайбы, закрепляются гайками (этот способ крепления потом при высыхании древесины, предотвращает «гуляние» стропил вдоль своей оси).

Прогон (коньковый прогон) — это брус, устанавливающийся в середину стропильной системы. Он также способствует равномерному распределению нагрузок. Прогон может быть установлен и в верхней части, в него стропила упираются своим верхним концом. Изготавливается любой прогон из бруса. Сечение его обычно 100 х 100, 100 х 150, 100 х 200 мм. Он также обрабатывается специальными пропитками. Для соединения стропил с коньковым прогоном надо использовать кронштейны, которые крепятся саморезами.

Стойка — вертикальный брус, соединяющийся с прогоном и упирающийся в несущие стены или колонны. Изготавливается стойка из бруса. Сечение — 100 х 100, 100 х 150, 100 х 200 мм. Он обрабатывается специальными пропитками от гниения, возгорания. Стойки ставятся с целью равномерного перераспределения нагрузок.
Затяжка — поперечный брус, который соединяет стропила на противоположных скатах. Он не позволяет расползаться конструкции. Изготавливается затяжка из бруса, его сечение обычно 50 х 100 мм. Он также обрабатывается специальными пропитками от гниения, возгорания.
Лежень — брус, параллельный мауэрлату, но укладывается вдоль ската. Сечение бруса, как у мауэрлата. Укладку лежней надо делать по линиям расположения стен будущего чердачного помещения или мансарды. Если помещение не планируется, то лежень может быть уложен непосредственно под коньком для монтажа опорных стоек. Очень часто монтируют дополнительные поперечные бруски и усиливают их распорками. Вся поступающая нагрузка при этом будет распределяться равномерно. Затяжка, лежень и стойка выполняют эту функцию. Также делается пропитка специальными средствами.
Ригель — горизонтальная перемычка, которая обеспечивает требуемую жесткость системы. При ширине строения превышающем 6 метров, кроме ригелей, которые служат основой для потолка, производится монтаж прогонов и стоек. Прогон будет выполнять дополнительно роль опоры для стропил, образующих стропильную систему. Ну, а если есть прогон, то значит есть и стойки и лежни. Все они в совокупности сформируют каркас стен мансардного помещения. Соединение стропил в верхней части с помощью ригеля делают способом « в полдерева». Крепление усиливают нагелями или болтами и дополнительно вбивают металлические скобы.

Фронтон — это продолжение торцовых стен с учетом угла уклона скатов. У двускатной фронтоны по форме треугольника, для других видов возможны и другие формы. При монтаже крайние фермы устанавливаются сразу, ибо они являются каркасом для фронтонов. Их строго проверяют по высоте с обеих сторон, чтобы в дальнейшем не было перекосов. В верхней части фронтонов крепится и коньковый прогон, а к нему уже крепятся и остальные стропила.
Ферма – плоское стропильное соединение, включающее в себя стропила, стойки, затяжки и раскосы. Ферма упирается в наружные стены и увеличивает вертикальное давление на них. Пролет их допускает больше 16 м. Эта систем хороша тем, что с помощью ферм можно монтировать крыши различных размеров и форм. Монтаж строительных ферм по отношению друг от друга производится согласно расчетам. При перекрытии больших пролетов, фермы собираются из нескольких частей.

Монтаж стропильной конструкции начинают с того, что формируется так называемый шаблон (пример приводится для простой двухскатной крыши, при сложной системе лучше прибегнуть к услугам мастеров). На основании крыши раскладываются доски 50×150 мм, монтируется треугольник требуемой высоты из двух стропильных ног и стойки (ее длина — это высота возводимой крыши). Соединение элементов производится гвоздями. Это и будет шаблон, который устанавливается на центральной оси перекрытия, стропила крепятся на мауэрлат. После надо позаботится о фронтонах. А дальше по схеме. Также надо помнить, что основные точки опоры конструкции должны находиться на линиях и точках несущих стен дома, потому надо знать ширину дома, наличие и расположение их в доме.
Заканчивается все обрешеткой конструкции. Как сделать обрешетку, зависит от материала покрытия. Для гибкой обрешетку лучше делать сплошной.
По окончании монтажа срезают все выпирающиеся за карниз части стропил по уровню карниза. После приступить к другим монтажным работам. Для работы потребуются следующие инструменты: топор, молоток, пила по дереву, рулетка, карандаш, гвоздодер, дрель, шуруповерт, строительный уровень и расходные материалы — гвозди, саморезы, проволока, уголки, металлические скобы, стальные кронштейны, болты.
Теперь опишем инструкцию по созданию стропильной системы, которая состоит из следующих этапов: монтаж мауэрлата, монтаж шаблона и крепление его к мауэрлату, монтаж крайних стропил и шаблона с коньковым прогоном установленным в верхней части кровли, монтаж всех остальных элементов по схеме, обрешетка.

Как защитить брус от внешних воздействий

Построив дом человек предполагает, что это строение будет служить не только ему но и его потомкам. Но чтобы это произошло, необходимо с первого дня постройки заботится о нем, а если вы строите его сами, то и на этапе строительства. В данной главе мы расскажем, как заботиться о древесине, в частности брусе, который мы используем при монтаже крыши.
На этапе строительства необходимо позаботится о качественной древесине при покупке. Она должна быть без дефектов, без пятен (следы синей гнили), правильно храниться на складах, не быть зараженной грибковыми болезнями, не рассохшейся (хранение при неправильном температурном режиме).
Следующим моментом должно быть обработка биосредствами (антисептиками) с целью повышения срока жизни древесины. Средств предостаточно. Они экологически допустимы в использовании для обработки древесины в жилых домах. Надо произвести обработку от гниения, насекомых, рассыхания, плесени. Антисептиков много, и применяя их, вы обязательно должны первоначально ознакомиться с инструкциями по их применению. Некоторые требуют после себя нанести защитный слой лака, настолько они токсичны. Можно просто покрыть соответствующими лаками, то есть создать защитную пленку от внешних воздействий. Надо правда сразу заметить, что процедура требует постоянного обновления.
Для повышения пожароустойчивости древесины необходима обработка антипиренами. Это надо сделать ибо возможно просто самовозгорание деревянных конструкций. Обработка ими предполагает подавление горения за счет блокировки доступа кислорода к поверхности горения.

Итак, можно сделать вывод, что проживание в своем доме, требует постоянной заботы о нем и следовательно огромного труда. Правда все это окупается наслаждением проживания в нем.

Автор