Стропильная конструкция является основой любой кровли. Поэтому к ее созданию необходимо отнестись с особым вниманием. При монтаже крыши большинство людей обращается к профессионалам, боясь того, что не справится с задачей самостоятельно.
Стропильная конструкция – это основа для скатной крыши.
Но если общая площадь здания не превышает 100 м2, то каркас кровли можно изготовить самостоятельно.
Основная трудность, с которой сталкиваются начинающие мастера, заключается в креплении стропил и конькового прогона. Но если правильно выбрать коньковый брус и заранее спланировать все этапы работ, то никаких сложностей при монтаже обычно не возникает.
Подготовительный этап работ
Виды стропильных систем.
Коньковым прогоном называют горизонтальную балку, которая располагается в верхней части кровли на стыке 2 скатов. Обычно в качестве балки используют брус коньковый. Этот вид пиломатериалов специально предназначен для больших нагрузок. Но прежде, чем закупать материал, необходимо рассчитать углы наклона кровельных скатов. Принято считать, что чем меньше этот угол, тем дешевле обойдется возведение крыши. В основе расчетов должна лежать не экономическая выгода, а технические характеристики. Необходимо учесть нагрузку на стропила и предположительный вес осадков (особенно зимой). Именно поэтому в средней полосе России крепление стропил располагают так, чтобы скаты располагались под углом в 45°. Именно такая кровля считается оптимальной.
Далее следует выбрать необходимый строительный материал. Действительно надежную кровлю может обеспечить только легкая, но достаточно прочная конструкция. Поэтому разумнее остановить свой выбор на пиломатериале, изготовленном из сосны. Для каркаса кровли обычно используют доску, размеры которой не превышают 20х5х600 см. Кроме того, необходимо приобрести брус коньковый сечением 20х20 см.
Рисунок 1. Схема конька крыши.
Выбирая материалы, необходимо учитывать не только их размер. Нужно обратить внимание и на качество. Ни в коем случае не покупайте непросушенные пиломатериалы. Через какое-то время крепление стропил, собранное из таких досок, непременно поведет. Соответственно, деформируется вся крыша. Помните, что идеальной считается древесина, в которой содержание влаги не превышает 20%.
Перед строительством кровли все материалы необходимо тщательно подготовить. Их проверяют, для того чтобы исключить наличие гнили или паразитов, и обрабатывают антисептиками. Это обеспечит долговечность стропил. Если вы не собираетесь проводить монтаж крепления немедленно, то подготовьте материалы к хранению. Для этого выделите сухое и хорошо проветриваемое помещение. Не кладите доски и брус на пол. Подложите под них рейки. Такое же основание должно быть между каждым рядом досок. Расстояние между ними должно быть не меньше 1,5-2 см. Только так вы обеспечите свободную циркуляцию воздуха. В противном случае в древесине может накапливаться влага и начнут размножаться плесневые грибы.
Монтаж кровельного конька
Перед началом работ составьте схему крепления всех элементов кровли. Пример такой схемы приведен на рис. 1.
Стропила для крыши.
Только с помощью подобного чертежа вы сможете правильно определить необходимые размеры и продумаете крепление стропил, которое будет наиболее эффективно для выбранного кровельного материала.
Брус коньковый обычно представляет собой перекладину, располагающуюся вверху кровельной конструкции. Он необходим для того, чтобы равномерно перераспределять давление крыши на стены дома. Самостоятельная установка такого бруса – не самая простая работа. И к ней необходимо подойти со всей ответственностью.
Прежде всего нужно рассчитать длину бруса, который вам понадобится. Обычно при строительстве традиционных для России домов с боков кровли имеются небольшие выступы. Как правило, их ширина не превышает 1,5 м. Всю конструкцию необходимо рассчитать так, чтобы крепление бруса конькового приходилось на всю длину козырьков.
На основание кровли укладывают гидроизоляцию (обычно для нее используют рубероид) и края изоляции загибают вокруг бруса. Далее конструкция укрепляется с помощью арматуры. Для этого берут 2 прута по 40 см и фиксируют по бокам балки. Сам брус разумнее не рассверливать, иначе на нем могут возникнуть трещины.
Удлинение конькового бруса
Для проведения дальнейшей работы вам потребуются следующие инструменты:
- пила (если выбранный вами пиломатериал имеет значительную толщину, то разумнее пользоваться электро- или бензоинструментом);
- электрорубанок;
- перфоратор;
- молоток;
- строительный уровень и отвес.
Монтаж кровельного мауэрлата производится на анкерные болты.
Иногда брус необходимо нарастить, так как коньку крыши стандартных 6 м не хватает. Эту процедуру удобнее проводить непосредственно на строительной площадке, потому что наращенную конструкцию бывает достаточно сложно транспортировать на крышу.
Место, в котором будет проходить шов крепления бруса, нужно подобрать так, чтобы он лежал на перекрытии (например, простенке). Помните, что длинной балке необходима дополнительная поддержка.
Для обеспечения опоры по вертикали берется достаточно толстая доска, к которой с боков крепятся 2 отреза бруса. В итоге у вас должна получиться незакрытая рама, в которой бруски послужат вертикальными подпорками для балки. Место стыка 2 брусьев на коньке должно приходиться на эту рамку.
Отрезки бруса, которые будут формировать конек, скрепляют между собой достаточно длинными (не менее 2 м) досками. Для этого концы балки укладывают на предусмотренное для них место, проверяют правильность их расположения с помощью уровня и сшивают досками по бокам. При таком способе крепления размеры коньковой балки неважны. Вся конструкция получается достаточно надежной.
Монтаж кровельного мауэрлата
Схема подготовки стропильной конструкции и контробрешетка.
Мауэрлатом называют элемент кровли, который необходим для соединения стропил с несущей стеной здания и правильного перераспределения общей нагрузки. Для формирования такой конструкции необходимо выбрать ровные доски, так как они должны плотно прилегать к поверхности стены. Поэтому все выпуклости на пиломатериале нужно удалить заранее.
Установка мауэрлата начинается с гидроизолирующей прослойки. Все узлы закрепляют с помощью анкерных болтов длиной не менее 20 см. Гнезда под них нужно сформировать заранее, просчитав их месторасположение так, чтобы шляпки болтов находились между элементами крепления стропил и не мешали дальнейшему монтажу. Иногда стандартной длины досок для мауэрлата не хватает. Но их тоже можно нарастить.
Далее переходят к монтажу стропил. Но сначала нужно определить необходимое количество ребер каркаса. Для этого рассчитывают общую длину кровли и делят ее на 1,3 (приблизительное расстояние между стропилами). Длину крыши делят на полученное число и определяют количество стропил. Например:
8 м/1,3=6 шт.
При расчете дробное число необходимо округлить в большую сторону. Таким образом, понадобится 12 ребер (по 6 с каждой стороны). После того как необходимое количество стропил определено, можно получить точный размер между ними:
8/6=1,3 м.
Крепление стропил должно происходить на 2 уровнях: на коньковой балке и мауэрлате.
Расчёт сечения
Чтобы подобрать сечение коньковой балки, необходимо провести расчёт по двум показателям:
- на прогиб;
- и высчитать прочность на разрушение.
Чтобы рассчитать коньковый прогон на прогиб и прочность, необходимо воспользоваться следующими формулами:
- Сначала требуется определить внутреннее напряжение, которое возникает в балке при изгибе под действием внешней нагрузки. Это значение не должно быть больше расчётного показателя сопротивления материала на изгиб, которое можно найти по таблице или в СНиП номер ІІ-25-80. Внутреннее напряжение находим по формуле: Σ = М:W , где:
- Σ – искомая величина, которая определяется в кг на см²;
- М – предельный изгибающий момент (кг Х м);
- W – это момент сопротивления на прогиб у подобранного сечения стропил (находится по формуле bh²:6).
- Прогиб прогона нужно сравнить с нормируемым значением, которое равно L/200. Он не должен его превышать. Прогиб балки находится по формуле f = 5qL³L:384EJ, где:
- J – это момент инерции, который определяется по формуле bh³:12, где h и b – габариты сечения прогона;
- Е – величина модуля упругости (для древесины хвойных пород она равна 100 тысяч кг/см²).
Для начала нужно высчитать изгибающий момент. Если на схеме балки их присутствует несколько, то после расчёта выбирается наибольший. Далее чтобы определить габариты сечения балки, мы можем произвольно задать параметр ширины балки и потом определить её требуемую высоту по формуле: h = √¯(6W:b), где:
- b – это заданная нами величина ширины балки в см;
- W – сопротивление прогона на изгиб, величина определяется по формуле: W = M/130, где М – это самый большой изгибающий момент.
https://youtube.com/watch?v=kRfA63cin-4
Можно сделать наоборот, задать произвольную ширину прогона и вычислить его высоту по формуле b = 6W:h². После того, как вы вычислите габариты сечения прогона, его необходимо проверить на прогиб по формуле из пункта 2.
Когда коньковый брус будет рассчитан на прогиб, то необходимо сравнить эту величину со значением L:200. Если прогиб на наиболее длинном участке не будет превышать это значение, то сечение балки оставляют таким, как получилось. В противном случае необходимо увеличить высоту прогона или использовать дополнительные опоры снизу. В последнем случае полученное сечение нужно перепроверить, снова выполнив расчёт с учётом используемых опор.
Полученные значения ширины и высоты конька нужно округлить в большую сторону. В принципе, выполнить этот расчёт несложно. Самое главное, указывать значения в нужных единицах измерения, то есть не запутаться, переводя метры в сантиметры и обратно.
Монтаж кровельных стропил
Утепление крыши и монтаж черепицы.
Разметку под ребра необходимо сделать заранее. Причем метки должны стоять как на коньке, так и на месте крепления у фронтона. На эти линии будет приходиться середина ребра, образованного 2 досками. Расстояние между ними должно быть не более 0,5 см.
Основанием крепления стропил на балке конька должны служить обрезки бруса диной 25-35 см. С помощью саморезов их закрепляют на коньке так, чтобы опоры стропил располагались точно перпендикулярно балке. Такие же основания формируют на мауэрлате. Но в этом случае длина бруска не должна превышать 20-22 см.
Стропила укладывают, прихватывая их с каждой стороны на 1 гвоздь, и проверяют точность их месторасположения, а затем фиксируют жестко. Сначала устанавливают ребра каркаса с 1 стороны ската, потом с другой. Первыми монтируют стропила с краев кровли. По полученным треугольникам сверяют правильность установки других стяжек. Для этого между ними натягивают шнур вдоль всей конструкции. Он послужит направляющей для монтажа оставшихся стропил.
После того как крепление стропил, расположенных с краю, завершено, нужно зафиксировать центральные ребра. Далее опору, которая располагается на месте стыка коньковой балки, можно удалить. Необходимая жесткость и устойчивость всей стропильной конструкции уже обеспечена, и в дополнительной поддержке она не нуждается.
Оставшиеся ребра устанавливаются попарно. То есть сначала монтируют пару ребер с торца дома, потом переходят к его фронтону. Такой способ монтажа обеспечит правильное перераспределение нагрузки.
Обрешетка
Там где я заказывал доски, попросил чтобы мне сделали распил на бруски 5х5 см., 300 руб. взяли за это. А вообще на будущее, неплохо было бы иметь хорошую циркулярку, но она дороже моего лобзика тысячи на 3-5. Впрочем мне и этого вполне хватало, благо я не строю.
Я сделал сортировку брусков, т.к. они по любому не все в идеалочку, ширина колеблется от 4.5 см до 5.5 см. Те что самые широкие — идут на первые и последние ряды, а остальные к середине, чтобы бугра не было.
ЧИТАТЬ ТАКЖЕ: Гибкая черепица – что это и особенности, какие бывают виды
Ну а дальше прикручивал саморезами черными 4.5 х 100 мм с шагом 38 см., соединяя бруски на лагах, вразбежку. Первый и последний ряд усилил дополнительными брусками и доской, дабы не сорвало сильным ветром. Я выбрал саморезы т.к. их можно если что перекрутить, и по ощущениям они достаточно прочны и даже гибки, я подумал «не так страшен черт как его малюют». Но для верности все же вкручивал по 2 самореза на точку крепления, с расстоянием 2-3 см. между ними (как положено), на брусе 5 см. это соблюсти сложно, поэтому 1 крутил наискось.
Прикрутив обрешетку я сделал перерыв на три недели, очевидно не зря, т.к. их местами повело, заметно для глаза. Поэтому где-то подпилил, подтесал, подровнял.
Завершающий этап монтажа
Верхний край стропил необходимо дополнительно зафиксировать. Для этого противоположные ребра стягивают с помощью металлических пластин, крепя их саморезами. После того как вся стропильная конструкция установлена и надежно закреплена, выступающие части досок необходимо опилить. Для этой работы удобнее использовать ручную ножовку. Особое внимание необходимо уделить углам ребер, которые расположены на коньковом брусе. Если вы оставите выступающие части ребер, то правильно уложить покрытие кровли будет затруднительно.
В последнюю очередь необходимо смонтировать банты. Бантами называют доски, расположенные примерно посередине треугольника, образованного стропилами. Такая перемычка необходима для того, чтобы снять лишнюю нагрузку со скатов кровли. Банты же уменьшают прогиб покрытия крыши и всей стропильной конструкции под тяжестью снега зимой или их деформацию при сильном ветре.
Место фиксирования бантов зависит от высоты расположения конькового бруса. При возведении одноэтажных домов конек поднимают на высоту 3,8-4,3 м. В таком случае бант необходимо закрепить точно посередине стропильного треугольника. Подобное расположение поможет снять с кровли нагрузку, но при этом чердачное пространство будет достаточно просторным для того, чтобы в нем мог свободно перемещаться человек среднего роста. На весь монтаж каркаса крыши требуется примерно 2 рабочих дня.
Водосточная система
Грамотное устройство крыши под металлочерепицу обязательно предполагает надежную систему водостока. Состоит она из различных элементов.
Водосточный желоб
Для одной водосточной трубы по правилам положено 10 метров желоба, не более. На этом желобе выпиливается отверстие V-образной формы и шириной 10 сантиметров – туда будет вставляться выпускная воронка. Ее необходимо закреплять в 15 сантиметрах от края желоба.
Держатели для желоба
Их надо ставить до того, как смонтированы карнизы крыши и металлочерепица. Устанавливают держатели через каждые 0,4 – 0,5 метра. Их надо разметить, чтобы получился уклон до 5 миллиметров на метр, а потом согнуть полосогибом. Либо можно изогнуть уже закрепленные держатели, разметив их с помощью натянутого шнура.
Выпускная воронка
Ее передний край подводят под внешний отогнутый край желоба. Фиксируем воронку резным фланцем, пригнув его к задней кромке водосточного желоба.
Соединители
Когда надо скрепить между собой желоба или их углы, обязательно делается перехлест от 2,5 до 3 сантиметров. Для этого используют специальные детали – соединители. Они имеют резиновые прокладки и замок, состоящий из заднего фланца и язычка спереди. С помощью этого замка желоба легко соединить – хоть в ряд, хоть под углом.
Эта деталь ставится в воронку водосточной трубы, не пуская туда мусор и осенние листья. Хотя бы один раз в году паука надо чистить, иначе он перестанет выполнять свои функции.
Труба для соединения и ее колено
Для перехода от воронки к водосточной трубе используют два колена и соединительная труба. Их отпиливают на месте, определив необходимый размер.
Водосточная труба и ее держатели
Держатели выпускаются двух видов. Эти элементы универсальны – подходят для всех поверхностей и всех материалов. К стене данные элементы крепят через метр. Кроме того, требуются крепления на трубных стыках. При монтаже от заготовки трубы отрезаются куски необходимой длины, которые вставляют в держатели, крепко защелкнув замками. В нижней части водосточной трубы, отступив от отмостки 30 сантиметров, закрепляют колено для слива воды.
Тройник водосточной трубы
Нужен тогда, когда для двух воронок имеется один слив. Снизу тройник обжимают. Сбоку раструб этого элемента достаточно широк, что весьма удобно. Это позволяет менять угол входа боковой трубы.
Воронка для сбора воды
Если кровля фальцевая или относится к одному из сложных видов, то желоб меняют на воронку. Эту воронку просто вставляют в трубу, закрепленную на карнизе хомутом. Его делают из металлической полоски, а соединяют саморезом.
Ограничитель для предупреждения перелива
Он нужен там, где вода стекает постоянно, а иногда и в больших количествах (под ендовой, к примеру). Ставят его на угол желоба или на желоб.
Вот, пожалуй, и перечислены все основные элементы, которые предусматривает технология устройства кровли из металлочерепицы. И если их все правильно установить, то выйдет крепкая, красивая и непромокаемая крыша.
