Крыша дома из бруса

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.

Основные требования

• нагрузка от крыши должна равномерно распределяться на несущие стены дома;
• форма крыши и устройство конструкции должно соответствовать ее целевому назначению (жилой мансардный этаж или неотапливаемый чердак);
• должен выдерживаться баланс между прочностью крыши и количеством элементов, из которых она состоит (масса конструкции). Избыточные решения сказываются увеличением нагрузки на несущие стены и фундамент

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.

Наслонные и висячие конструкции

Основным конструктивным элементом крыши являются стропила, представляющие собой две соединенные в верхней точке стропильные ноги (брус 50х150 или 50х200). С их помощью устанавливают угол ската крыши, объединенные в стропильную систему, они воспринимают всю нагрузку от кровли, ветра, дождя или снега, и передают ее на стены дома. В зависимости от количества точек опор стропильной системы различают висячие (конструкция крыши опирается только на внешние несущие стены) и наслонные стропила (конструкция имеет дополнительные опоры на внутренние несущие стены). Первый вариант является более простым и распространенным, но его применение ограничено шириной дома (до 6 м). Наслонные стропила могут использоваться для любых построек – их применение должно быть конструктивно обосновано.

Изготовление стропил

В качестве материала для изготовления стропил используют сухой качественный пиломатериал (доски, брус). Его толщина должна быть не менее 50 мм, а ширина при длине стропил до 6 м – не менее 150 мм, при длине более 6 м – не менее 200 мм. Соединение стропильных ног осуществляется с учетом будущего угла ската крыши. Чаще всего его принимают равным 30, 45 градусам или промежуточным значениям. Конкретные величины необходимо уточнять исходя из климатических особенностей в регионе застройки (баланс между нагрузками от осадков и ветровыми нагрузками). Соединение стропильных ног в коньке осуществляется при помощи гвоздей или болтов, сами доски при этом располагают внахлест или делают пазы под соединение вполдерева.

Т.к. все стропила должны получиться одинаковыми, их изготавливают по параметрам подготовленного шаблона. Сделать шаблон можно разными способами, например:

• концы трех досок временно соединяют гвоздем. Принимают одну из них равной высоте крыши, две оставшиеся играют роль стропильных ног. Полученную конструкцию устанавливают на середину перекрытия, а остальные доски опирают на верхнюю обвязку сруба. В опорных точках стропильных ног делают запилы для последующего крепления к последнему венцу, края стропильных ног обрезают, определяя тем самым ширину карнизного свеса крыши из бруса;
• зная ширину дома, параметры бруса, используемого для строительства его стен и досок – для возведения крыши – можно провести всю работу наглядно на листке бумаги. Ширину карнизного свеса при этом принимают не менее 400 мм

После этого приступают к изготовлению самого шаблона, используя который получают требуемое количество стропил. Последнее определяют исходя из будущей массы кровли (зависит от вида кровельного материала), а также параметров дома. Сначала рассчитывают шаг стропил, а уже затем их количество. Достаточно точные расчеты для типовых двускатных крыш можно осуществить с помощью бесплатных программ.

Если ширина дома превышает 4,5 м, стропильные ноги в верхней трети рекомендуется усиливать ригелем – горизонтально ориентированной доской.

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.

Возведение стропильной системы

Подготовленные стропила начинают устанавливать от одного из фронтонов. Для такой работы минимальное количество участников – 2. Лучше, если работников будет трое. Стропила временно фиксируют подпорками и раскосами, нижние точки опоры соединяются при помощи жесткого или скользящего крепежа. Самое простое решение подразумевает использование обрешетки крыши как дополнительного каркаса жесткости стропильной системы. Она же будет играть роль конькового прогона, скрепляющего стропила между собой.

Обрешетка и кровельные материалы

Часть обрешетки, как мы уже говорили, может монтироваться во время установки стропил, чтобы удержать их в заданном положении. Но в целом обрешетка служит для крепления кровли крыши. Материал для обрешетки, доски или брус, выбирают исходя из кровельного материала. Для крепления металлочерепицы, шифера и т.п. можно использовать брус 50х50 с подходящим шагом крепления. Для мягкой кровли обрешетку часто делают сплошной или с интервалом в одну доску, используя при этом дюймовые доски. При условии последующего утепления крыши между обрешеткой и стропилами укладывают слой ветрозащиты (супер диффузионной мембраны). Крепление кровельных материалов осуществляется снизу вверх от одного из фронтонов. В качестве покрытия крыши дома из бруса можно использовать металлочерепицу, композитную черепицу, мягкую битумную или медную черепицу, фальцевую кровлю, керамическую черепицу – выбрать есть из чего!

В заключение

Мы постарались кратко описать процесс строительства крыши дома из бруса. Дополнительную информацию ищите на видео, представленном в статье.

Какие стропила для крыши следует применять? Виды и расчет стропил крыши

Возведение кровли – процесс непростой, требующий определенных знаний и навыков. Сегодня в нашей статье мы постараемся ответить на большинство вопросов, которые, несомненно, интересуют начинающих застройщиков. А начнем, пожалуй, с самого главного – с типов существующих крыш и стропильных систем, что используются при их возведении.

Стропила (стропильные ноги) это основные несущие элементы любой скатной крыши. Именно они принимают на себя основные нагрузки и воздействия окружающей среды, такие как снеговые и ветровые нагрузки, а также несут на себе весь кровельный пирог. Стропила это составляющие стропильной системы, куда входят еще многие элементы, такие как стойки, подкосы, прогоны, мауэлат и т.д..

Типы и конструкция стропил

Есть три типа стропил наслонные, висячие и скользящие.

Скользящие стропила применяются в основном только в деревянных бревенчатых домах. Их способ крепления позволят им перемещаться (скользить) вперед и назад на определенное расстояние. Это связано с особенностью деревянных домов.

Висячие стропила используются только в тех домах, где расстояния между стенами не превышает 6,5 м, так как опираются концами на противоположные стены здания.

Наслонные стропила опираются не только на стены здания, но и имеют промежуточную опору, при этом пролет между опорами должен быть 4,5 и более. Благодаря дополнительным опорам можно перекрыть пролет до 15 метров.

Опорой для стропил служит:

• верхний венец в рубленых и брусчатых домах;
• верхняя обвязка в каркасных домах;
• мауэтлат (брус толщиной 100-150 мм) в каменных домах. Мауэрлат может укладываться по всему периметру здания или же только по стене, где опираются стропильные ноги.

Стропила, при необходимости, могут усилятся дополнительными элементами, такими как затяжками (ригелями) и подкосами. Это позволит избежать их провисания в процессе эксплуатации.

Стропила для разных видов крыш

В зависимости от вида крыши применяются разные несущие элементы кровли, какие именно мы сейчас и рассмотрим.

Стропила для односкатной крыши

Односкатная крыша – наиболее распространенный вид кровли. Используется он в основном при строительстве сравнительно небольших построек, например, дачных домиков, гаражей, бань и прочих построек.

Стропильная система односкатной крыши состоит из отдельных элементов, точками опоры которым служат противоположные стены здания. Чаще всего в этом случае используются стропила для крыши длиной около 4,5 метров. Если производится перекрытие относительно большой площади необходимо использовать подстропильные ноги и стойки.

Стропила для двухскатных крыш

Стропила, предназначенные для двухскатной крыши, представляют собой конструкцию, сложенную в виде домика. Процесс ее обустройства более сложен, нежели в односкатной кровли. Чаще всего этого вида стропила применяются при возведении небольших построек. Они подразделяются на два основных типа – наслонные и висячие.

Стропила для вальмовой кровли

Вальмовая крыша отличается наличием дополнительных скатов, что создаются при помощи стропильной системы вальмовой кровли. Конструкция этой кровли состоит из двухскатной крыши, которая по длине не полностью закрывает боковую часть строения, а также вальма, покрывающего боковую, не закрытую часть кровли.

Примером такого вида кровли может послужить известные всем «хрущевки», где нашли свое применение вальмовые стропила.

Особенности стропил четырехскатной крыши

К четырехскатным крышам можно отнести и вальмовые и шатровые кровли. Их очевидным преимуществом является отсутствие фронтонов, что подразумевает изрядную экономию стройматериалов, а значит и денежных средств. К тому же эти дома отличает замечательный внешний вид, выглядят они на редкость эффектно.

Состоит четырехскатная крыша из мауэрлата, подкосов и раскосов, коньковых и боковых прогонов.

Стропила для ломаной кровли

Применение ломаной крыши способствует значительному увеличению площади чердака, которая, в ряде случаев используется в качестве мансарды. При возведении такой стропильной системы применяются два коротких стропила, в месте перегиба которых применяется стойка. Вследствие этого уклон нижней части крыши составит 80 градусов, а уклон верхней части лишь 25-30 градусов.

Разновидности стропил для крыши

При строительстве любой кровли находят свое применение стропила всего лишь двух видов – наслонные и висячие. Висячие стропила имеют две точки опоры, которые находятся у основания, к примеру, опора на несущие стены здания, наслонные помимо этого могут опираться на столбчатые опоры, либо внутренние стены.

Материал для изготовления стропил

Дерево и металл – вот основной материал, из которого чаще всего изготавливаются стропила.

При возведении кровельных перекрытий жилых домов, хозяйственных построек применяются деревянные стропила, реже металлические. Металлические (железобетонные) стропила в основном используются при строительстве кровель с большими пролетами и нагрузками на кровлю, в основном для перекрытия производственных зданий. Цена данных стропильных конструкций довольно высока, так все ее элементы выполняются из металла, в основном используется швеллер.

Стропила из дерева

В свою очередь деревянные стропила подразделяются на три вида:

1. Самым популярным и широко использованным видом стропил являются конструкции выполнены из обрезной доски, обычно это доска сечением 150х50 мм или 200х50 мм. Популярности данный вид стропил приобрел благодаря своей дешевизны и простоты изготовления.
2. Стропила для крыши, изготовленные из бревен. В качестве исходного материала используют стволы деревьев диаметром 10-20 см, зачищенные и обработанные.
3. Стропила, сделанные из клееного бруса. Клееные стропила производятся из брусков древесины и досок, склеенных при помощи специальным составом. Такие стропила более удобны в работе, брус имеет в сечение квадрат или прямоугольник. Вследствие чего, он легко укладывается на обрешетку, к тому же упрощается их крепление к мауэрлату, а также процесс наращивания. Данный вид стропил намного прочнее обычных деревянных.

Расчет стропил крыши

До того как начать расчет стропил крыши, необходимо четко осознавать какие типы нагрузок и с какой силой они будут действовать в течение всего года на кровлю нашего дома.

Факторы, которые влияют на кровлю, принято классифицировать в зависимости от интенсивности:

1. Постоянные нагрузки. Данная категория объединяет нагрузки, постоянно воздействующие на конструкцию строения. К ним относятся как вес самой кровли, так и гидроизоляция, тепло и пароизоляция, обрешетка, а также другие конструкционные элементы двускатных или мансардных крыш, создающих постоянное значение веса.
2. Нагрузки переменного типа. Данный тип объединяет все типы климатического воздействия, в том числе осадки, потоки ветра и пр.
3. Нагрузки особого типа. В данной группе учитываются климатические воздействия, обладающие высокой силой. Данную характеристику требуется принимать во внимание в сейсмически активных зонах и в зонах, в которых возможны проявления штормовых ветров или ураганов.

Постоянные нагрузки

Размер стропил для крыши нужно начинать рассчитывать с общего веса «пирога» кровли. Чтобы получить конечное значение требуется вычислять вес квадратного метра каждого из используемых материалов. В большинстве случаев кровля будет состоять из следующих компонентов:

• внутренняя отделка (в случаи устройства мансардной кровли, учитывается материал отделки и элементы креплений);
• стропила (вес стандартного стропила размером 150х50 мм, в дальнейшем этот параметр может корректироваться);
• утеплитель;
• гидро-ветроизоляция (учитывается вес пленок и мембран);
• обрешетка, смонтированная из досок малой толщины (чаще всего 25 мм).
• контобрешетка (зачастую брусок 30х50, 40х50 или 50х50 мм);
• покрытие кровли (вес квадратного метра кровли можно найти на сайте производителя).

При переходе к сложению всех рассчитанных данных, рекомендуется добавлять к полученному результату еще 10%, то есть умножать конечный результат на постоянный коэффициент 1,1. Такой подход позволяет оставлять запас по прочности для кровли.

Снеговые нагрузки

Учитывать снеговые нагрузки необходимо обязательно, поскольку во многих регионах возможно длительное влияние осадков в виде снега. Чтобы предостеречь владельцев от перелома крыши под массой снега, требуется заранее рассчитывать возможную нагрузку.

Чтобы повысить удобство расчетов, была выведена формула, для подставления коэффициентов из строительных норм и правил. Формула имеет следующий вид:

где F – это значение полной снеговой нагрузки, P – нагрузка, приходящаяся на квадратный метр, k – корректирующий коэффициент, зависящий от наклона ската крыши.

Вес снега на 1 квадратном метре крыши необходимо определять непосредственно на месте возведения сооружения. Каждый регион имеет среднее значение интенсивности осадков, данные можно узнать со строительных норм СНиП 2.01.07-85*.

Ветровые нагрузки

Данный тип нагрузок имеет очень высокий уровень критичности, потому что она может влиять на кровлю интенсивными ветрами, вне зависимости от угла крыши. Даже маленький угол наклона делает возможной ситуацию со срывом крыши под воздействием аэродинамических нагрузок. Слишком большой уклон способен привести к тому, что вся крыша будет испытывать на поверхности сильное ветровое давление.

Для расчета влияния силы ветра на крышу также существует специальная формула, в которой существует зависимость от поправочных коэффициентов:

где V – ветровая нагрузка, R- показатель, выбираемый исходя из регионального положения дома, k – корректировочный коэффициент, который зависит от высоты сооружения.

После суммирования всех нагрузок, получиться общая нагрузка на 1 квадратный метр крыши.

Расстояние между стропил

Шаг стропил — это расстояние между стропильных ног. Среднее значение данного параметра при частном строительство, обычно составляет один метр, однако точная цифра выбирается исходя из полного расчета несущих способностей выбранной системы кровли.

Чтобы самостоятельно вычислить расстояния между стропил, необходимо следовать следующему алгоритму:

• Нужно определиться будет ли утеплено междустропильное пространство. Если да, то шаг стропил будет равен ширине утеплителя за вычетом 2 см. Если нет, то шаг принимается произвольный в пределах 1 метра.
• Исходя из конструктивной схемы стропильной системы, определяем длину стропилы.
• Далее воспользуемся программой «Расчет деревянных балок» и подставим в нее данные: суммарную нагрузку, шаг и размер поперечного сечения (исходное значение 150х50 мм). Смотрим на результаты, если в программе указано, что данного сечения недостаточно, то изменяем высоту балки (ширина незначительно влияет на результат), например до 200х50 мм. Также можно изменять расстояние между стропил, если нет утеплителя или используется рулонный материал.

На первый взгляд расчет стропил крыши кажется сложным и не понятным, но потратив всего несколько часов можно во всем разобраться, тем самым точно подобрать нужный размер стропильных ног.

Размеры стропил

Минимальный размер стропила для крыши дома должен быть 50х150 мм (40х150 мм), обычно применяют стропила 50х200 мм. При больших пролетах кровли могут использоваться стропила 50х250 мм или же сдвоенные, то есть две доски соединяются вместе с помощью гвоздей. Также возможен вариант использования брусков с размерами 100х150 мм. Чтобы точно знать какой размер стропил нужно выполнить расчет. Для этого собирается вся нагрузка (см. выше), которая воздействует на стропило и вычисляется нужное сечение.

Если же делать расчет нет желания, то можно воспользоваться табличными значениями, по крайней мере это лучше, чем принимать размеры наугад.

Задавшись шагом стропил и зная длину можно определить размер сечения стропилы. Данный вариант является не точным и желательно его подтвердить расчетом!