Каркас крыши из металла

Обновлено: 17.05.2024

Стропила и обрешетка – каркас крыши, который несет на себе всю тяжесть кровельного пирога, термоизоляции, снеговую нагрузку, поэтому они должны обладать высокой несущей способностью, прочностью. Идея использовать металлические стропила, чтобы конструкция кровли получилась более жесткой, не нова, но ранее она применялась в основном для перекрытия промышленных или хозяйственных сооружений. Сейчас стропильный каркас и обрешетка из металлопрофиля считаются реальной альтернативой деревянным элементам крыши, если длина ската превышает 10 метров.

Функции стропил

Конструкция стропильного каркаса крыши состоит из множества взаимосвязанных элементов, которые образуют фермы. Шаг, величину сечения между стропилами и другими опорами определяет расчет нагрузок, которым они подвергаются в процессе эксплуатации. Кровельный каркас выполняет следующие функции:

Распределение нагрузки. Взаимосвязанные узлы, усиленные уголками, равномерно распределяют вес кровли, который может достигать с учетом снеговой нагрузки до 500-600 кг. Чем больше сечение стропил и меньше шаг между ними, тем большую несущую способность имеет конструкция.
Придание уклона и формы. Стропила, расположенные под углом к основанию крыши, формируют наклонную плоскость скатов, благодаря чему на поверхности кровли не скапливается снег и вода.
Формирование основания для фиксации кровельного материала. Крепление финишного покрытия кровельного пирога происходит к каркасу кровли. Обрешетка выступает как основа для фиксации покрытия, распределяющая его вес равномерно по стропильным балкам.

Обратите внимание! Какими должны быть все узлы, стропила и обрешетка кровельной конструкции определяет инженерный расчет. Чтобы определить необходимую несущую способность каркаса, необходимо вычислить суммарную нагрузку, которой он будет подвергаться. Для этого складывают вес кровельного материала, утеплителя, гидроизоляции, максимальную снеговую нагрузку с весом стропильной системы.

Виды стропильных систем

Наиболее распространённым материалом, из которого изготавливается обрешетка и стропила каркаса кровли, считается древесина. Однако, если вес кровельного материала достаточно велик, а длина ската больше 6 метров, то конструкция получается слишком массивной. Строителям приходится уменьшать шаг между стропильными ногами, увеличивать их сечение, из-за чего узлы кровли приобретают большой вес, увеличивая нагрузку на фундамент. Разгрузить несущие стены и основание постройки можно, используя более прочные, но легкие металлические стропила. По типу использованного материала выделяют следующие типы стропильных систем:

Деревянные. Стропила и обрешетка из дерева применяются для возведения крыш, длина ската которых не превышает 7-10 метров. Крепление элементов каркаса между собой происходит с помощью саморезов, гвоздей или подвижных металлических элементов. Шаг между ногами обычно бывает в пределах 50-80 см.
Металлические. Металлические кровельные каркасы изготавливают из стального металлопрофиля с цинковым покрытием, который не боится влаги. Стропила и обрешетка из этого материала легкие, прочные, поэтому шаг между ними можно увеличить до 1,5-2 метра. Крепление металлопрофиля выполняют при помощи сварки или крепежных элементов. Металлические узлы крыши применяют при длине ската от 10 метров.
Комбинированные. Стропильный каркас, сочетающий металлические и деревянные узлы, называют комбинированным. Сочетание опорных элементов из дерева и оцинкованной стали позволяет сделать более дешевую конструкцию, обладающую высокой несущей способностью, увеличив шаг между стропилами.

Учтите, что металлические и деревянные элементы каркаса нельзя соединять между собой без прокладки из гидроизоляционного материала или обработки антисептическим препаратом. Так как металл обладает высокой теплопроводностью, его соседство с деревом приводит к образованию конденсата и загниванию стропил.

Методы крепления

Металлические стропила собирают в фермы треугольной, трапециевидной или арочной формы. К балкам рамы прикрепляют внутренние ребра жесткости, которые образуют уголки, значительно увеличивающие несущую способность каркаса. Такая система позволяет сделать шаг между стропилами больше, сделав расчет на опорные возможности каждой фермы. Крепление металлических элементов каркаса крыши выполняют одним из следующих методов:

Крепление с помощью сварки. Если сварить детали стропильной системы с помощью сварочного аппарата, можно получить жесткую конструкцию, обладающую высокой прочностью и несущей способностью. Если правильно выполнить расчет кровли, можно облегчить каркас и снизить нагрузку на фундамент сооружения. Недостаток этого метода в том, что выполнить сварку может только профессионал с помощью специального оборудования.
Крепление с помощью болтов. Фиксация стропил с помощью крепежных элементов позволяет выполнить менее жесткое крепление. Этот способ сборки стропильного каркаса на основе металлопрофиля используется в частном домостроении, где длина скатов не превышает 10 метров. Отказ от сварки позволяет ускорить монтаж крыши.

Опытные мастера делают расчет на то, что металлическая обрешетка и стропила могут выдержать больший вес, чем деревянные, поэтому можно увеличить шаг между ними и уменьшить толщину сечения элементов. Более того, в строительных магазинах продаются готовые стропильные фермы, крепление которых выполнялось методом сварки, пригодные для перекрытия построек стандартной ширины.

Преимущества

Металлический стропильный каркас используют для возведения крыш любой формы, любой скатности с уклоном от 1-2 градусов. В качестве материала, из которого изготавливаются стропила и обрешетка, используются стальные уголки, трубы круглого и прямоугольного сечения, тавры. Чтобы правильно подобрать толщину элементов каркаса и выбрать шаг между ними, выполняют расчет конструкции крыши, учитывающий постоянные и временные нагрузки, которые передаются стропильным балкам в процессе эксплуатации. Достоинствами стропильной системы из этого материала считают:

Пожарная безопасность. В отличии от деревянных, металлическим балкам каркаса не страны возгорания, что повышает пожаробезопасность здания.
Простота обслуживания. Цинковое гальваническое покрытие, которым покрывают стальные уголки, защищает каркас крыши от коррозии в течении всего срока службы. Им, в отличии от деревянных, не требуется ежегодная обработка антисептиком.
Безотходность. Хотя металлические конструкции обходятся достаточно дорого, оно считается экономически выгодным, так как крепление выполняется сварным методом, а отходов практически не остается.
Долгий срок службы. Если правильно выполнить расчет нагрузок, то кровельный каркас из металла прослужит более 100 лет, что превышает срок эксплуатации даже самых устойчивых кровельных покрытий.

Профессиональные кровельщики считают, что целесообразно использовать сварные металлоконструкции для изготовления стропильного каркаса крыши при длине ската от 10-12 метров. При этом главная задача – правильно выполнить расчет нагрузок, а затем определить шаг между ногами в соответствии с климатическими характеристиками и свойствами кровельного материала.

Недостатки

Несмотря на очевидные достоинства, металлические стропильные системы – не самое популярное конструктивное решение в частном домостроении. Даже большой шаг между стропилами и разреженная обрешетка при высокой стоимости метала не могут сделать конструкцию дешевле деревянной. Недостатками металлических стропил считают:

Высокая теплопроводность. Металл обладает высоким коэффициентом теплопроводности, поэтому стропила и обрешетка крыши образуют мостики холодна. С точки зрения энергоэффектвности, каркас из металлопрофиля – не лучшее решение.
Проблематичность транспортировки и монтажа. Выбирая металлическую стропильную систему, принимайте в расчет, что перевозить, поднимать на высоту и осуществлять крепление длинных и тяжелых элементов сложнее, чем стропила пиломатериалов стандартной длины.
Сложность монтажа. Для подъема на высоту и фиксации ферм используется специальная техника, аренда или покупка которой обходится дорого.
Деформация под действием высокой температуры. Хотя металл считают негорючим материалов, во время пожара он сильно деформируется, что обычно приводит к обрушению кровли.

Чтобы определить имеет ли смысл использовать более дорогие стропильные элементы из металлопрофиля, нужно выполнить расчет каркаса крыши. Если длина ската превышает 10 метров, а нагрузка более 450-600 кг, то монтаж металлического каркаса экономически целесообразен.

Металлический каркас крыши - устройство

Использование металлической стропильной системы целесообразнее всего в промышленном и общественном строительстве, например, при возведении цехов, складских помещений, супермаркетов, бассейнов, вокзалов. Жилищное строительство не оправдывает приобретение такого стройматериала, который к тому же трудно транспортировать.

От деревянных конструкций металлический каркас для крыши отличается устойчивостью к большим нагрузкам, что способствует увеличению жесткости и надежности всего кровельного пирога постройки.

Если длина ската крыши превышает 10 м, то стропила рекомендуется устанавливать из металла, которые должны дополняться такими же прогонами, коньковыми опорами и мауэрлатом.

Чем отличаются металлические стропила от других систем

В строительстве допускается комбинирование стропильных систем, где будет использоваться как дерево, так и металл. Следует помнить о том, что места, где металлокаркас кровли обшивается деревом, могут стать причиной образования конденсата, который приводит к постепенному гниению древесины. Во избежание подобных проблем все деревянные элементы пропитываются особым составом с последующей их изоляцией рубероидом.

Для утепления металлической основы следует обшивать ее либо снизу, либо сверху.
Утеплитель укладывается на металлические части с небольшим зазором, для того чтобы при конденсате влага не проникала внутрь утепляющего материала.
При монтаже утеплителя под стропилами крепление остальных кровельных частей выполняется поверх него. Благодаря такой конструкции тепло надежно сохраниться на чердаке.
Прослужит каркас крыши из металла очень долго, помимо этого, допускается использование стропил порядка 30 м в длину.

Использование легких профилей для возведения современных зданий

На данный момент в строительстве наблюдается применение новых технологий, которые направлены на возведение легких стропильных конструкций в жилых домах.

устойчивость к процессам разрушения, включая гниение и порчу от насекомых;
высокая пожаробезопасность;
не нуждается в постоянной антисептической обработке;
сооружается такой металлический каркас крыши, независимо от времени года;
соответствие приобретаемых деталей указанным размерам, что позволяет сократить количество отходов;
удобство монтажа – работа выполняется дрелью и шуруповертом;
разборный комплект конструкции позволяет транспортировать ее без дорогостоящего подъемного оборудования.

Благодаря подобным стропильным металлическим фермам, существенно отличающихся от профильных металлических элементов толщиной металла менее 2,5 мм, застройщики могут сэкономить на покупке материала.

Легкая конструкция не увеличивает нагрузку на несущие стены и фундамент, что также сказывается на сокращении бюджета строительства. Собрать каркас двускатной крыши сможет любой мастер, обладающий элементарными навыками подобного монтажа. Работа не составит особого труда еще и потому, что все чертежи деталей и их маркировка проходит тщательную проверку на производстве.

Наряду с перечисленными преимуществами, облегченные стропильные конструкции все же имеют недостаток – они выступают в качестве проводника холода, а, значит, их сложно утеплять. Также на них часто появляется конденсат, который оказывает разрушительное воздействие на кровельный пирог. Исходя из этого, жилые постройки все же лучше возводить из древесины.

Как правильно выполнять монтаж каркаса

Собирается металлический каркас для кровли из двутавров, уголков, швеллеров, которые изготавливаются из профилированного металла. Форма этих деталей может быть треугольная, трапециевидная, прямоугольная или любая другая.

Будучи конструкцией высокого качества, в частности, долговечной и практичной для перекрытия больших пролетов, каркас обладает существенным недостатком – сложностью транспортировки из-за большого веса. Наличие данного фактора сказывается на необходимости заказа подъемных механизмов. В совокупности вся проделанная работа приводит к увеличению стоимости, поэтому металлические стропила очень редко можно увидеть в частном строительстве.

При помощи металлических стропильных ферм легко перекрываются пролеты порядка 50 м.
В большинстве случаев, монтаж таких элементов выполняется поверх подстропильных ферм прямоугольной формы.
В помещениях промышленного назначения устройство подстропильных ферм выполняется с технологическим оборудованием, например, с кран-балками или мостовыми кранами.
Укладывается металлический каркас четырехскатной крыши или любой другой крыши на опору из железобетонных колонн, металлических или бетонных армированных подушек, закрепленных на кирпичной стене. Для этого опорная часть стальной фермы укрепляется стальной пластиной, а железобетонные подушки – металлической закладной пластиной. Более подробно система представлена на фото.
Для выполнения узлов металлических стропил отдельные части соединяются при помощи стальных косынок, которые привариваются или затягиваются болтами.

Если мастер самостоятельно изготавливает металлические стропила, то рекомендуется работать с уголками, имеющими разные и одинаковые полки. При помощи неравнобоких уголков сооружается верхний пояс фермы, равнобоких – нижний пояс. После сварки из них должен получиться тавр. Чтобы связать элементы между собой, собирается конструкция из уголков крестообразного или таврового вида.

Крепится металлический каркас кровли уголками, листовой сталью (косынкой), металлическими полосами. Соединение каждого из них между собой выполняется также сваркой, болтами или на специальные заклепки.

Застройщики, занимающиеся частным домостроением, все же не обходятся без металлических стропильных конструкций, отличие лишь в том, что их основой являются горячекатаные гнутые трубы с круглым, квадратным или прямоугольным профилем. Благодаря таким стропилам намного облегчается вся система, при этом ее несущая способность остается прежней. Объяснением малого веса труб является использование в производстве стали не толще 5 мм, что в несколько раз тоньше металла для других профильных изделий.

Металлическая ферма - плюсы и минусы, варианты использования для каркаса крыши

Стропила, выполненные из металла (металлические фермы) намного прочней и надежнее, чем деревянные, потому что выдерживают очень большие нагрузки. Здесь вы получите информацию о достоинствах и недостатках металлических стропил, о том, как выбрать для них материал, а также узнаете о монтаже таких конструкций.

Предпочтение металлической системе стропил отдают потому, что она повышает жесткость кровли. Именно металлическая ферма используется в том случае, когда требуется монтаж бруса длиной свыше 10 м, тогда меняют не только стропильную систему, но мауэрлатный брус, прогоны и опору конька: укладывается стальной швеллер, а монтаж металлических ферм производят с помощью приварки уголков.

Зачастую практикуется применение комбинированных систем – металлические фермы комбинируют с деревянными конструкциями, но они имеют свои минусы. Очень важно не допустить взаимодействия металлических и деревянных деталей, так как при перепадах температур металл покрывается конденсатом, древесина, соприкасаясь с ним, начинает гнить. В таких случаях необходимо сделать изоляцию из рубероида и обработать деревянные поверхности конструкции влагоотталкивающими средствами.

Утепление кровли

Отдельно рассмотрим вопрос об утеплении помещения под кровлей. Если вы остановились на металлической стропильной системе, то утеплитель укладывается над- или под стропилами, а не между, как в случае со стропильными конструкциями из дерева. А для того, чтобы на материале не образовывался конденсат, между конструкцией и утеплителем оставляют просвет.

Если утеплитель кладется под металлической фермой, то изоляционный материал, внутренняя обшивка, непосредственно само покрытие кровли и вентиляционный просвет располагаются над утеплителем. Благодаря такой укладке слоев сохраняется тепло в помещении чердака и предотвращается образование прослоек из холодного воздуха.

Преимущества металлических ферм

Другое дело кровельные фермы – если вы устанавливаете только металлическую конструкцию, без деревянных элементов, опасаться гниения не стоит. Этот вариант крыши долговечен, при его монтаже можно применять стропила длиной от 7 до 30 метров.

Металлические фермы можно купить, а можно изготовить самостоятельно, с помощью парных уголков и классических профилей. Узлы металлических ферм соединены наклонно, образуя треугольник. С помощью таких конструкций можно перекрывать помещения большой площади с высокими потолками, поэтому их активно используют при строительстве промышленных сооружений и ангаров.

Стропильные системы из металла используются при строительстве жилых сооружений с металлическим каркасом крыши – в этом случае они делаются под заказ и доставляются непосредственно к объекту строительства. Монтаж таких конструкций производится вместе с основой.

Минусы стропильных ферм из металла

стропильные фермы из металла обладают большим весом, соответственно, для того чтобы их поднять на необходимую высоту, а затем установить, требуется специальная техника;
металлические фермы плохо сопротивляются повышенным температурам, поэтому в случае пожара, кровля провиснет, а затем обрушится уже в течение 15-30 минут;
возведение стропильной металлической конструкции обходится далеко недешево.

Как подобрать материал изготовления

При изготовлении элементов составляющих конструкцию стропильной фермы, как правило, применяют парный профиль, совмещение узлов делают с помощью косынки. Все элементы соединяются путем клепки или сварки. До того как приступить к изготовлению стропильной металлической системы, нужно сделать строгие расчеты сечения деталей, количество швов сварки, нужное количество заклепок и прочее.

Процесс сборки металлических ферм

стыковка уголков с поперечным сечением, которые используются для изготовления верхнего пояса фермы, выполняется по их меньшей стороне;
при изготовлении нижнего пояса используются равносторонние уголки;
парные швеллеры применяются в случае переноса нагрузки фермы на панель;
уголки с равными сторонами с тавровым или крестообразным сечением используют при изготовлении стоек и раскосов;
полностью сварные металлические стропильные конструкции изготавливают, применяя тавровое сечение.

Металлическая стропильная ферма, выполненная из профильных труб, наиболее востребована в частном строительстве (детальнее: "Как сделать фермы из профильной трубы – варианты конструкции, выбор материала"). Такая ферма имеет меньшую массу, по сравнению с системой из швеллера, уголка и тавра. Собирать эту стропильную систему очень удобно – ее можно сварить прямо на стройплощадке.

Изготовление стальных кровельных систем и устройство фермы крыши

При изготовлении такой системы, как металлические фермы, ГОСТ и его соблюдение - обязательное требование. Стропильные фермы для стальных конструкций кровли имеют длинные пролеты. Изготавливаются металлические фермы пролетом 12 м, некоторые - до 30 м.

Ферма для односкатной крыши сделана из профиля с периодическим сечением или трубы квадратного и прямоугольного сечения, такой же профиль используют и для фермы из двух скатов, с углом ската меньше 20 градусов. Опорой им служат подушки или колонны из железобетона.

Прогонная балка, на уголки которой крепится обрешетка, монтируется путем сварки к стропилам из металла. Для повышения жесткости конструкции по поясу нижних ферм проходят связи из уголка.

Наиболее распространено применение металлических стропильных систем в строительстве общественных и промышленных объектов:

складов;
ангаров;
производств;
офисных многоэтажек.

При возведении индивидуальных построек используется легкий модульный каркас. Процесс производства стальных систем несложный, изготовить конструкцию можно на любом заводе.

прочность и надежность;
перекрытие больших пролетов;
жесткость.

большая масса – до 30 килограммов на один квадратный метр, что требует использования спецтехники в процессе монтажа;
слабые огнеупорные качества, деформируется примерно через 20 минут при пожаре;
при отсутствии специальной обработки покрывается коррозией.

Монтаж металлических ферм

В качестве примера можно рассмотреть монтаж фермы для изготовления навесов из поликарбоната, железа, этернита или шифера, с углом ската от 22 до 30 градусов.

Треугольная ферма высотой в 20% длины пролета будет идеальным вариантом, это наглядно видно на фото. Благодаря ее невысокой массе рядом с опорами системы можно возводить стены до уровня чердака. Если пролет больше 14 метров, лучше остановить свой выбор на ферме с пологими раскосами, так как она будет иметь небольшой вес. Длину панели верхнего пояса нужно выбрать от 1.5 до 2.5 метров. При размерах пролета, приведенного в примере, нужно использовать 8 панелей.

При строительстве объекта промышленного назначения металлические стропильные фермы возводятся на подстропильных системах, которые соединяют опорные балки и являются основой при монтаже стропильных ферм.

В зданиях такого плана длина пролетов не бывает меньше 25 – 35 метров, поэтому целесообразней всего использовать определенные металлические конструкции. Эти конструкции смонтированы путем соединения двух треугольных каркасов, которые соединяются с помощью затяжки. Такой монтаж дает возможность убрать длинные распорки, потому что их сечение приходится увеличивать для повышения сопротивления изгибу в длину, а это добавит вес всей системе металлических ферм.

Верхний пояс нужно разделить на панели, их должно быть 12 либо 16, длина каждой панели должна составлять от 2 до 2.75 метров. Если к ферме подшивается потолок, то узлы верхнего пояса крепятся затяжкой, длина затяжки колеблется от 4 до 6 панелей по их длине.

Металлическая ферма - плюсы и минусы, варианты использования для каркаса крыши

Как сделать каркас крыши своими руками – технология и устройство

Главным элементом конструкции крыши является каркас, поскольку на него приходится большая механическая нагрузка. По этой причине к нему предъявляются повышенные требования относительно надежности, прочности и долговечности.

Даже при использовании самых качественных стройматериалов для обустройства кровли, если каркас крыши выполнен с нарушением технологии, возведенная конструкция быстро придет в негодность.

Каркасную часть небольшого по площади дома возвести можно самостоятельно, но при условии проведения правильных расчетов, владения навыками строительных работ и соответствующей теоретической подготовке. В результате получится сэкономить немалую сумму. Если все же решено воспользоваться услугами профессиональных кровельщиков, тогда владелец дома сможет держать под контролем процесс создания каркаса.

В статье описано обустройство наиболее распространенного типа кровли – двускатного. Если освоена технология строительства такого каркаса крыши, тогда и другие конструкции (например, ломаные, шатровые) можно будет выполнить без труда.

Особенности подбора варианта стропильной системы

Все системы стропил состоят из стропильных ног, которые нужно в верхней части попарно соединить между собой. Внизу эти главные элементы каркаса объединяют стяжкой – она также может стать основанием для межэтажного чердачного перекрытия. Но в конструкционном решении систем имеются особенности.

Дело в том, что каркасы крыш обустраивают по одному из двух типов:

Эти обе системы стропил нашли применение в частном жилищном строительстве.

Как правило, конкретный выбор зависит от проектной конструкции здания. Когда промежуток между несущими стенами равен не более 6 метров, допускается монтаж системы стропил висячего типа. Ее особенность заключается в том, что ноги стропил опираются лишь на боковые стены.

Наслонная конструкция отличается большей надежностью и ее применяют при вышеназванном расстоянии, которое превышает 6 метров, и когда в помещении имеется несущая стенка, выстроенная по центру дома. В данном случае можно отказаться от провисающего варианта, если установить дополнительную опору.

Материалы для каркаса крыши

Для строительства каркасной части двускатной крыши в первую очередь потребуются стропила. Их предположительно будут делать из древесины. Можно возвести каркас крыши из досок с сечением 50х150 миллиметров или из бруса сечением 150х150 миллиметров. Желательно, чтобы это был материал хвойных пород, заготовленный в зимнее время, и из него не спустили предварительно смолу.

Наличие в древесине смолистых веществ, которые являются природным антисептиком, заметно продлевают ее срок службы. Немаловажное значение имеют условия хранения материалов и степень их просушки.

Когда производится осмотр брусьев и досок, обращают внимание на наличие брака – им могут быть трещины, расслоения, наличие следов повреждений от насекомых - древоточцев. При обнаружении этих недостатков отбракованные доски и брусья не используют.

Кроме пиломатериалов для обустройства каркаса задействуют ЖБК и металлический швеллер, но тогда кровля получается чересчур тяжелой и возвести ее самостоятельно невозможно.

Помимо стропильных ног, стоек и прогонов, из которых состоит система, в каркасную конструкцию входит перекрытие чердака, обрешетка и контробрешетка. В случае, если чердачное пространство планируется использовать как нежилое, тогда для устройства перекрытия будет достаточно досок с сечением 50х150 миллиметров.

Когда из помещения чердака хотят обустроить жилую мансарду, тогда перекрытие нужно делать надежным и для этих целей потребуется деревянный брус, имеющий сечение 150х150 миллиметров. Его укладывают на мауэрлат и тем самым добиваются требуемой прочности.

Для обустройства обрешетки и контробрешетки применяют брус, но только он должен быть более тонким. Подойдет пиломатериал с сечением квадратной формы 40х40 или 50х50 миллиметров. Брусья, имеющие такие размеры, достаточно прочные, чтобы выдержать вес «пирога» кровли. При их выборе обращают внимание на прямолинейность, поскольку любое отклонение приводит к сложностям, возникающим в процессе проведения кровельных работ.

Для сооружения обрешетки и контробрешетки также можно приобретать перфорированный профиль, изготовленный из оцинкованного металла.

Кроме вышеназванных материалов потребуются:

Металлические шпильки с резьбой – ими крепят мауэрлат, выполняющий функцию опорного бруса.
Скобы и кронштейны для фиксации ног стропил к мауэрлату.
Крепежные изделия, включая шпильки диаметром 8 и 10 миллиметров, саморезы по дереву, которые нужны для соединения стропил.
Гвозди оцинкованные.

Чтобы выполнить монтаж каркаса крыши, необходим стандартный набор инструментов, среди которых:

молотки разных размеров;
дрель для создания отверстий;
рубанок;
болгарка или пила;
измерительные приспособления – уровень, отвес.

Способы защиты древесины для каркаса

Прежде, как сделать каркас крыши дома, необходимо обработать его деревянные элементы защитными средствами от гниения и возгорания.

С этой целью все детали, из которых состоят стропила, обрешетки и перекрытия обрабатывают следующими составами:

антипиретиками, снижающими степень возгораемости древесины и защищающими от огня деревянные части кровельного каркаса;
антисептиками, представляющими собой вещества, способные уничтожать бактерии, они препятствуют развитию гнилостных процессов в материале, из которых сделаны перекрытия и стропила.

Вышеназванные составы наносят кистью, поскольку при использовании распылителей невозможно сделать пропитку качественно и глубоко. Это делают в несколько слоев.

Некоторые защитные средства для древесины отличаются токсичностью, поэтому их нужно наносить в условиях улицы или в помещении, которое хорошо проветривается. При этом нужно пользоваться средствами, предназначенными для индивидуальной защиты.

Обрабатывать каркас можно и после завершения его обустройства. Тогда конструкцию покрывают огнезащитным и антибактериальным составами, при этом повышенное внимание уделяют местам соединения балок системы стропил.

Монтаж мауэрлата своими руками

Опорой для каркаса возводимой кровли является мауэрлат, устанавливаемый на несущие стены. Его главная функция заключается в передаче и распределении веса крыши и различных нагрузок на ограждающие конструкции. Мауэрлат - это основа почти любой системы стропил за исключением случаев, когда кровля создается на каркасном доме или постройке из бруса. В них функцию опорной балки выполняет верхний брус на стене.

Обычно в качестве мауэрлата принято использовать брус 100х150 или 150х150 миллиметров. Лучшим вариантом считается его укладка «заподлицо» с внутренней поверхностью несущих стен. При этом снаружи в уровень с мауэрлатом нужно выложить ряды кирпичей.

Вдоль периметра здания перед его монтажом необходимо залить бетонную отмостку. После окончательного застывания состава, на эту основу в несколько слоев укладывают рубероид, чтобы этот материал обеспечил достаточную степень гидроизоляции и эффективно не допускал поглощения влаги древесиной.

В большинстве случаев мауэрлат монтируют в соответствии с такой технологией:

В основу из бетона на этапе ее возведения или позже вставляют металлические крепежи диаметром от 10 миллиметров. Для этого в ней сверлят отверстия и для фиксации шпилек используют цементный раствор.
Мауэрлат из цельного бруса сечением 150х150 миллиметров укладывают вдоль отмостки и в местах, где он касается крепежей, делают соответствующие отметки. Согласно им высверливают отверстия. Мауэрлат надевают на шпильки так, чтобы они выступали из бруса минимум на 10 –15 миллиметров.
Для фиксации этого элемента используют гайки, поместив между ними и брусом широкую, плоской формы шайбу. При наличии сварочного аппарата на шпильках получится сэкономить. В этом случае вместо них используют арматурные прутки, а гайки приваривают к ним.

Существует другой способ монтажа мауэрлата, когда брус заменяют двумя рядами досок сечением 50х150 миллиметров:

Первый ряд пиломатериалов помещают по периметру стен и закрепляют анкерными винтами, имеющими потайную головку и металлическую гильзу. Чтобы сделать отверстия в кирпичной кладке или бетоне задействуют перфоратор, заранее просверлив доски дрелью со стандартным сверлом.
Другой ряд располагают сверху первого так, чтобы стыки досок не совпали. В углах древесные материалы укладывают в «перевязку».
Оба ряда между собой соединяют 100-миллиметровыми гвоздями.

Второй способ обустройства мауэрлата значительно облегчает перемещение пиломатериалов на высоту, поскольку доски гораздо легче бруса. Одновременно степени прочности подобной конструкции будет достаточно, особенно, когда возводится крыша для каркасного дома, имеющая относительно небольшой вес.

Обустройство системы стропил - технология

Дальнейшим этапом постройки кровли является установка стропил. Чтобы облегчить рабочий процесс, особенно когда сооружается каркас крыши своими руками, обработку стропильных балок осуществляют на земле.

Так будет гораздо удобнее подрезать материалы в соответствии с размерами, придавать им требуемую форму при помощи шаблона, выпиливать пазы и просверливать отверстия для крепежей. Только потом комплектующие для стропил перемещают наверх и начинают их соединять.

Технология сборки каркаса с висячей системой стропил выглядит так:

В мауэрлате выпиливают пазы под монтаж стропильных ног. Промежуток между этими соседними элементами определяют при выборе типа системы стропил, но оно в любом случае не должно превышать 150 сантиметров, иначе конструкция не получится достаточно жесткой. Когда планируется утепление крыши, тогда расстояние между стропилами следует согласовывать с размерами теплоизоляционного материала. Если в свободное пространство, имеющееся между стропильными ногами, укладывать цельные плиты утеплителя, не надо будет тратить время на подгонку этого материала.
К монтажу стропил приступают с торцевых частей (фронтонов) крыши. После их установки между коньками натягивают шнур и при выставлении промежуточных стропил относительно вертикали необходимо ориентироваться на него.
Стропильные ноги опускают в пазы. Чтобы их зафиксировать в мауэрлате, задействуют комплексный крепеж. Для этого поперечное смещение элементов ограничивают стальным кронштейном, а продольное – скобой.
В процессе монтажа нужно учитывать, что стропила должны выходить за периметр постройки. Оптимальной величиной выступа, который принято называть вылетом или свесом, считается 40 сантиметров. В итоге стены дома получаются защищенными от воды, стекающей по поверхности кровли. Свес можно обустроить не только за счет стропильного бруса – длину стропил наращивают при помощи использования тонкой доски, получившей название «кобылка». Ее крепят к стропилу посредством прокладки (короткого отрезка доски) гвоздями. Применение дополнительной доски при строительстве кровельного свеса не считается недостатком конструкции, а наоборот, использование «кобылки» облегчает и немного удешевляет строительство. Одновременно упрощается ремонт свеса: при необходимости достаточно заменить одну или несколько «кобылок», а не полностью стропильный брус.
Нижние концы стропил следует зафиксировать обвязкой, которую используют как основание для чердачного перекрытия. Брусья обвязки опирают на мауэрлат.
Если нужно нарастить брусья для стропил при недостаточной их длине, два бруса укладывают в накладку с нахлестом размером не меньше одного метра. Их крепят шпильками диаметром 8 –12 миллиметров.
Между собой стропила соединяют шпильками – их вставляют в заранее подготовленные отверстия. Чтобы предотвратить вращение стропил около оси шпильки, каждую пару стропил фиксируют двумя крепежами.
Когда ширина кровли не превышает 6 метров, тогда висячие стропила соединяют поперечным брусом – затяжкой, имеющей форму буквы «А». Делают этот элемент из доски сечением 50х100 или 50х150 миллиметров, а к стропилам прикрепляют саморезами. Также можно установить затяжки, состоящие из трех досок сечением 30х100 миллиметров, которые располагают по обе стороны стропила.
Стропильные фермы в верхней части фиксируют продольным коньковым брусом или коньковой доской.
Дополнительно с целью усиления верхнего узла стропил соединяют коньковый брус с затяжкой с помощью отрезка доски. Это делают, чтобы не допустить прогиба затяжки в случае большого промежутка между стропилами.

Таким же способом выполняют устройство крыши каркасного дома, хотя и есть небольшие нюансы. После завершения установки стропил приступают к монтажу обрешетки.

Как сделать обрешетку кровли

Этот элемент крыши бывает двух видов: сплошным и разреженным. Выбор одного из них зависит от используемого кровельного материала.

Чтобы построить сплошную обрешетку, задействуют плиты OSB или листы влагостойкой фанеры толщиной от 10 миллиметров. Их набивают на стропила посредством контррейки. Используют сплошную обрешетку, если предстоит монтаж рулонных или мягких материалов.

Когда обустраивают прореженную обрешетку, на стропила набивают доски или брусья с интервалом, который зависит от размеров элементов покрытия кровли. При необходимости сэкономить для создания обрешетки данного типа вместо использования бруса применяют необрезную доску.

Разреженную обрешетку набивают на стропила в направлении сверху вниз. Чтобы повысить прочность конструкции, первые из рядов от конькового бруса, создают без промежутков. После завершения строительства обрешетки можно начинать работы по теплоизоляции кровли, монтажу теплоизоляции и укладке финишного покрытия.

Выбор вида крыши

До начала проектирования дома его владельцы должны решить, будет ли второй этаж использоваться для жилья. Дело в том, что технология каркасной крыши под второй этаж имеет отличия, ведь жилое помещение располагается непосредственно под кровлей. В данном случае нет необходимости строить стены верхнего этажа и уже над ним обустраивать кровлю.

Каркасные крыши под второй этаж кроме достоинств имеют и недостатки, среди которых отсутствие возможности установки полноценных оконных проемов, а жилое пространство сложно сделать удобным.

Как монтируется металлическая обрешетка для крыши?

Вопрос правильного конструирования и монтажа кровли является принципиальным для застройщиков, ведь она является первым барьером, отделяющим жилище человека от окружающей среды и ее неблагоприятных явлений. Залогом прочности и высокой несущей способности конструкции считается грамотно рассчитанная стропильная система, состоящая из множества взаимосвязанных опорных элементов. Функции по распределению веса кровельного пирога в большей степени ложатся на обрешетку, к которой крепится гидроизоляционное покрытие. Этот важнейший элемент каркаса позволяет скатам держать форму и переносить интенсивные снеговые нагрузки. В этой статье мы расскажем, чем металлическая обрешетка отличается от деревянной, и в каких случаях она применяется.

Устройство и функции

Обрешетка из металлического профиля – специальный настил, устанавливаемый на стропильные ноги каркаса кровли. Она представляет собой стальные уголки, трубы круглого или квадратного сечения, закрепленные перпендикулярно стропилам с определенным промежутком. Установка такого настила необходима, так как она выполняет следующие функции:

Равномерно распределяет вес кровельного пирога между стропилами. Вес одного только кровельного покрытия может составлять о 50 кг/м2, поэтому ему требуется дополнительная поддержка особенно в зимний период, когда к постоянным нагрузкам на крышу добавляется снеговая.
Придет жесткую форму скатам. Некоторые современные кровельные материалы (ондулин, битумная черепица, кровельные мембраны) являются в разной степени эластичными и не способны самостоятельно держать форму, поэтому для их настила необходимо сделать деревянную или металлическую обрешетку.
Служит основой для крепления кровельного материала. Обрешетка, рейки которой установлены с одинаковым шагом, позволяет надежно и качественно зафиксировать кровельное покрытия, а также существенно ускоряет этот процесс.
Усиливает стропильный каркас в особо уязвимых местах. В местах, на которые ложится большой вес (ендовы, места крепления снегозадержателей и водосточных желобов) дополнительные рейки обрешетки увеличивают жесткость и несущую способность конструкции.

Обратите внимание! Конструкция и материал, из которого нужно сделать обрешетку для крыши, зависит от уклона конструкции, веса эксплуатационных характеристик кровельного покрытия, а также климатических условий региона, где происходит строительство.

В зависимости от веса кровельного покрытия, уклона крыши и погодных условий конструкция стропильного каркаса может изменяться. В частности, металлическая обрешетка конструируется в соответствии с расчетом максимальных нагрузок, которые на нее ложатся в процессе эксплуатации. Существует несколько разновидности обрешеток:

Решетчатая. Обычная или решетчатая обрешетка для кровли представляет собой настил из уголков или пустотелого металлопрофиля, уложенного перпендикулярно стропилам, с шагом 25-45 см. Такая конструкция подходит для монтажа большинства листовых кровельных материалов, так как обладает высокой прочностью и несущей способностью.
Сплошная. Сплошной обрешеткой называют настил из реек, уложенных на расстоянии не более 1 см между друг другом. Такая конструкция монтируется, если кровельный материал, используемый для перекрытия крыши, не имеет собственной жесткости или имеет внушительный вес, то есть для монтажа керамической черепицы, битумной черепицы и других рулонных покрытий.
Разреженная. Разреженной обрешеткой называют конструкцию с увеличенным расстоянием между элементами. Ее шаг может составлять более 50 см. Этот вариант кровельной обрешетки используется для установки жестких гидроизоляционных материалов, к примеру, шифера с целью снижению веса кровельного пирога и нагрузки на несущие стены сооружения.

Учтите! Чем меньше угол наклона скатов, чем более пологая крыша, тем больше на нее ложится нагрузка, из-за того, что снег, талая и дождевая влага накапливаются на ней. Поэтому такие кровельные конструкции нуждаются в более надежной обрешетке с уменьшенным расстоянием между элементами.

Достоинства

Раньше в частном домостроении наиболее распространённым материалом, из которого чаще всего изготавливалась обрешетка, считалась древесина. Этот легкий, недорогой и повсеместно распространённый материал отлично справлялся с возложенными на него функции. Однако, в последнее время его стали заменять более дорогим металлопрофилем. Металлическая обрешетка, в отличии от деревянной, обладает следующими преимуществами:

Большая несущая способность при относительно легком весе. Эта особенность конструкции гарантирует, что сделанный из маловесного металлического профиля настил не увеличить вес кровельного пирога и нагрузку на несущие стены или фундамент.
Возможность перекрытия кровель большого размера. Благодаря тому, что металлический профиль имеет большую длину, а также легко соединяется с помощью сварки, он подходит для монтажа крыш производственных сооружений.
Высокая устойчивость к коррозии. Сталь, из которой изготавливается металлические профили для сборки стропильного каркаса, не подвергается коррозии при контакте с водой, поэтому служит обрешетка из этого материала намного дольше деревянной.
Негорючесть. Обрешётка из металла выдерживает высокие температуры без деформаций, не горит, а также не поддерживает горение, поэтому считается более безопасным материалом для изготовления обрешетки по сравнению с натуральной древесиной.

Важно! Современные строительные стандарты и нормы рекомендуют использовать металлическую обрешетку при перекрытии сооружений с высоким риском возгораний (производственные постройки, бани, здания со сложным технологическим оборудованием), а также крыш с длиной скатов более 6 метров.

Монтаж

Монтаж металлической обрешетки выполняется в процессе возведения кровли после окончания процесса сборки стропильного каркаса. Если обрешётка изготавливается из металлопрофиля, то и остальные элементы стропильной системы целесообразно будет изготовить из этого же материала, сопоставимого по весу и величине сечения. Соединять между собой элементы можно с помощью крепёжных элементов из нержавеющей стали или посредством сварки. Монтаж обрешетки происходит следующим образом:

Сначала устанавливают стропильные пары каркаса и укрепляют их с помощью подкосов или временных распоров. Важно, чтобы стропила верхними ребрами образовывали ровную плоскость, на которую удобно будет закреплять кровельное покрытия.
Сверху стропил расстилают гидроизоляционное покрытие, которое должно защитить термоизоляционный материал и каркас от проникновения конденсата и атмосферной влаги.
Если обрешетка относится к двойному типу, то вдоль стропильных ног фиксируют рейки контробрешетки, чтобы создать между ними и кровельным материалом вентиляционный зазор.
Затем происходит фиксация реек обрешетки с заранее выбранным шагом. Крепить элементы между собой можно с помощью сварки или саморезов из нержавеющей стали с резиновым уплотнителем.

Опытные мастера считают, что монолитная сварная обрешетка из металлических уголков или профиля обладает максимальной несущей способностью, а потому выдерживает интенсивные снеговые и ветровые нагрузки, которыми славится русская зима. Для увеличения устойчивости конструкции к коррозии ее покрывают краской.

Читайте также: