Устройство каркаса для утепленной кровли
Наличие утеплителя в составе кровельного пирога требует правильно выбрать шаг стропил под металлочерепицу, и устроить стропильную конструкцию так, чтобы теплоизоляционный слой не потерял свои качества. Это может произойти в результате намокания утеплителя, так как вода служит хорошим проводником тепловых волн.
Намокание теплоизоляционного материала происходит в следующих случаях:
- Бытовые испарения, поднимающиеся вверх, проникают в теплоизоляцию с внутренней стороны.
- Разница температур на улице и на чердаке способствует образованию конденсата.
- Несоблюдение технологии монтажа кровли приводит к образованию протечек, которые наблюдаются при снеготаянии и обильных осадках.
Чтобы предотвратить появление неприятных ситуаций, нужно правильно уложить кровельный пирог, распределить его по кровле и надежно зафиксировать на стропилинах. Помимо этого стропильная система под металлочерепицу должна формировать вентиляционные каналы, которые позволяют потоку воздуха омывать теплоизоляционный слой и внутренний слой металлочерепицы.
Установка обрешетки и контробрешетки позволяет создать каналы, которые способствуют регулярному проветриванию и выведению конденсата из-под кровельного пространства. Это продлевает эксплуатационный срок и кровли, и стропильной системы.
В разрезе утепленная кровля со стороны отделанного помещения выглядит следующим образом:
- Материал, используемый для отделочных работ внутри чердачного помещения.
- Внутренняя обрешетка, на которую крепится слой пароизоляции.
- Непосредственно пароизоляционный слой, являющийся препятствием на пути бытовых испарений.
- Стропильные ноги, в промежутках которого располагают плиты теплоизоляционного материала. Причем для образования вентиляционного зазора нужно, чтобы теплоизоляция была немного тоньше ширины стропилины. Если утеплитель ложится на одном уровне со стропилинами, то следует прибить дополнительную обрешетку для создания необходимого зазора.
- Гидроизоляционный слой укладывается непосредственно на стропилины или на контробрешетку, если была необходимость в ее установке. Дело в том, что гидроизоляции в виде полиэтиленовой пленки нельзя контактировать с утеплителем, в целях предотвращения образования влаги. В случае использования диффузной мембраны контробрешетка не нужна, так как этот гидроизоляционный материал пропускает влагу наружу, но не впускает ее обратно.
- Наружная обрешетка, необходимый элемент для фиксации гидроизоляционного материала, создания вентиляционного канала и укладки металлической черепицы.
- Непосредственно кровельный материал — металлочерепица.
Исходя из выше сказанного, напрашивается вывод, устройство двухскатной крыши из металлочерепицы с утеплителем предполагает использование трехслойного пирога и двух вентиляционных контуров при использовании классического варианта гидроизоляции. Входящая в состав кровельного пирога диффузная мембрана позволяет укладывать три слоя изоляции и один вентиляционный канал. Основой для крепления всех слоев служит стропильная система, на которую возлагается функция удержания кровельного материала и снеговой нагрузки.
В большинстве случаев стропилины под металлическую черепицу делают из досок сечением 5*10 см или 5*15 см при соблюдении стандартного шага стропильных ног при устройстве кровли.
Узлы стропильной системы двускатной крыши
Основные типы соединений в узлах несущей конструкции кровли мы уже рассмотрели выше. Но имеет смысл подробнее остановиться на вспомогательных материалах, позволяющих сделать стропильную систему более надёжной и прочной.
Усилить крепление деталей при монтаже стропильной системы можно при помощи металлических пластин и уголков различной формы
Такие изделия производятся из оцинкованной стали толщиной до 1,5 мм. Они имеют различную конфигурацию и могут быть установлены на любом виде соединения.
Фотогалерея: виды соединений в узлах стропильной системы двускатной кровли
Все стыковочные узлы стропильной системы несут функцию усиления стропил за счёт перераспределения нагрузок и упрочнения несущих элементов. Так, в нижней части стропило опирают на мауэрлат под прямым углом, для чего выполняют соответствующие врезки.
Для усиления стропильной системы стараются использовать соединения с максимальной несущей способностью, например, врезку стропила в мауэрлат под прямым углом
Кроме того, для дополнительного усиления в стыковочных узлах используются металлические крепёжные пластины. Этот же принцип используется и при установке подкосов к стропилу. В любом случае сопрягаемые детали должны работать «на упор» и не смещаться в процессе эксплуатации.
Любые детали должны нагружаться вдоль своей оси
Можно назвать три основных вида узлов в стропильной системе:
- Коньковые соединения. Это стыковка двух стропильных ног под заданным углом по линии пересечения скатов. Могут быть шарнирными или глухими. Первые применяются при устройстве стропильной системы на брусовых или бревенчатых домах, которые склонны проседать и приподниматься в зависимости от сезона в течение практически всего срока эксплуатации. Глухие соединения используются в стропильных системах домов из строительного камня. В таких строениях поверх стены устанавливается армированный пояс, который и принимает на себя боковые нагрузки.
- Крепление нижних концов стропильных ног к мауэрлату. Поскольку они расположены под углом к опорному брусу, создаётся скользящий вектор, направленный во внешнюю от строения сторону. Для его компенсации в мауэрлате производится врезка, а на стропиле — пятка. Стропило вставляется в паз с упором на неё и крепится гвоздём через ребро балки в мауэрлат. Применяются также дополнительные опорные детали из брусков. В тех случаях, когда стропильная балка должна перемещаться (на деревянных срубах), применяются скользящие крепления. Они дают возможность компенсировать сезонные изменения высоты стен.
- Другие узлы. Все остальные детали стропильных систем являются по сути упорными элементами, работающими на сжатие, редко — на растяжение. Они устанавливаются путём врезки в сопрягаемые детали, чтобы не допустить их смещения под нагрузкой. К таким деталям можно отнести ригели, подкосы, стойки, упоры и другие подобные детали.
С висячими стропилами
Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.
Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.
Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами
Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов
Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.
Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).
На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.
Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы
Для мансардных крыш
Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.
Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля
Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна
В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.
При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.
Для больших домов
При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.
Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил
При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).
Прямой и косой прируб для соединения затяжки
Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.
Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки
Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами
При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.
Шаг для различных кровельных материалов
Под металлочерепицу
Кровля из металлочерепицы является сегодня одной из самых распространенных для строительства крыш частных домов.
Этот материал, являющийся имитацией натуральной керамический черепицы, перед своим оригиналом имеет много преимуществ:
- металлочерепица отличается малым весом и для нее не требуется устраивать усиленную стропильную систему;
- малый вес существенно упрощает монтаж металлочерепицы и процесс монтажа происходит намного быстрее.
Небольшая масса листов металлочерепицы позволила сделать более простым соблюдение большинства параметров каркаса.
Например, можно существенно снизить толщину основного материала, на обрешетке уменьшить сечение брусьев, шаг установки стропильных ног сделать больше.
Если предстоит в качестве кровельного материала использовать металлочерепицу, то интервал установки стропил может быть в диапазоне 0,65 – 0,90 см.
Сечение стропильной ноги при этом составляет 150 х 50 мм.
Здесь не рекомендуется увеличение расстояние между стропилами, если используется обрешетка из бруска сечением 30 х 50 мм.
В общем же конструкция стропил под укладку листов металлочерепицы от любой другой конструкции принципиально не отличается.
Под профнастил
Пари устройстве крыши из профнастила рекомендуется стропила устанавливать на расстоянии друг от друга в диапазоне 0,6 — 0,9 метра.
Можно делать, конечно, и больше 90 см, но в таком случае придется использовать поперечные балки большего сечения, чтобы стропильная конструкция была устойчивой.
Сечение стропил под профнастил обычно 50 х 100 мм или 50 х 150 мм.
А под профнастил в качестве обрешетки используется доска сечением 30 х 100 мм.
Монтируют доски обрешетки обычно на расстоянии друг от друга в 50 см.
Величина расстояния зависит от того, какую толщину и высоту будет иметь используемый материал.
Следует помнить при устройстве обрешетки, что самая крайняя доска, которая укладывается на карнизе, должна иметь толщину на 10 — 15 мм больше, чем у рядовых досок.
Под шиферную кровлю
Несмотря на то, что много нового кровельного материала появилось в последнее время, до сих пор одним из самых востребованных остается асбестовый шифер.
Поскольку вес у этого материала значительный, то под него выбирают стропильные ноги, имеющие сечение 50 х 100 и 50 х 150 мм.
Расстояние между стропилами под шифер выбирается 60-80 см.
Для изготовления обрешетки используется доска сечением 25 х 100 мм или брус сечением 50 х 50 мм.
А вот интервал между досками обрешетки зависит от угла наклона скатов.
Если уклон невелик, то лист опирают на 4 бруска.
Если же угол наклона приличный, то будет достаточно трех брусков.
Под мягкую кровлю
С расстоянием между стропилами при укладке мягкой кровли поступают проще всего: его делают таким, чтобы между ними мог поместиться выбранный вами утеплитель.
Поскольку обрешетка под мягкую кровлю устраивается сплошная.
Из фанеры или доски.
И стропильные ноги оказываются надежно скрепленными между собой.
Зависимость шага стропил от кровельного материала
Кроме снеговых и ветровых нагрузок, относящихся к переменным, на кровлю действует и постоянная (статическая), усилие которой, зависит от используемого кровельного материала. Не секрет, что различные виды кровли обладают собственной массой, которая может отличаться в 10 и более раз.
Правильный выбор материала оказывает влияние не только на верхнюю, но и на все остальные части конструкции жилого дома и других строений. Недаром, при проектировании фундамента необходимо заранее определиться с выбором кровли.
Кровля из профлиста
В настоящее время, одним из наиболее распространенных кровельных материалов, является профилированный лист, выпускающийся оцинкованным или с последующим полимерным покрытием. К отличительным особенностям профлиста отнесят следующие параметры:
- Высокая коррозионная стойкость;
- Как следствие, продолжительный (более 15 лет) срок эксплуатации;
- Легкий монтаж даже без необходимой квалификации;
- Малая масса листа (вес 1 м2 составляет 4-5 кг).
Так как данный кровельный материал не оказывает высокой нагрузки на стропильную систему, расстояние между элементами выбирается максимально возможным для того или иного угла наклона. Кроме этого профлист не требует высоких прочностных характеристик от обрешетки крыши. Все это вкупе позволяет минимизировать общую нагрузку на фундамент и стены.
Кровля из металлочерепицы
Вторым распространенным видом стальных кровельных материалов является металлочерепица. Этот вид профлиста, удачно имитирующий натуральный глиняный материал, но с меньшей массой (в 10 и более). Особенностью стропил под металлочерепицу является меньший размер сечения.
Выбирая, на каком расстоянии устанавливать стропила, в первую очередь следует руководствоваться динамической нагрузкой. Как и профлист, металлочерепица не требовательна к размерам стропильных ног и хорошо монтируется на обрешетку из дюймовой доски хвойных пород. Все это делает металлическую кровлю малозатратной.
Стропильная система под ондулин
В 21 веке на смену волнистых листовых материалов пришел более долговечный и легкий аналог – ондулин. Среди прочих — самый легковесных материал. Масса листа не превышает 6 кг.
Малая толщина листов ондулина при углах скатов менее 15о требует обустройства сплошной обрешетки из листов фанеры, например, что потребует соответствующего шага стропил
На это следует обратить внимание при расчетах
Шиферная кровля
Не так давно, широкое распространение имел волнистый материал из асбесто-цементной смеси, называемый шифером. Высокая масса и хрупкость – основные недостатки, однако и поныне он находит своих поклонников при строительстве различных хозяйственных построек.
Высокая масса, сравнимая с весом глиняной черепицы не позволит применить ту же стропильную систему, что и под металлочерепицу. Строительными нормами определен минимальный угол уклона крыши из шифера в 22о и более. В противном случае нагрузка от самого материала и стропильной системы с обрешеткой превышает допустимые параметры. Шаг наклонных брусьев, как и их сечение выбираются индивидуально в каждом конкретном случае.
Поликарбонат на крыше
В последние годы все чаще на крышах веранд и беседок стал использоваться искусственный полимерный материал – поликарбонат. Выпускаемый в двух исполнениях – монолитный и сотовый. Первый по своим свойствам схож с обыкновенным кварцевым стеклом, но значительно превосходит его по прочности. Второй обладает меньшими механическими свойствами, но высокой теплоизоляцией и светопропускной способностью.
Сотовый поликарбонат стандартно значительно легче монолитного собрата. Его используют в качестве кровли без использования обрешетки при условии шага, не превышающего ½ ширины листа материала. Высокая прочность монолитного аналога также позволяет избегать поперечных стропилам элементов. Достаточная гибкость позволяет крыть полукруглые крыши на металлическом каркасе, шаг которого не превышает 0,9 метра.
Тематический материал:
Стропила под мягкую кровлю
Оригинальный узор можно получить благодаря использованию мягких кровельных материалов, стелящихся при помощи клеевого слоя. Устанавливаются которые на сплошную обрешетку из фанеры или ОСП. Шаг стропил должен позволять закрепить листы, поэтому его выбирают кратным ½ ширины. При условии стандартных размеров фанеры 1520х1520 мм, межосевое расстояние между стропилами будет равно: 1520:3=506 мм.
Шаг стропил под утеплитель
Монтаж жилых подкровельных пространств часто совмещают с укладкой листов утеплителя в стропильном промежутке. Наиболее распространены плиты с размерами 600х1000мм. Эти параметры и используем в качестве отправных.
Дополнительные факторы
При расчете шага стропил обращают внимание не только на тип кровельного покрытия. Учитывается множество других моментов, данные о которых можно найти в справочниках и СНиПах. Вот некоторые из факторов:
Вот некоторые из факторов:
Снеговые и ветровые нагрузки. Чем больше выпадает снега зимой и чем сильнее дуют ветра, тем меньше должно быть расстояние между балками. Но, если увеличить угол уклона крыши свыше 45°, тогда разрешается увеличить шаг.
Выбор утеплителя. Для снижения расходов на плиты утеплителя рекомендуется учитывать их стандартные размеры. Выпускают маты шириной 600, 800 и 1200 мм. Если пренебречь этим условием, тогда появится большое количество подрезов, мостики холода и строительство затянется.
Качество пиломатериала
Тут принимается во внимание порода древесины, сорт и сечение. Как уже говорилось выше, на прочность влияет то, насколько хорошо была высушена балка. Закупая древесину, обращайте внимание на ровность и наличие порока в виде сучков и следов от вредителей.
Балки перекрытия и затяжки
Если под двухскатной крышей обустраиваете мансардный этаж, тогда максимально расстояние между стропилами должно быт 0,75 метра.
Закупая древесину, обращайте внимание на ровность и наличие порока в виде сучков и следов от вредителей.
Балки перекрытия и затяжки. Если под двухскатной крышей обустраиваете мансардный этаж, тогда максимально расстояние между стропилами должно быт 0,75 метра.. Принимая во внимание все эти факторы можно определить через какое расстояние устанавливать стропила
Хотя все расчеты можно сделать самостоятельно, так как справочные данные есть в свободном доступе, лучше обратиться к профессионалам
Принимая во внимание все эти факторы можно определить через какое расстояние устанавливать стропила. Хотя все расчеты можно сделать самостоятельно, так как справочные данные есть в свободном доступе, лучше обратиться к профессионалам. Они имеют опыт в проектировании, быстрее определят необходимое расстояние между стропилами
Так, вы избежите возможных ошибок и будете уверены в безопасности
Они имеют опыт в проектировании, быстрее определят необходимое расстояние между стропилами. Так, вы избежите возможных ошибок и будете уверены в безопасности.
Из чего состоит двухскатная крыша
Перечень конструктивных элементов включает несколько позиций. Все элементы следует изучить и хорошо представлять себе их устройство и назначение.
Мауэрлат и стропильные ноги
Мауэрлат изготовляется из хвойного бруса толщиной 100-150 мм. Им прокладывают все несущие стены, для крепления к которым используются анкеры или стержни с резьбой. Благодаря мауэрлату достигается равномерность передачи нагрузки от стропильных ног на несущие стены.
Материалом для изготовления стропильных ног выступает брус 150х100 или 150х50 мм. Стропильные ноги служат деталями для сборки треугольного кровельного контура, который непосредственно противостоит ветру, дождю, граду, снегу и другим природным явлениям. Для того чтобы добиться хорошей прочности всей системы, шаг размещения стропильных ног выбирается в пределах 60-120 см. Частота расположения напрямую зависит от общего веса кровельной конструкции: чем она тяжелее, тем стропилины монтируются чаще. Кроме того, на размеры шага также влияют особенности кровельного покрытия.
Лежень, затяжка, стойки
Лежень изготовляется из такого же квадратного бруса, что и мауэрлат (100х100 или 150х150 мм). Он монтируется в горизонтальном положении поверх внутренних несущих стен, что позволяет добиться равномерности передачи нагрузок от стоек кровли.
Затяжкой комплектуются висячие стропильные системы. Благодаря затяжкам треугольный контур стропилин получает должную конструктивную прочность.
Стойки изготовляются из квадратного бруса (100х100 или 150х150 мм). Посредством вертикальных стоек стропильной системы нагрузка от конька передается на внутренние несущие стены.
Подкосы, обрешетка
Подкосы служат промежуточным звеном от стропилин к несущим элементам. Скрепленная между собой затяжка и подкос образуют ферму, которую отличает повышенная прочность. Фермы способны выдерживать нагрузки даже от больших пролетов.
Обрешетка служит каркасом для укладки кровельного покрытия, транслируя вес кровли на стропильную систему. Материалом для изготовления обрешетки обычно выступают бруски или доски, уложенные под углом 90 градусов к стропильным ногам. В некоторых случаях (когда используется мягкая кровля) применяются каркасы сплошного типа, сооружаемые из влагостойкой фанеры.
Конек, свесы, кобылки
Конек – это верхняя горизонтальная часть кровли, в которой сходятся оба ската. Его образуют соединенные стропилины.
Специальные выступы кровельных скатов по бокам (примерный размер выступа – 40 см), которые защищают стены от дождя и стекающей по крыше воды, называются свесами. Их учитывают практически в любой конструкции стропильной системы.
Кобылки используются лишь в случае недостатка длины стропилин, из-за чего отсутствуют свесы. Чтобы это исправить, применяется наращивание ног досками меньшей толщины: этот дополнительный элемент и называется кобылкой.
