Стропильная система каркасного дома своими руками

Каркас крыши – это главная часть всей кровельной конструкции частного дома. На этот элемент ложится основная нагрузка. Система должна выдерживать вес кровельного пирога и внешнего покрытия, скопления осадков и ветровые нагрузки. Если при возведении не соблюдать правила технологии, срок службы каркаса сократится в разы, он может начать деформироваться, деревянные элементы начнут портиться от влаги. Собрать сооружение можно самостоятельно, если выполнять работу в соответствии с пошаговой инструкцией: это позволит сэкономить на услугах мастеров по монтажу.

Применение металлических стропил

Металл представляет собой тяжелый и довольно дорогой материал. Но в то же время он обладает высокой прочностью и ему можно придать практически любую форму.

В некоторых случаях при возведении каркаса крыши намного удобнее использовать металлические элементы вместо традиционных деревянных.

Стропильная система из металла применяется в следующих случаях:

Для изготовления стропильной системы требуется длинный брус (более 10 метров);
Для придания крыше дополнительной жёсткости.

Металлическая стропильная система применяется в основном при строительстве промышленных зданий, таких, как вокзалы, супермаркеты, бассейны, склады и т.д. В частном строительстве металлические стропила для крыши применяются достаточно редко, поскольку эти элементы имеют высокую стоимость. К тому же выполнить их транспортировку и монтаж довольно трудно.

Стропила из металла используются в случаях, когда длина ската кровли превышает 10 метров. В таких случаях уместно использовать выполненные из металла прогоны, опоры конька и мауэрлат. Мауэрлатный брус заменяется на мощный швеллер. Металлические стропила закрепляются к нему посредством приваренных уголков.

Какие нужны материалы для стропильной системы

Деревянные стропильные системы, пожалуй, одни из самых распространенных, а дерево — один из самых надежных материалов. Этот материал очень привлекателен, так как установка его довольно легка, а по цене он намного дешевле, чем многие другие.

В качестве наиболее распространенного материала для обустройства стропильных систем сегодня выступает дерево. Часто при строительстве деревянных перекрытий используется брус из деревьев сосновых пород -150 миллиметров. Но можно наравне с этим материалом встретить и доски, но при этом их обычно сшивают.

Обратите внимание — прежде всего эта информация касается строительства в частном жилом секторе.

Когда возводят многоэтажные дома или в случае строительства зданий промышленных предприятий, тогда используются металлические стропильные системы, а также и другие материалы.

Обработка стропил

Чтобы стропильная система крыши из дерева, прослужила как можно дольше, перед монтажом необходимо специальным образом их обработать. Для этого используют различные составы, вот основные из них :

Антибактериальные составы — такие составы направлены на защиту древесины от негативных процессов гниения в том случае, если дерево будет подвергаться воздействию воды (это может произойти, если дерево находится в кровельном конденсате);
Противопожарные составы — здесь все понятно из названия, они защищают дерево от возгораний.

Проблемы с обработкой и теми, и другими составами сегодня нет, ведь рынок буквально переполнен различными препаратами, которые успешно защитят стропила деревянные.

При обработке данными составами лучше всего пользоваться обыкновенной малярной кистью, так как при применении метода распыления пропитка древесины может быть недостаточной.

Виды стропильных систем разных типов крыш

Все варианты конструкций определяются двумя основными видами устройства стропильных систем: висячими и наслонными.

Висячие

Идеально подходят для двускатных типов крыш, с небольшими пролетами – до 5 м., без внутренних перегородок. Нижняя опора – мауэрлат. В такой системе применяется затяжка, которая уменьшает распор конструкции на главные опоры здания.

Конструкция крыши висячего типа

Балки висячих стропил расположены внизу – они также играют роль балок перекрытия. В случае, когда перекрытие были изготовлены из железобетонных конструкций, они также могут быть затяжками системы.

Не стоит использовать ноги в качестве основного опорного элемента для свеса крыши. Более оптимальный вариант – кобылка (при условии, что свес имеет ширину не более 1 м.). Нога, при таком решении, передает нагрузку по всей своей плоскости мауэрлату.
Когда древесина имеет влажность более 20%, стоит заранее приготовиться к тому, что после высыхания система начнет «ходить». Решение – использовать в качестве крепежей болты, которые всегда можно подтянуть. Но, еще более «продвинутый» вариант – «мощные» крепежные винты.
На верху крыши обязательно нужно закрепить ветровую доску (должна идти от самого мауэрлата до верха конька). Угол организовывается от мансарды. Нужно это для создания максимально прочной крыши, стойкой к ветровым нагрузкам.

Читать еще: Как крепить металлический трос?

Наслонные

Применяются для крыш с пролетами 9-15 м. Вверху такие стропила крепятся на коньковый прогон, внизу – на мауэрлат.

Наслонная стропильная система

Если пролет более 15 м., то вместо конькового прогона монтируется два боковых, которые дополнительно крепятся на стойки. В случае, когда будет создаваться чердак, в качестве опоры наслонных балок используют стену.

Любая конструкционная часть такой системы не должна быть толще 5 см.
Поверхности элементов должны быть максимально гладкими и обработанными.
Очень тщательно нужно отнестись к расчету нагрузок на каждый конструкционный элемент.
Мауэрлат должен располагаться строго в горизонтальном положении относительно вертикальных опор.
Симметрии нужно придерживаться и при монтаже подкосов со стойками.
Качественная вентиляция – залог того, что ваша система стропил не сгниет в будущем.
В точках соединения элементов с камнем или кирпичем нужна хорошая гидроизоляция.

В зависимости от выбранной застройщиком формы крыши, ее каркас также будет различным. Предлагаем изучить различные варианты для наиболее популярных верхних конструкций дома.

Односкатные крыши

Изготавливаются под углом 13-25 градусов, такие крыши имеют наиболее простые (в плане изготовления и монтажа) стропила. В случае небольшого здания с пролетами до 5 м. применяется наслонная система. В случае, когда пролеты больше 5 м – дополнительно применяют фермы.

Двускатные

Тоже довольно простой вариант. Особенно, когда под такой крышей оборудуется чердак или мансардный этаж. Углы наклона – 15-63 градуса. Если капитальные перегородки расположены на расстоянии до 6 м. (относительно друг друга) – монтируют висячие стропила. Для ходовых размеров дома 6х6 или 9х9 метров рекомендуем использовать следующие схемы устройства крыши.

Рекомендуемая схема монтажа стропильной системы висячего типа для двускатной крыши

Увеличивая размеры дома, необходимо видоизменять (усиливать) конструкцию. В таких случаях необходимо использовать наслонную технологию.

Варианты двускатной крыши для пролетов более 10 метров: применение наслонной стропильной системы

Вальмовые или четырехскатные

С углами наклона 20-60 градусов, и пролетами не более 13 м. Обязательное условие – внутренние усиливающие элементы. Для крыш такого типа используются фермы, или же монтируются стропила для крыш наслонного вида.

Ломанная крыша

В нижней своей части может обладать наклоном до 60 градусов, в верхней – пологая. Ввиду этой особенности мансардная площадь становится несколько больше. Используются такие же типы стропил, как и в варианте с четырехскатными крышами. Но, рекомендуется применять фермы.

Достоинства металлической стропильной системы

Стропильная система из металла не имеет ограничений по минимальному углу наклона, он может быть вплоть до 1°. Материал позволяет сделать конструкцию любой формы и сложности. Сами балки могут быть собраны из уголков, тавров, профильных труб прямоугольного сечения. Перед тем как собрать готовую стропильную систему проводят точный расчет, учитывающий все возникающие нагрузки: постоянные и временные. Сильные стороны стропильных ног из металла следующие:

Высокая пожарная безопасность. Металлические фермы и каркасы не горят, что очень важно для крыши. Даже если вспыхнет пламя, такие конструкции не обрушатся.
Обслуживание. Деревянные детали ежегодно нужно обрабатывать антисептиками и антипиренами. Оцинкованный слой на стальных деталях защищает поверхность от коррозии на протяжении всего срока эксплуатации.
Отсутствие остаточных материалов. Перед тем как смонтировать крышу все детали подготавливают либо на заводе, либо на специальной площадке. После доставки останется собрать конструкцию и крыша готова. При строительстве из дерева остается много мусора в виде обрезков, опилок и так далее.
Продолжительный срок службы. Грамотно спроектированная и профессионально собранная крыша из металлических стропильных ног простоит 100 лет. Даже самые прочные деревянные каркасы рассчитаны на меньшее время жизни.
Экологичность. Металлические конструкции не выделяют токсинов и поддаются переработке. Если понадобится переделка крыши, то старые профили можно продать, а вырученные деньги вложить на реконструкцию.

Для стропильных систем из металла с длиной ската от 10 до 12 метров целесообразнее использовать сварное соединение.

Разновидности стропильных систем

В зависимости от типа кровли каркасы могут обустраиваться в разных вариациях.

Для изготовления стропильной фермы используется деревянный брус с минимальным сечением 15х5 см. После закрепления отдельных компонентов стропильной конструкции между собой, фиксации их на доме к каркасу крепится обрешетка.

Читать еще: Как сварить теплицу из металлических профильных труб?

Структура стропильной системы бывает висячей, наслонной. Оба варианта применяются в частном домостроении. Их главные отличия:

В случае изготовления висячей системы стропил несущие балки упираются в мауэрлат, обустраиваемый по периметру дома без отделки. Его фиксируют к несущим стенам сооружения, на крайнюю кладку сверху. Мауэрлат — это обыкновенный брус из древесины сечением 100х100 мм. Фиксация стропильных ног сверху фермы осуществляется друг с другом коньковым брусом.

В случае использования наслонного варианта стропила сверху фермы между собой не фиксируются. Фермы в данном случае упираются на колонны, продольную центровую стену сооружения.

При выборе варианта конструкции стропильной системы огромное значение имеют габариты здания.

Почему стоит выбирать металл?

Исходя из того, какие виды нагрузок хотят и каковы пожарные нормы, каркас производится из разнообразных материалов. А теперь как можно надолго остановимся на отличительных особенностях применяемых материалов для стропильства каркаса. Рассмотрим главные достоинства стропил из дерева. Строительство каркаса для большинства представляется как работа с деревянной доской, которые в необходимом месте стоит подпиливать. Как древесину применяют в основном сушенную древесину. Однако осуществлять работу с деревом в действительности не легче, чем с металлом, хотя большинство так считают. Так, при производстве деревянных стропил незаменима лишь древесина высоких сортов. К тому же внимательно смотрят за тем, чтобы в подобных сортах досок и брусьев не было огромных сучков, обзолов, трещинок либо необходимого наклона волокна. В чем суть? Каждый важный недостаток может приводить к тому, что стропильная нога всего лишь треснет под нагрузкой. Если же возможности приобрести добротный сухой пиломатериал не имеется, тогда его высушивают сразу на объективы в особенном вентилируемом штабеле. По этой причине стоит для производства стропильных систем покупать готовые доски, к тому же с запасом по ширине. И это еще не все.

В основном пиломатериал смотрится очень ровным лишь на глаз, а для стропильных систем геометрия является довольно важнейшей характеристикой. И как раз обладая запасом по ширине, мастера получают возможность самому выправлять стропила строгальной техникой. Лишь таким образом скаты выходят на самом деле ровные, и на них комфортно устанавливаются совершенно различные кровельные покрытия.

А теперь рассмотрим, особенности выбора стальных балок. На сегодняшний день стропильную систему довольно часто подбирают из стальных оцинкованных балок. Вы вероятнее всего видели их наименования: двутавры, швеллера либо тавры. Подобные детали выходят очень дорогие, чем деревянные либо обыкновенные металлические, однако этого стоит. Да, в монтажных работах они очень труднее, однако предпочитают их за одно важнейшее достоинство— это повышенная надежность к изгибающей нагрузке. С помощью этого в строительстве каркаса возможно обходиться без каких-то там вертикальных подпорок и иных деталей. Однако в жилых домостроениях балки на сегодняшний день не часто применяются, хотя подобная практика имеется, и сегодня разъясним, почему. К примеру, трудность стропильных систем и присутствие внутренних деталей сразу воздействует на планировочных решениях мансарды. Потому что чем более разнообразных перемычки среди строителей, тем менее выйдет потолок чердака. К тому же все это имеет важное значение не только для монтажа еще одной жилой комнаты под каркас. Дело в том, что на сегодняшний день востребованы так именуемые бесчердачные каркасы, под которыми находятся обыкновенные помещения дома. И различные дополнительные детали там вообще не поместятся. Однако имеется собственная ложка дегтя: металлические балки в основном продолжат мостиками холода, а из-за этого для них непременно устанавливают кровельный пирог. Главным образом начинка тут ориентированно-стружечная плита. Это прекрасная альтернатива обыкновенным разным стропилам.

Установка мауэрлата

Надо знать, что мауэрлат представляет собой основную опору для каркасной конструкции и кровельного материала крыши. Задача мауэрлата заключается в принятии нагрузок от всей конструкции крыши и их равномерном распределении на несущие стены здания.

Благодаря этому конструктивному элементу увеличивается долговечность не только крыши, но и всего здания в целом. Если бы не применялся этот ярус из бруса, вертикальные нагрузки от крыши действовали бы с разрушающей силой на несущие стены в отдельных точках. По сути, мауэрлат выполняет главную опорную и защитную функцию во всей каркасной конструкции верха сооружения. Такая опора не нужна только при строительстве домов из дерева, в которых верх стен заканчивается укладкой брусьев или бревен. Этот важный конструктивный элемент должен проходить монтаж при устройстве каркаса крыши таким образом, чтобы внутренние поверхности его и несущих стен находились в одной плоскости. Это позволит сделать внутреннюю отделку дома более удобной.
Со стороны улицы мауэрлат нужно зарыть кладкой из кирпича, чтобы древесный материал не подвергался воздействию явлений природы. Стены, выложенные из блоков или кирпичей, должны быть выровнены в верхней точке бетонной стяжкой. Она, в свою очередь, должна быть накрыта рубероидом в несколько слоев. Вместо этого материала можно применить разогретый битум. Изоляционный материал используется для защиты мауэрлата от влаги, которая могла бы передаваться к нему от стен. Переизбыток влаги губительно действует на деревянный материал и уменьшает его долговечность.
Самым практичным и надежным методом фиксации мауэрлата к стенам здания является применение металлических шпилек, которые крепко скрепляют поверхности обоих элементов. В кирпичах или блоках проделываются отверстия необходимого размера. Готовые металлические шпильки, которые изготовляются из стальной арматуры, вставляются в просверленные отверстия. Затем брус для опоры прикладывается для примерки к шпилькам, делаются отметки и по ним также в мауэрлате проделываются отверстия.

Обратите внимание! При монтаже внимание нужно обратить на длину шпилек. Они должны выступать с тела опорного бруса на расстояние от 1,5 см. На концах металлических деталей должна быть нарезана резьба, которая в итоге используется для окончательной фиксации мауэрлата с помощью шайб большого диаметра и гаек. Как альтернативу такому креплению можно применить сварку.

Монтаж каркаса двухскатной кровли

После того как все необходимые материалы приобретены, а деревянные конструкции прошли обработку, можно начинать монтаж каркаса крыши. Первым этапом устройства каркасной крыши является укладка мауэрлата – бруса, необходимого для распределения и передачи нагрузок от стропил на несущие стены. Обычно мауэрлат укладывается по внутреннему краю несущей стены на бетонное основание.

Читать еще: Забор из ковки с металлическими столбами

как укрепить мауэрлат

Для предотвращения поглощения древесиной влаги из бетона под брус укладываются несколько слоёв рубероида. С наружной стороны стены кирпичная кладка ведётся до уровня мауэрлата. Мауэрлат крепим к бетонному основанию при помощи шпилек и гаек.

Стропильная система

После того как основа готова, можно начинать монтаж каркаса, то есть установку стропил. Для этого необходимо определиться с их шагом. Обычно, шаг стропил принимается равным 800-900 мм, что соответствует размерам бруса обрешётки. Предварительно проделываем пазы в мауэрлате для крепления стропильных ног и сверлим в нём крепёжные отверстия.

Как правило, устройство каркаса из стропильных ног начинаем вести от фронтона здания, то есть от торцевых частей крыши.

После того как с обоих концов крыши установлены торцевые стропильные ноги, натягиваем между их коньками шнур. С его помощью мы сможем выставить вертикально промежуточные стропила.
Все стропила крепим к мауэрлату при помощи скобы и стального кронштейна. Свес стропил за периметр здания должен быть около 40 см.
Можно не делать свес самого стропила, а нарастить его за счёт кобылки – специального бруса меньшего сечения, который крепится к стропильной ноге при помощи гвоздей.
Для фиксации нижней части стропил используем обвязку, которая опирается на мауэрлат. Если длина стропила недостаточная, то можно его нарастить. Для этого необходимо наложить другой брус с нахлёстом не менее 1 метра.
Для фиксации брусьев используем шпильки длиной 8-12 мм.

Изготовление каркаса крыши с пролётом около 6 метров не обойдётся без устройства затяжки между стропилами. Затяжка устанавливается между двумя стропилами. Таким образом, вся конструкция напоминает букву «А».

После установки всех стропил фиксируем их вертикальное положение при помощи конькового бруса, устанавливаемого в верхней части всей конструкции.

Теперь можно приступать к обустройству обрешётки. Для покрытий из мягких кровельных материалов понадобится устройство сплошной обрешётки из плит ОСБ или влагостойкой фанеры, а для покрытий из металлочерепицы, шифера или профлиста потребуется обустройство прореженной обрешётки из брусьев. Для повышения прочности крыши обрешётка в районе коньковой части выполняется всегда сплошной.

Теперь вы знаете, как собрать каркас крыши из древесины своими руками. Как видите, при наличии соответствующих знаний его можно выполнить своими силами и значительно сэкономить средства на оплате труда наёмных рабочих.