Стропильная система

Кровельная конструкция имеет большой вес, поэтому она должна опираться на готовые стены дома. Готовые, в нашем случае, – это: установлены вертикальные стойки каркаса, они закреплены постоянными укосами, связаны брусом верхней обвязки, и обшиты с двух сторон ОСБ.

Обшивка ОСБ доведена до середины бруса верхней обвязки. Такой каркас устойчив и способен нести кровельную конструкцию. Декоративная облицовка стен (наружная и внутренняя) обычно делается после монтажа кровли. А подшивка свесов (фронтонного и карнизного) делается уже после облицовки стен.

В том случае, если конструкция крыши подразумевает наличие фронтонов, то фронтон обычно возводится и обшивается листами ОСБ тоже до сборки крыши. Поэтому с уклоном крыши желательно определиться до возведения фронтонов, так как верхняя линия фронтона зависит именно от уклона крыши. Либо же можно возводить фронтон параллельно с крышей, но как минимум после установки крайних стропильных ферм. Фермы при этом надежно закрепить раскосами.

Если этаж под крышей мансардный, то помимо фронтонов будут еще возводиться невысокие стены со стороны свесов, так вот их возвести и облицевать ОСБ нужно тоже до сборки крыши.

Сечение, шаг, принцип и способ соединения основных элементов фронтона и этих невысоких стенок такие же, как и основного каркаса первого этажа.

По верху небольших стен мансардного этажа нужно уложить брус верхней обвязки на все 4 стены (т.е. и на те, по которым планируется возведение фронтона в том числе). Фронтон продолжить возводить выше этой обвязки на нужную высоту. Брус верхней обвязки в данном случае будет такого же сечения, что и брус верхней обвязки первого этажа. Он же в дальнейшем будет служить опорой для стропил, т.е. выполнять функцию мауэрлата.

Для того чтобы сделать крышу, нам нужно определиться с количеством скатов, углом уклона, кровельным материалом, подобрать сечения и шаг основных элементов крыши (стропила, обрешетка, контробрешетка).

Количество скатов.

Чем сложнее крыша, тем она, как правило, смотрится красивее. Но при этом она автоматически становится и дороже. Оптимальное количество скатов с точки зрения красоты и затратности, по нашему мнению, это два ската. Один скат выглядит скучновато, а 4-скатная (шатровая или вальмовая) обойдется уже дороже. Мансардную (вальмовую и полувальмовую) крышу мы разбирать в этой статье тоже не будем. Остановимся на двухскатной крыше, которая подходит как для холодного чердака, так и для мансардного этажа (при условии, что стены мансардного этажа не менее 1,5 метра, а уклон скатов не более 45°). В двухскатной крыше всего один конек и нет ендов. Что тоже плюс, так как ендова и конек - это самые уязвимые, и поэтому самые сложные в обустройстве, места кровельной конструкции.

Выбор кровельного материала крыши каркасного дома.

Кровельный материал определяет допустимый уклон скатов. Так как для каждого кровельного материала есть свой рекомендуемый диапазон уклона, с которым этот материал может быть уложен безопасно. То есть не будет сползать, задерживать снег больше, чем это положено и т.д. Иногда можно уложить и на больший или меньший уклон, чем указано в рекомендуемом диапазоне, но с определенными изменениями в конструкции кровли, такими как усиление гидроизоляции, более частая укладка обрешетки или замена обрешетки на сплошной настил, более частое крепление самого кровельного материала и т.п. Приведем допустимые уклоны для самых популярных кровельных материалов:

• цементно-песчаная и керамическая черепица – 25-60°;
• полимерпесчаная черепица – 20-60°, допускается меньший угол при усилении обрешетки;
• битумная черепица – от 12° (максимальный уклон не ограничен);
• металлочерепица - от 20°, допускается уклон от 15° при условии герметизации стыков металлочерепицы;
• профнастил – от 10°;
• асбестоцементные листы (шифер) – 12-60°;
• битумный волнистый лист (он же еврошифер, битумный шифер, ондулин) – от 15°, допускается уклон от 10° при усилении обрешетки и от 5° при замене обрешетки на сплошной настил.

Уклон скатов.

Крыша с уклоном до 5 градусов считается плоской, с уклоном больше 5 градусов – скатной. Скатная крыша с уклоном меньше 28 градусов считается нагруженной и к её несущим элементам предъявляются более строгие требования. В результате при уклоне меньше 28 градусов требуются более мощные стропила, так как значительно увеличивается снеговая нагрузка (снег плохо сползает с крыши и практически весь задерживается на кровельном покрытии). А при уклоне свыше 50° повышаются ветровые нагрузки. 
Поэтому оптимальный уклон с точки зрения нагрузок - 35-45°. Этот же уклон и внешне смотрится наиболее выигрышно. Крыша и не острая, и при этом, не слишком пологая.

Схема крыши каркасного дома.

Теперь определимся со схемой кровельной конструкции. Нужны ли затяжки, подкосы, ригеля, дополнительные прогоны и т.д. После окончательного определения схемы можно будет подобрать сечения всех элементов и рассчитать количество пиломатериала.

Для дома размером 6х8 м подойдет крыша в виде буквы «А». Она состоит из стропил, ригеля (его еще называют затяжкой, поперечиной, перемычкой, бантиной и пр.).

Сечение стропил каркасного дома.

Мы рассматриваем вариант с жилой мансардой, поэтому крыша у нас будет утепленной. Соответственно сечение стропил нужно подбирать с таким учетом, чтобы между стропилами поместился по высоте утеплитель. Как правило, по расчету в кровлю требуется от 100 до 150 мм утеплителя (реже, больше 150 мм). Соответственно между стропилами должен поместиться по высоте этот утеплитель.

Если утеплителя по расчету требуется до 100 мм, то сечение стропил может быть даже 100х50 мм. Но для каждого конкретного случая нужно делать расчет такого небольшого сечения стропил (выдержат ли они снеговую нагрузку конкретно Вашего региона, каким при этом должен быть их шаг и т.д.). Мы такой расчет делаем. Без расчета мы рекомендуем немного перестраховаться и даже при толщине утеплителя до 100 мм брать стропила сечением 150х50 мм.

Если утеплителя от 100 до 150 мм, то стропила – 150х50 - 150х70 мм. Больше увеличивать меньшую сторону (50 и 70 мм) нет смысла, так как квадрат не несет нагрузки так хорошо, как прямоугольник. Пример тому - сечения всех швеллеров и двутавров.
Если утеплителя больше 150 мм, то стропила – 200х70 мм.

Длина стропил каркасного дома.

Берем 2 длинные рейки (обычно 6-метровые), сбиваем их с одной стороны гвоздем в виде буквы «Л». Это будет наша пробная стропильная ферма. Сбиваем на земле, не поднимая пока на место будущей крыши.

Также готовим пробный ригель – длинная рейка, которую мы приложим к пробным стропилам на нужном уровне и отмеряем нужную длину ригеля.

Поднимаем их на крышу и опираем нашу букву «Л» на брус верхней обвязки. Теперь пробуем, меняем угол, при этом меняется и длина стропил. Подбираем оптимальный угол уклона. После чего можно отмерять полученную длину стропил. Длина должна быть с учетом свеса стропил «за» стену на 30-55 см. Получаем образец стропил.

Единственное, при таком подборе длины стропил, нужно учитывать, что после установки они будут «сидеть» на мауэрлате на 5 см ниже. Так как стропила обязательно зарезаются на мауэрлат для большей устойчивости соединения. В каждой стропилине в месте опирания на мауэрлат вырезается треугольник с примерными размерами 5х5 – 5х6 см при сечении стропил 150х50 см. Если сечение у Вас другое, то сторона такого треугольника будет примерно равна 1/3 высоты стропилины.

Такая посадка стропил никак не влияет на подбор угла уклона крыши и длины стропил. Просто визуально после монтажа стропила будут ниже примерно на 5 см. Плюс, примеряя стропила, нужно пометить на нижней стороне стропилины место опирания стропилы на мауэрлат и провести от него вертикаль вверх. Это будет одна из сторон нашего треугольника. Вторую можно дорисовать уже на земле, под углом 90 градусов к первой.

Шаг стропил каркасного дома.

Шаг стропил зависит от их сечения, а также от размеров и уклона скатов. Как Вы понимаете, вариантов различных комбинаций этих параметров очень много, поэтому я не могу прописать все возможные варианты шага стропил для разного их сечения, уклона и размеров ската. В нашем примере стропила имеют сечение 150х50 мм, дом 6х8 м, уклон 45 градусов. И для этого варианта подходящий шаг стропил – 70-80 см. Если у Вас примерно такие же параметры, то Вам тоже подойдет шаг 70-80 см. Если же параметры другие, то спрашивайте и мы подберем шаг конкретно для Вашего случая.

Иногда советуют для утепленных крыш делать шаг стропил равным 60 см, так как ширина рулона утеплителя обычно именно 60 см и тогда утеплитель не придется резать. Мы не советуем подстраиваться под утеплитель, так как уменьшая шаг стропил, Вы увеличите их количество и можете в итоге получить, например, 18 стропил вместо 12. Это значительно утяжелит кровельную конструкцию. Лишняя нагрузка на стены и фундамент. Утеплитель же режется легко и его можно без особого труда нарезать под нужный шаг стропил.

Теперь образец стропил прикладываем (уже на земле) к брускам, подготовленным под остальные стропила, примеряем, намечаем и обрезаем нужную длину. И так подготавливаем сразу же нужное на всю крышу количество стропил.

Ригель.

Ригель нужно размещать максимально низко, но не ниже, чем запланирован потолок первого этажа. Чем ниже расположен ригель, тем лучше он воспринимает распор и если закрепить ригель высоко, то он не будет выполнять свою функцию. Подберем минимальную высоту расположения ригеля для нашего примера. 2,1 м только высота входных дверей (если ригель будет ниже, то двери уже не поместятся). Плюс около 10-20 см (0,1 – 0,2 м) над дверью и еще около 5 см (0,05 м) отделочный материал потолка. Итого получаем 2,25-2,35 м. Это минимальное расстояние от ригеля до верха чистового пола при высоте дверей 2,1 м. Если найти двери высотой 2,0 м, то ригель можно ставить еще ниже, на высоте 2,15-2,25 м от верха чистового пола. Важно еще помнить, что чем меньше кубатура воздуха в мансардном помещении, тем меньше тепла нужно будет затрачивать на его обогрев. Это тоже можно отнести к плюсам низкого размещения ригеля.

По нормам конечно высота потолка в жилых помещениях должна быть минимум 2,5 м. Но для спальных комнат 2,15-2,35 м вполне подойдет, конечно же, при условии, что Ваш рост позволяет :-).

Ригель принимаем сечением 50х150 мм. Т.е. такого же сечения, как и стропила. Таким образом избегаем путаницы при заказе дерева на пилораме, и в случае остатков от стропил – можем их задействовать на ригеля.

Шаг ригеля такой же, как и шаг стропил.

Контробрешетка.

Она обеспечивает верхний вентиляционный зазор в кровельной конструкции. Утепленная будет крыша или нет – в ней должна быть обязательно уложена гидроизоляция и обустроено 2 вентиляционных зазора, высота каждого 2-4 см:

• нижний вентзазор - под гидроизоляцией (для выветривания конденсата, который может скапливаться на внутренней поверхности гидроизоляции при повышении влажности в помещении). По нижнему зазору подробнее можно посмотреть в комментарии;
• верхний вентзазор - над гидроизоляцией (для выветривания конденсата, который может скапливаться на внутренней поверхности кровельного материала).

Кроме того, оба эти вентзазора отвечают за нормальные условия эксплуатации деревянных элементов кровли. И если хоть одного зазора не будет, то во много раз возрастает вероятность того, что деревянные элементы будут плесневеть, цвести, покроются грибком.
Верхний вентиляционный зазор обеспечивается за счет контробрешетки. Она крепится вдоль стропил. Сечение 20х50 мм (20 – это высота). Шаг равен шагу стропил (70-80 см в нашем примере), так как контробрешетка крепится вдоль стропил (на каждую стропилину).

Обрешетка.

Сечение и шаг обрешетки зависят от кровельного материала. На нее крепится кровельный материал. Плюс она придает устойчивости стропильным фермам. Сечение обрешетки под битумный шифер - 40х50 мм, шаг 35 см.

Длина обрешетки закладывается с таким учетом, чтобы обеспечить свес (вылет) за крайнюю стропилину – 20-50 см. Часто этот свес обрешетки делается таким же, как и свес стропил (вылет края стропил за наружные стены). Так, например, если свес стропил 50 см, то и свес обрешетки часто делается тоже 50 см. При закреплении обрешетки удобнее свес обрешетки сделать чуть больше, и потом лишнее обрезать.

Монтаж крыши каркасного дома.

Крепление основных элементов крыши можно делать очень разными способами. Это и гвоздевое соединение, и соединение при помощи деревянных накладок или стальных пластин, и врубка и прочее. Вариантов сейчас масса.

Соединение стропил в коньке.

Стропила удобно соединять между собой в коньке методом в пол лапы, как показано на рисунке ниже. Вырезать удобно цепной пилой. Если сечение стропил 150х50 мм, то этот узел соединяется 3-4 гвоздями длиной 100-150 мм. Гвозди с обратной стороны загнуть.

Крепление стропил к мауэрлату.

Стропила предварительно зарезается под мауэрлат (он же брус верхней обвязки). Крепится гвоздем 200 мм сверху в том месте, где стропилина самая тонкая. По 1 гвоздю под углом с каждой стороны (всего 2 гвоздя). Гвоздь проходит через стропилину и задодит в брус.

Крепление ригеля к стропилам.

Ригель сечением 50х150 мм крепится к стропилам тоже 50х150 мм с одной стороны, напрямую без каких-либо дистанционных прокладок гвоздями 150 мм. Гвоздь с обратной стороны загнуть.

Контробрешетка.

20х50 мм крепится вплотную к стропилам черными саморезами по дереву длиной 35 мм с шагом примерно 50 см.

Обрешетка.

40х50 мм крепится к стропилам в местах пересечения 1 саморезом 60 мм.