Основные элементы кровли, особенности их монтажа и обслуживания

Чтобы самому установить двускатную крышу, достаточно средних навыков выполнения плотницких работ и понимания технологии её изготовления. Во всем этом несложно разобраться. Нужно также привлечь к процессу толкового помощника, потому что многие операции одному человеку выполнить не под силу. Поэтому многие без сомнений берутся за эту работу и успешно с ней справляются.

Характеристики утеплителя и нагрузка на плоскую кровлю

Любой элемент кровельной конструкции находится под воздействием нескольких нагрузок, поэтому должен удовлетворять достаточно жестким требованиям. В частности, теплоизоляция плоской кровли оказывается непосредственно под следующими нагрузками:

  • снеговыми,
  • эксплуатационными,
  • ветровыми,
  • монтажными.

Особого внимания требует масса снега в регионах, отличающихся обильными осадками зимой. Масса скопившегося на кровле мокрого снега может достигать порядка нескольких десятков тонн. Поэтому утеплитель для плоской крыши должен быть надежным, с превосходными свойствами, физическими и химическими. Поскольку вероятность попадания внутрь перекрытия влаги невозможно исключить, теплоизоляция, к тому же должна быть влагостойкой.

Важной характеристикой кровельной теплоизоляции является его прочность на сжатие. Теплоизоляция крыши, исходя из технологии устройства плоской крыши, фактически выполняет функции подкровельного материала ее основания, поэтому показатели прочности на сжатие и плотности у него должны быть достаточно высокими

Любая ее деформация при эксплуатации или монтаже может стать причиной повреждения гидроизоляционного слоя.

Термоизоляционный материал в однослойной конструкции утепления или верхний слой в многослойной должен иметь высокую плотность, порядка 200 кг/м3, которая обеспечивает материалу особую прочность (по нему можно спокойно ходить).

Конструктивные элементы двухскатных крыш

В общем-то, все эти элементы двускатных крыш представляют собой доски, бруски и балки различной длины, формы и сечения. Рассмотрим их все по порядку.

Мауэрлат

Это хвойный брус квадратного сечения, размер которого обычно составляет 10 или 15 сантиметров. Его кладут вдоль каждой из несущих стен, прикрепляя к ним стержнями на резьбе или анкерами. Предназначение данного элемента – равномерная передача нагрузки от ног стропил к несущим стенам.

Стропильная нога

Это брус, в разрезе имеющий размеры 15 сантиметров на 5 (или 10) сантиметров. Именно из таких элементов собирается наш треугольный контур кровли, который несет всю тяжесть ветра, града, снега и прочих превратностей погоды. Чтобы достойно выдерживать эти нагрузки, стропильные ноги располагают с шагом от 0,6 до 1,2 метра. Чем более увесистой предполагается кровля, тем меньше данное расстояние. Кроме этого, шаг стропил, в некоторых случаях, будет зависеть от конструктивных особенностей используемого кровельного покрытия.

Лежень

Квадратный брус для этого элемента имеет такое же сечение, как и для мауэрлата – 10/10 или 15/15 сантиметров. Его горизонтально кладут на внутреннюю несущую стену, дабы равномерно распределить нагрузку от кровельных стоек.

Затяжка

Данный элемент применяется для висячих стропильной системы. Он завершает треугольник стропильных ног, не позволяя ему расползаться.

Стойки

Брус для них берется квадратный, такой же, как для предыдущего элемента. Стойки размещаются вертикально, беря на себя нагрузку от конька и передавая ее несущей стене внутри дома.

Подкосы

Эти элементы выполняют роль передаточного звена между ногами стропил и несущими элементами. Соединив затяжку и подкосы, получают ферму – весьма крепкий элемент. Даже при наличии большого пролета ферма стойко вынесет все нагрузки.

Обрешетка

Перпендикулярно ногам стропил кладут бруски (или доски) обрешетки. Передавая всю тяжесть кровли стропильным ногам, данный элемент конструкции дополнительно их скрепляет. Предпочтительнее для обустройства обрешетки брать обрезные бруски или доски. Но за неимением лучшего сгодится и доска необрезная – но со снятой корой. Ну, а в случае мягкого кровельного покрытия (к примеру, черепица на битумной основе) обрешетку делают сплошной. Для этого берут влагостойкие фанерные листы.

Конек крыши

Конек это верхнее место крыши соединяющее два ската крыши. Образуется он путем соединения стропильных ног в верхней части крыши. Он расположен горизонтально.

Свес крыши

Данный элемент, выступающий от стен на расстояние примерно 40 сантиметров, не дает дождевым потокам намочить эти стены.

Кобылки

И вновь «лошадиное» название. Эти элементы конструкции стропильной системы двухскатной крыши нужны для организации свеса крыши. Необходимость в них появляется лишь тогда, когда стропильные ноги слишком короткие, и для свеса их не хватает. Тогда эти ноги удлиняют кобылками, которые представляют собой доски несколько меньшего сечения.

Элементы входящие в каркас крыши

Мауэрлат как его часто называют (фундамент для крыши) — опорный брус для стропил, установленный на верхнюю часть стен дома, равномерно распределяющий нагрузку на здание. В доме из дерева, мауэрлатом выступает последний ряд сруба.

Читайте также:  Всё о фронтонах кровли: от выбора материалов до особенностей монтажа

Установка мауэрлата на кирпичные либо блочные стены производиться с помощью мощных анкеров. Мауэрлат изготавливается из высушенной древесины, обработанной защитным противопожарным и противогрибковым средством, сечением от 100х100мм. до 150х150 мм.

Стропильные ноги — устанавливаются парами, с двух сторон крыши и закрепляются на коньке, тем самым образуя стропильную систему (контур крыши).

Шаг их установки обычно находится в диапазоне 0,6-1,2 м., и зависит от типа используемого кровельного материала. Чем более тяжёлая будет кровля, тем меньший используется шаг. Стропила изготавливаются из обрезной сухой доски хвойных пород, толщиной от 50 мм. Для безопасности и долговечности конструкции так же необходимо использовать специальные пропитки для дерева.

Конек крыши — горизонтальная, верхняя линия соединения стропильных ног между собой. Высота его в начале и в конце по отношению к верхним точкам стен, не должна отличаться. Измерить это можно с помощью гидроуровня.

  1. Стойки – вертикально установленные опоры под стропильную систему. В зависимости от ширины, стойки могут устанавливаться, как только под коньковый брус, так и дополнительно в промежутке от конька до карниза крыши. Выполняются опоры из обрезной доски либо бруса.
  2. Кобылки — данные элементы стропильной системы требуются для продления стропильных ног, когда те слишком короткие и нет возможности сделать свес необходимой длинны. Присоединяются к нижней части стропил, путём нахлёста доски меньшего сечения и скрепления их друг с другом гвоздём.
  3. Прогоны – горизонтальный брус, скрепляющий ноги стропил. Крепится с внутренней стороны у основания конька, либо по центру стропильных ног.
  4. Затяжка – закрепленный снизу брус, соединяющий стропильные ноги, не позволяющий им расходиться.
  5. Лежень – опорный брус, лежащий горизонтально на несущей стенке внутри сруба, на который устанавливаются стойки, поддерживающие стропильную систему. Материал – брус сечением от 100х100мм. до 150х150 мм..
  6. Подкосы и стойки – дополнительные опоры под стропильные ноги, дающие конструкции дополнительную устойчивость, крепятся к затяжке или лежню.
  7. Обрешётка – конструкция из брусков или досок, необходимая для укладки кровли, крепятся перпендикулярно стропильным ногам, шаг зависит от типа кровли. Под гибкую черепицу используют фанерные листы, уложенные на стропила сплошным ковром.

Двускатная крыша своими руками — элементы стропильной системыНаличие вышеперечисленных составляющих в конструкции крыши зависит от её типа и размера. Существует два варианта установки стропильной системы на двухскатную крышу: наслонная и висячая. В первом варианте стропила крепятся: внизу к мауэрлату, вверху к коньковому брусу. Конёк должен поддерживаться или внутренней стеной или вертикальными стойками.

Висячие же стропила вверху опираются друг на друга, а внизу к затяжке либо балкам перекрытия. В домах построенных из дерева крепление стропил к мауэрлату делают скользящим, это позволит избежать нарушение каркаса крыши, когда дом будет давать усадку.

Как рассчитать угол

Наклон ската применяется при расчетах элементов стропильной системы. Он определяется в градусах или процентах, поэтому нужно провести некоторые математические действия.

Двускатная крыша в разрезе представляет собой равнобедренный треугольник (если скаты одинаковые). Ее условно можно разделить на 2 прямоугольных треугольника. Одна из сторон Н — высота до уровня конька, другая L — половина пролета дома. Они измеряются по готовым стенам и фронтону. Требуется рассчитать длину стропила B, которую можно найти исходя из тригонометрических формул.

Тангенс угла ската относительно горизонтали:

tgα= H/L

По таблице Брадиса или помощью с инженерного калькулятора находим соответствующее значение угла в градусах. Например, высота крыши 3 м, ширина дома 9 м, половина пролета 9/2=4,5 м.

tgα=3/4,5=0,6667

Этому тангенсу соответствует угол 34°, то есть крыша имеет средний уклон. Можно использовать функцию косинуса и посчитать длину стропила как B= L / соs 34° = 4,5/0,829=5,42 м.

Также информация об угле наклона нужна, чтобы сориентироваться в кровельных материалах.

Для расчета длины стропил ( и проверки) можно воспользоваться вторым способом — теоремой Пифагора:

B²=H²+L²= 9+20,25=29,25, откуда B =√29,25=5,41 м — длина стропила (без свеса).

Чтобы исключить попадание осадков на стены, нужно добавить не менее 40 см для свеса. Получаем для своего здания минимальную длину стропил 5,81 м при угле наклона ската 34°. Для удобства можно принять B=6 м, чему соответствует стандартная доска.

Пошаговая инструкция по монтажным работам

Сразу следует оговориться, что возможные ошибки при сооружении кровли своими руками исправить будет сложно. Поэтому важно четко продумать последовательность действий и проверять качество исполнения каждого узла.

Изначально нужно выполнить следующее:

  • Сделать армопояс, который увеличивает жесткость и прочность здания. Сооружается он по периметру строения и особенно актуален для домов из легких бетонов и поризованных блоков. При его устройстве нужно предусмотреть установку шпилек для последующего крепления мауэрлата.
  • Определить длину стропил. Для этого следует подготовить 2 длинные доски (стандартная длина 6 м) и временно закрепить их к вертикальным опорам на двух противоположных стенах. Затем путем их подъема и опускания можно найти подходящее положение и высоту будущей стропильной конструкции. Лучше всего если длина стропил будет до 6 м, поскольку более длинных пиломатериалов в свободной продаже нет – их придется наращивать самостоятельно.
Читайте также:  Делаем беседку из профильной трубы своими руками

Технология устройства стропильной системы кровли предполагает необходимость неукоснительного соблюдения последовательности действий и всех рекомендаций. Это обеспечит надежность и долговечность не только самой крыши, но и здания в целом.

Установка мауэрлата

Мауэрлат представляет собой деревянный брус, который выступает в качестве крайней нижней опоры для стропил и укладывается сверху по периметру наружных стен. Основная его функция – распределение сосредоточенных нагрузок от точек опирания стропильных ног по все площади верхней части стеновой конструкции. Также он служит для привязки крыши к несущим стенам здания.

При устройстве покрытия кровли учитывайте, что в деревянных и каркасных домах установка мауэрлата не требуется. В брусовых и бревенчатых зданиях в качестве этого элемента выступает верхний венец. Однако и техника крепления в этом случае более сложная – применяются специальные скользящие опоры. Это необходимо для обеспечения возможности небольшого смещения стропильной системы без деформации и разрушения при усадке стеновых конструкций.

Рисунок 11. Крепление стропил с помощью скользящего крепежа

В каркасных строениях мауэрлатом служит верхняя обвязка, которая фиксируется к вертикальным опорам каркаса с запилом специальными перфорированными углами, скобами или гвоздями.

Рисунок 12. Варианты крепления стропил к верхней обвязке в каркасном строении

Монтаж мауэрлата на кирпичные стены может выполняться с помощью шпилек, анкерных болтов и скоб. При использовании скоб один их край крепится к мауэрлату, а второй к деревянному бруску, который закладывается с внутренней стороны стены в кладку на высоте 3-4 рядов от верхней обвязки.

При креплении мауэрлата шпильками и анкерами используется крепеж диаметром не менее 10 мм.

Виды стропильной системы двухскатной крыши

Для рассматриваемой конструкции крыши существует 2 варианта: наслонные и висячие стропила.

Виды системы крыши: с наслонными и висячими стропилами

Рассмотрим каждый вид подробно, дабы сделать взвешенный выбор.

Висячие стропила

Применяются при ширине крыши не более 6 м.п. Установка висячих стропил выполняется за счет крепления ноги за несущую стену и коньковый прогон. Конструкция висячих стропил особенна тем, что стропильные ноги находятся под воздействием распирающего усилия. Висячие стропила с затяжкой, установленной между ногами, позволяют снизить его влияние. Затяжка в стропильной системе может быть деревянной или металлической. Часто затяжки ставят внизу, тогда они играют роль несущих балок. Важно обеспечить надежное крепление затяжки на стропильной ноге. Потому, что на нее тоже передается распирающее усилие.

Совет. Чем выше расположена затяжка, тем большей прочностью она должна обладать. Если затяжку не установить, несущие стены могут попросту «разъехаться» от давления, создаваемое стропильной системой.

Наслонные стропила

Применяются при обустройстве крыш любых размеров. Конструкция наслонных стропил предусматривает наличие лежня и стойки. Лежень, лежащий параллельно мауэрлату принимает на себя часть нагрузки. Таким образом, стропильные ноги как бы приклонены друг к другу и поддерживаются стойкой. Стропильные ноги наслонной системы работают только на изгиб. Да и простота монтажа также склоняет чашу весов в их пользу. Единственный недостаток – наличие стойки.

{banner_link_1}

Комбинированные

Ввиду того, что современные крыши отличаются большим многообразием форм и сложностью конфигураций, используется комбинированный вид стропильной системы.

Комбинированный вид стропильной системы

После выбора вида стропильной системы можно точно рассчитать количество материалов. Результаты расчетов записать. При этом профессионалы рекомендуют составлять чертежи на каждый элемент кровли.

Виды стропильных систем и их монтаж

Выбор конструкции стропильной фермы определяется конфигурацией здания. Если отсутствуют внутренние капитальные перегородки, сооружается висячая стропильная система.

При наличии капитальных перегородок необходимо использовать настильную схему монтажа.

Изготовление стропильных пар

Так называется пара стропильных ног, соединённых в арку с установкой распорного элемента в виде затяжки для навесной системы или ригеля для настильной.

Монтаж стропильных пар производится тремя способами:

  1. Сборка производится наверху после установки переводов. На них выполняется настил из тёса, прибитого гвоздями.
  2. Формирование стропильных пар выполняется на земле в непосредственной близости от дома. Собираются только заготовки, представляющие собой жёсткую треугольную конструкцию. Подъём изделий производится по готовности стропильных пар для всей системы. Для этого возможно применение грузоподъёмных устройств в виде ручной или приводной лебёдки, что представляет собой определённые неудобства и дополнительные затраты. С другой стороны, сборка на земле гораздо проще и точнее.
  3. Сборка кровли непосредственно на месте установки производится подетально.
Читайте также:  Герметизация дымохода на крыше из шифера

При любом варианте стропильные ноги монтируются по шаблону, которым является первая ферма. Для более высокой точности сборки детали очередной пары желательно фиксировать их к предыдущей струбцинами.

При сборке стропильных систем на земле все конструкции делаются по шаблону, которым является первая изготовленная ферма. Так монтаж получается более точным

Порядок действий при монтаже стропильной системы

Сборные элементы кровли устанавливаются в следующей последовательности:

  1. В первую очередь нужно установить фронтальные стропильные пары и зафиксировать их временными креплениями. Самым важным моментом является вертикальность, которую проверяют отвесом. Такой порядок монтажа возможен, когда все стропильные пары находятся наверху.

    Фронтальные стропильные конструкции устанавливаются в первую очередь

  2. Между противоположными фронтальными конструкциями нужно натянуть строительный шнур, чтобы контролировать совпадение опорных поверхностей последующих стропильных пар.
  3. Далее производится поочерёдная установка ферм по одной с каждой стороны. Каждая арка тщательно устанавливается на своё место, её расположение в пространстве выверяется во всех плоскостях, а затем монтируются штатные связи с предыдущей стропильной парой.

    Промежуточные фермы монтируются по одной с каждой стороны и связываются штатными перемычками с ранее установленными конструкциями

  4. После монтажа последней арки в середине крыши нужно установить все связи по проекту и прикрепить коньковый брус.
  5. Соединение деталей рекомендуется производить с использованием металлических пластин — плоских и в виде уголков. Наиболее нагруженные узлы лучше соединять болтами, остальные — саморезами. Гвозди используются только для первоначальной фиксации в процессе монтажа.

    Стропильные ноги крепятся между собой и к мауэрлату при помощи металлических уголков

Крепление деталей стропильной системы

Для надёжного соединения элементов кровельного каркаса используются различные вспомогательные элементы, изготовленные из оцинкованной стали толщиной до 1,5 миллиметра.

Использование дополнительных крепежных изделий обеспечивает прочную сборку стропильной системы

При сборке с применением дополнительных соединителей увеличивается производительность труда и возрастают прочностные характеристики строения.

Для соединения элементов кровли деревянных строений используются специальные крепёжные приспособления. Так, верхний стык стропил часто соединяют с использованием шарнира. Это обусловлено частыми подвижками здания, в том числе сезонными.

Шарнирное соединение позволяет избежать больших напряжений в месте стыка стропил при сезонных подвижках сруба

Для этой же цели на домах из этого материала используются скользящие крепления.

Надежное скользящее соединение стропил с мауэрлатом разгружает этот узел от напряжений при деформациях строенияВидео: быстрое изготовление стропил

Утепление кровли

Перед установкой обрешётки производится утепление крыши. Для этого:

  1. Набивается внутренняя обрешётка со стороны чердака или мансарды.
  2. Натягивается пароизоляционная плёнка.
  3. Укладывается утеплитель.
  4. Настилается влагозащитная плёнка или мембрана с односторонней проницаемостью.

Таким образом, кроме утепления создаётся вентиляционная система подкровельного пространства. Она начинает работать после установки покрытия.

Слой утеплителя удобнее укладывать сгнаружи на внутреннюю обрешётку с пароизоляционным покрытием

В определённых условиях утепление кровли можно выполнить изнутри, это не так удобно, но можно спокойно работать при любых погодных условиях. Формирование кровельного пирога при этом производится в обратном порядке. Каждый слой утеплителя по мере настила нужно укреплять в проёмах между стропилами.

Виды стропильных систем

Стропила – это основной конструкционный элемент любой двускатной кровли. Именно они выдерживают и вес кровли, и вес того, что на ней скопилось, поэтому их выбирают с запасом. Типов стропил всего два – висячие и наслонные.

Висячие стропила опираются на крайние опоры, поэтому они работают и на сжатие, и на изгиб. Поскольку такая конструкция создает существенно распирающее усилие в горизонтальной плоскости, требуется устройство деревянной или металлической затяжки, находящейся у основания стропил.

Выбор одного из типов стропил зависит от размеров крыши и конструкции дома. Если есть средняя несущая стена, то она может использоваться в качестве основания для наслонных стропил. Также подойдут и промежуточные столбчатые опоры. Концы стропил должны опираться на стены сооружения, а их средняя часть на стены или опоры, поэтому их элементы работают как балки – на изгиб. Преимуществом такой кровли является малый вес.

Когда производится установка стропильной системы двухскатной крыши, использование висячих стропил целесообразно там, где нет промежуточных опор. Наслонные же могут работать только в том случае, если расстояние между опорами не превышает 6.5 метров. Ширина стропил может быть увеличена за счет введения дополнительных опор. Если используется одна дополнительная опора, то расстояние составит 12 метров, а для двух – уже 15 м.

Чтобы стропило плотно прилегало к балке нужно его приложить к месту крепления и отметить, где будет произведен распил. Наличие распила позволит брусу прочно лечь на балку. Такое место называется «подпятником».

Если дом построен из бруса, то стропильные ноги опираются на верхние венцы, а крепление их осуществляется с помощью болта, скобы или нагеля. Соединение стропил производится соединением с помощью металлических накладок и болтов. В иных случаях рекомендуется использовать мауэрлат, о котором будет рассказано ниже.

Расчет стропильной системы непосредственно зависит от размеров дома и вида кровли. Чем они больше и чем более интересная форма крыши, тем выше сложность, поэтому лучше доверить эту задачу профессионалу, поскольку цена ошибки в этом случае может быть слишком высокой.