Металлическая стропильная система односкатной крыши

Обновлено: 05.10.2024

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.

Конструкция стропильной системы односкатной крыши, порядок сборки

Она строится в разных видах и может выполнять несколько функций — от поддержки кровли, до защиты дома от ветра и давления снега.

Одной из самых простых считается стропильная система односкатной крыши. Ее конструкция отличается собственной спецификой и отличается от двускатных вариантов, поэтому следует рассмотреть ее внимательнее.

Схема устройства кровли

Конструкция стропильной системы односкатной крыши состоит из ряда несущих опор — стропильных ног (стропил). Они принимают на себя нагрузку от кровельного покрытия, а также от снежных масс в зимнее время.

Это основные элементы, но есть ряд вспомогательных:

мауэрлат (горизонтальная брусовая обвязка, принимающая нагрузку от стропил и распределяющая ее равномерно по периметру наружных стен);
стойки (вертикальные брусовые элементы, обеспечивающие поддержку стропил при большом расстоянии между стенами);
подкосы (наклонные подпорки, усиливающие стропила);
лежень (горизонтальный брус, укладываемый вдоль крыши и служащий опорным элементом для стоек).

С точки зрения конструкции, стропильная система — это каркас, обеспечивающий ровную плоскость с заданным наклоном для укладки кровельного покрытия. Материалом для нее служит древесина — брус или обрезные доски.

Существуют металлические стропильные элементы, но они наиболее востребованы для промышленных сооружений и для односкатных крыш применяются не часто.

Чертеж устройства стропильной системы односкатной крыши на фото:

Существуют разные конструкции стропильных систем, рассчитанные на эксплуатацию в разных условиях и обладающие собственной спецификой. Они отличаются способом опирания стропильных ног, а также типом распределения нагрузки на стены. Рассмотрим их по отдельности.

Наслонная

Наслонная конструкция стропил обычно используется в домах со средней (внутренней) несущей стеной. Стропильные ноги концами опираются на мауэрлат (противоположные точки), а средней частью — на внутреннюю несущую стену (точнее, на лежень через подкосы или промежуточные стойки).

Для односкатной крыши наслонная система реализуется со своими особенностями. Стропила укладывают с опорой на 2 противоположные несущие стены. Внутренняя перегородка не используется, ее функцию выполняет наиболее высокая стена.

Для повышения несущей способности каркаса, в систему внедряют подкосы. За их счет можно увеличить длину пролетов. Для 1-скатных крыш возможно применение наслонных стропил и без подкосов, но при пролетах не более 4,5 м. Подкосы увеличивают возможную длину до 6 м.

Висячая

Висячие стропила изготавливаются в виде готовых ферм, которые поднимают на крышу в собранном виде. Остается лишь установить их в нужном положении, прикрепляя концы к мауэрлату. Промежуточных опор, как правило, не имеется, поскольку концы стропил соединены между собой горизонтальной доской — затяжкой.

Она исключает распирание стен, что позволяет использовать висячие стропила на домах из слабых материалов (например, ячеистых бетонов). Для высоких построек такая конструкция используется редко, так как их сложнее перемещать и устанавливать из-за большого веса и размера.

Висячие стропила чаще используются для кровель, где ширина дома составляет 4-5 м. В более широких строениях для усиления используются подкосы.

Скользящая

Скользящие стропила — это не самостоятельная конструкция, а дополнительный элемент. Он необходим для компенсации усадки материала в процессе эксплуатации, возникающей из-за впитывания и отдачи атмосферной влаги.

Основным и определяющим элементом является скользящая опора, представляющая собой элемент крепления с продолговатым отверстием для крепежного элемента (болта).

При изменении размеров стропильной ноги болт перемещается по длине отверстия, компенсируя увеличение или уменьшение длины детали. Скользящие стропила могут иметь как наслонную, так и висячую общую конструкцию.

Отличия для разных типов кровли

Разные типы кровли обладают собственными свойствами:

вес,
несущая способность,
методика монтажа и т.п.

При этом, материал кровельного покрытия не оказывает решающего влияния на конструкцию стропильной системы, хотя и учитывается при создании проекта. Основное отличие стропил для разных покрытий состоит в характере обрешетки — плотности размещения планок, толщине и других особенностях.

Профнастил

Стропильная система для профнастила не нуждается в плотной обрешетке, так как необходимости в продольной стыковке полос материала нет. Как правило, планки укладывают на расстоянии, обеспечивающем достаточное расстояние между крепежными элементами листов профнастила.

Сама конструкция стропил принимается в соответствии с расстоянием между противостоящими стенами и определяется количеством дополнительных опор.

Керамическая черепица

Для укладки керамической черепицы необходима плотная обрешетка с подложкой, обеспечивающей гидроизоляцию. Поскольку и кровля, и обрешетка обладают немалым весом, необходимо предусмотреть усиление конструкции стропил дополнительными опорами — подкосами и стойками.

Металлочерепица

Металлочерепица состоит из отдельных листов сравнительно небольшого размера (относительно профнастила или профлиста). Обрешетка под нее устанавливается с таким расчетом, чтобы линии стыка листов, а также точки установки крепежей оказались точно над планками.

Как правило, усиления конструкции стропил не требуется, хотя для скатов большого размера необходимо использовать дополнительные опорные элементы. Возведение односкатной крыши из черепицы и металлочерепицы описано в этой статье.

Ондулин

Вес ондулина сравнительно невелик, поэтому необходимости в установке сплошной обрешетки нет. Стропильная система выбирается исходя из других соображений — размеров постройки и внешних факторов. Специальных требований со стороны кровли в данном случае нет.

Как укладывать ондулин на односкатную крышу, читайте здесь.

Шифер

Шифер внешне похож на ондулин, но обладает большим весом. Для него надо установить усиленную стропильную систему, предварительно подсчитав вес кровли. Это особенно важно при укладке покрытия на крышу большой площади, где нельзя допустить чрезмерный прогиб стропильных ног.

Независимо от типа кровельного покрытия, необходимо принять во внимание снеговую нагрузку. Односкатные крыши, как правило, не имеют большого угла наклона, поэтому снег лежит на кровле, не скатываясь вниз. Его вес может составлять несколько тонн, что следует учесть при создании проекта. Как укладывать шифер на односкатную крышу, читайте здесь.

Нюансы для различных построек

Конструкция односкатных стропил мало зависит от типа постройки. В любом случае, опоры стропил будут находиться на противоположных стенах, а их длина будет определять наличие (и количество) дополнительных опорных элементов (стоек и подкосов).

Некоторое отличие наблюдается в стропильной системе пристройки — у нее верхние части стропильных ног не ложатся на мауэрлат, а крепятся к стене наподобие кроштейнов.

Основная нагрузка приходится на внешнюю стену пристройки, а вес верхнего края приходится на стену примыкания. Здесь вместо бруса мауэрлата опорой является горизонтальная доска, жестко прикрепленная к стене.

Монтаж стропил своими руками

Для самостоятельного монтажа стропил необходимо приготовить:

Из инструментов понадобятся:

ножовка, электропила;
электродрель с набором сверл;
гаечный ключ;
сапожный нож;
измерительные инструменты (рулетка, линейка, строительный уровень и т.п.).

Порядок монтажа:

Установка двойного слоя рубероида на верхние торцы стен. Укладка на них брусовой обвязки (мауэрлата) с креплением на анкерные болты.
Установка промежуточного опорного бруса — лежня (если того требует расстояние между противоположными стенами). Монтаж стоек, фиксация их положения с помощью металлических перфорированных уголков и наклонных планок — подкосов.
Укладка стропильных ног. Если длины досок не хватает, выполняют продольное стыкование с помощью накладок из такой же доски, прикрепленной болтами. Иногда, для создания усиленной конструкции, для стропильных ног используются двойные доски.
Выравнивание стропильных ног по плоскости. Проверяют горизонталь и угол наклона ската, подкладывают под провисшие доски деревянные обрезки.
Монтаж подкосов. Проверка прочности соединений.
Установка обрешетки. Планки укладывают так, чтобы кровельное покрытие можно было установить согласно технологическим требованиям.

После этого можно переходить к укладке кровли.

Монтаж стропильной системы односкатной крыши — в видео:

Заключение

Односкатная крыша не часто используется на жилых домах. Как правило, это постройки вспомогательного или хозяйственного назначения. Поэтому стропильная система для них выбирается по принципу необходимой достаточности.

Монтаж производится в соответствии с проектными требованиями. Основные задачи — обеспечение прочности и надежности конструкции, угла наклона, ровной плоскости.

Специальной профессиональной подготовки в данном случае не требуется, но работу надо выполнить тщательно и аккуратно, исключая ошибки и нарушения технологии монтажа.

Устройство

Односкатная крыша считается дешевым видом кровли, который можно возвести своими руками.

Но для этого необходимо понимать устройство конструкции и ознакомиться с основными терминами.

Это поможет не только понимать уже готовые планы строительства, но и сэкономить на постройке.

Схема сборки односкатной крыши своими руками: узлы и рабочие чертежи

Узлы кровли — это необходимые элементы, которые являются этапами возведения односкатной кровли. Они обязательны при строительстве жилого дома, однако в некоторых случаях ими можно пренебречь.

Особое внимание уделяется соединениям стропил с коньком и мауэрлатом, узлам в различных типах стропильных систем (наслонной, висячей), а также элементам усиления.

Подробнее об узлах 1-скатной кровли, читайте здесь.

Обычный порядок сборки 1-скатной кровли:

Обустройство армопояса, при необходимости.
Крепление мауэрлата.
Сборка стропильного каркаса.
Монтаж обрешётки.
Устройство кровельного пирога.
Крепление кровельного покрытия.
Финишные работы.

Обустройство армопояса

Армированный пояс — это основание под мауэрлат, необходимое для равномерного распределения нагрузки. Также отвечает за надежность крепления мауэрлата. Представляет собой жб ленту (залитую бетоном арматуру).

Армопоясом можно пренебречь в нескольких случаях:

для кирпичных или деревянных стен;
на плотных скалистых грунтах;
для нежилых построек в местности без сильных ветров.

Армопояс заливается по всему периметру стен дома.

Подробнее об армопоясе односкатной крыши читайте здесь.

Мауэрлат

Как и армопояс, мауэрлат отвечает за распределение нагрузки веса крыши на стены. В односкатных крышах он устанавливается на фронтальную (самую высокую) и противоположную стены. Строительные балки опираются концом именно на него.

Мауэрлат выполняется из:

скрепленных между собой досок;
из бруса или бревен для деревянных стен;
из стального профиля.

При монтаже мауэрлата рекомендуется использовать гидроизоляцию, чтобы увеличить срок службы узла.

Более детальная информация о мауэрлате для односкатной крыши находится в этой статье.

Фронтон

Просвет между боковой стеной и скатом “зашиваются” фронтоном. Он может быть построен как до строительства стропильной системы, так и после. Обычно используются материалы строительства стен, хотя можно сделать обшивку из сендвич-панелей. За рубежом часто в качестве фронтона и фронтальной стены используется каркас для панорамного остекления.

О фронтонах для односкатной крыши узнайте из нашего материала.

Стропильная система

Стропильная система — каркас крыши. Можно использовать монолитные брусья или “нарощенные” (из 2 и более частей с небольшим шагом, чтобы выдержать нагрузку). В стропилах делается вырезка по форме мауэрлата, в который они упираются. Но требуется дополнительное крепление.

Шаг между балками обычно составляет от 50 см до 1 м, но может быть больше или меньше в зависимости от того, какой тип кровельных материалов используется. Тем меньше шаг, тем большую нагрузку выдерживает система.

Подробнее о стропилах односкатной кровли рассказано здесь.

Обрешетка

Дощатый настил, на который крепится финишная кровля, — обрешетка. Она может быть:

сплошная с плотным прилеганием досок;
в разрядку с небольшим просветом.

Сплошная обрешетка подойдет для любого типа кровли, но обойдется дороже. При установке обрешетки в разрядку необходимо определить шаг — расстояние между досками. Он зависит от типа финальной кровли, обычно указывается в инструкции к металлочерепице или профилю.

Внимание! Обрешетка крепится к стропилам гвоздями.

Для лучшей изоляции и крепления кровельного пирога обрешетка может быть в несколько “уровней”.

Более полную информацию об обрешетке односкатной крыши вы найдете в этой статье.

Свесы

Карниз выполняет защитную функцию, поэтому длина свесов должна быть от 20 до 60 см. В таком случае при скатывании воды она будет отводиться достаточно далеко от стен, что увеличивает их срок службы.

О свесах для односкатной кровли читайте тут.

Конек

У односкатной крыши конек в классическом понимании отсутствует. Это основной узел двускатной кровли — ее верхняя точка, которая дополнительно обшивается листами из металла для упрочнения конструкции. Для 1 скатной кровли есть планка конька, которая защищает срез от атмосферных осадков.

Об особенностях применения конька для односкатной крыши вы узнаете из этой статье.

Гидро-, паро- и теплоизоляция кровли

В зависимости от назначения строения крыша может быть теплой и холодной. Они будут отличаться количеством слоев и их обустройством.

Для крепления пароизоляционного слоя можно использовать аналог обрешетки, как и с внешней стороны, т.е. сама диффузная пленка крепится рейками, а поверх кладется материал для внутренней отделки.

В качестве материала обычно используется рубероид, полиэтилен или мембрану. Его необходимо положить на стропила под обрешетку.

Укладывать материал необходимо внахлест, чтобы не допускать протечек и разгерметизации швов. Швы проклеить.

Отличия теплого кровельного пирога

Односкатная крыша относится к видам кровли с плохой теплоизоляции, поэтому важно сделать правильный пирог. Он выглядит следующим образом (слои идут от наружного к внутреннему):

Финальная кровля (профнастил, черепица и т.д.).
Обрешетка.
Контробрешетка.
Гидроизоляция (рубероид, пленка и т.д.).
Стропила.
Утеплитель между стропилами, т.е. как слой он примыкает к гидроизоляционной мембране.
Пароизоляционный барьер.
Контробрешетка.
Внутренняя отделка.

Это пример теплого кровельного пирога. Также обязательно должно присутствовать вентиляционное отверстие, а еще лучше — система приточно-отточной вентиляции.

Внимание! Утеплитель и правильный пирог не единственный способ улучшить теплоизоляцию жилого помещения. Наличие мансардного этажа — это дополнительная прослойка, благодаря которой теплопотери дома будут ниже.

Так выглядит схема теплого кровельного пирога в разрезе:

Строение холодного пирога

Жилое помещение строится обязательно с “теплой” крышей. Однако для гаража или амбара это не обязательно. Нежилое помещение, которое практически не используется зимой, можно построить с холодной крышей.

Основное отличие — отсутствие утеплителя, поэтому для создания кровельного пирога требуется меньше материалов:

Финальная кровля.
Обрешетка.
Гидроизоляция.
Стропила.

Между обрешеткой и гидроизоляцией должен быть небольшой вентиляционный слой, поэтому после обрешетки идет контробрешетка.

Пароизоляция тут также не нужна, так как в теплой кровле она просто ограждает утеплитель от влажности внутри дома.

Холодную кровлю можно установить и для жилого помещения в случае, если мансарда или небольшой просвет под крышей не используется в качестве дополнительного помещения. В таком случае утеплитель и пароизоляция укладывается на чердачное перекрытие, которое “соприкасается” непосредственно с жилым этажом.

Крепежи

Стропильная система для широких односкатных крыш требует дополнительного крепления для более равномерного распределения нагрузки:

Стойка и подкос (подстропильная нога) необходима, если ширина прогона от 6 до 12 метров. Их основная функция — дополнительная опора и защита от прогибаний кровли. Используют для наслонной системы стропил.
Распорка (схватка) — стяжка, которая используется, если прогон от 12 до 16 метров. В таких случаях устанавливается две стойки с подкосами, которые между собой соединяются распоркой.
Ригель — стяжка между стропилами. Чаще всего он используется для двускатных крыш, устанавливается под коньком. Но может использоваться в качестве дополнительного крепежа для висячей системы стропил.

При установке крепежей необходимо правильно рассчитать расстояние и нагрузку, чтобы избежать преждевременного износа деталей или провисания крыши.

Конструкция стропильного каркаса

Для односкатных крыш обычно используется один из двух систем стропил:

Навесная. Крыша возводится на стенах разной высоты. Благодаря этой разнице и получается скат под определенным углом. Стропила упираются в мауэрлат на несущих стенах.
Висячая. Кровля строится на стенах одной высоты, скат получается за счет “надстройки” из ферм.

С обоими вариантами можно возвести кровлю с мансардой.

О конструкции стропильной системы односкатной крыши рассказано в этой статье.

Фермы

Висячая стропильная система состоит из специальных деревянных ферм в виде треугольников. Удобство этой конструкции в том, что сами фермы можно соорудить на земле, а потом с помощью лебедки поднять и установить на крыше. Возведение такой кровли проще, но стропила нужно делать под заказ по специальным расчетам, поэтому стоимость конструкции выше.

Кроме пиломатериала для сборки ферм применяется металлопрокат, но такие конструкции не применяются для частного домостроения.

Подробнее о фермах односкатной крыши вы узнаете из нашего материала.

Самый сложный этап при строительстве дома с односкатной крышей — разобраться с конструкцией стропил. Но больше всего ошибок допускается при создании кровельного пирога. Поэтому стоит внимательно изучить все элементы и узлы.

Стропильная система односкатной крыши: особенности конструкции и монтажа

В России, где сильна привязанность к традиционному терему с треугольной кровлей, односкатную крышу считают непредставительной и малопригодной для жилого дома. Но для строительства надворных и хозяйственных построек нет варианта проще и экономичнее. Поэтому, если вы задумали возведение гаража, бани, сарая, навеса, обязательно изучите строение стропильной системы односкатной крыши, чтобы смонтировать ее своими руками, без привлечения наемных работников.

Особенности конструкции

Стропильная система крыши односкатного типа представляет собой упрощённую половинку двухскатной. Ее преимущества:

Малый вес. Низкий вес конструкции позволяет возводить с ноля или реконструировать кровлю, не внося изменений в фундамент, не усиливая его. Это большой плюс, так как затраты на устройство фундамента даже своими руками составляют около трети стоимости всей постройки целиком.
Доступность материалов. Так как состоит стропильная система в основном из древесины, недорогого материала, который заготавливают и реализуют повсеместно в средней полосе России, поэтому расстояние от магазина до места строительства минимально. Цена строительства приемлема для любого бюджета.
Простота монтажа. Обычно оплата труда профессиональных кровельных мастеров составляет 50% затрат на сооружение крыши. Поэтому такая конструкция с элементарной стропильной системой дает возможность минимизировать затраты, отказавшись от найма сторонних работников, и выполнить крепление стропил односкатной крыши своими руками.

Не смотря на очевидные плюсы, нельзя не упомянуть о недостатках этого вида кровли:

Низкий уровень энергоэффективности. Из-за того, что воздушная прослойка односкатной крыши, которая служит естественным термоизолирующим слоем, меньше, чем это же расстояние у двухскатной, ее не хватает, чтобы предотвратить уход тепла. Кровлю изготавливают из материалов с высокой теплопроводностью, поэтому летом она сильно нагревается, зимой охлаждается, передавая тепло или холод в подкровельные помещения. Для ликвидации этого недостатка своими руками приходится организовывать более основательное утепление и вентиляцию помещений.
Отсутствие возможности оборудовать чердак. Для некоторых домовладельцев, чердак необходим, но под односкатной крышей его оборудовать проблематично. Зато на поверхности ската с небольшим уклоном удобно размещать солнечные батареи, емкости для нагрева воды и даже небольшую площадку для отдыха и принятия солнечных ванн.
Образование сугробов и снежных наносов. Эта проблема актуальна для хозяйственных построек, смежных с основным жилым зданием. Снег соскальзывает с более крутых скатов крыши дома и задерживается на более пологих гаражных. Однако, если провести расчеты правильно, выбрать подходящий материал, этот недостаток не будет волновать хозяев.

Конструкция стропильной системы

Стропильная система односкатной крыши не представляет из себя ничего сложного, особенно для тех, кому знакомо устройство двухскатной. Она состоит из тех же основных опорных элементов, которые демонстрирует схема:

Мауэрлат. Прочное, массивное основание, изготовленное из бруса сечением 150х150 мм. Мауэрлат крепят на верхнюю часть стен, чтобы он брал на себя вес кровли и перенаправлял его на фундамент. Его не устанавливают лишь в домах из бревна и бруса, в которых задачи мауэрлата выполняет верхние венцы сруба. В сооружениях из кирпича ил газосиликата по верхнему краю стены налаживается опалубка и заливается бетонная стяжка.
Стропильные ноги. Стропила представляют собой ровные, прочные бруски из дерева сечением 50х150 мм или 100х150 мм. Они опираются на стены, образуя геометрию скатов. Шаг между двумя стропильными ногами выбирают в промежутке между 60-120 см. Нужно учитывать, что как слишком редкий, так и слишком частый шаг нежелателен: если стропил необоснованно много, конструкция получится слишком тяжелой, если мало – не выдержит веса кровельного материала.Расстояние между стропилами определяют инженерный расчет.
Подкос. Также называемый подстропильная нога элемент дополнительной опоры. Он под углом отходит стойки, подпирая серединную часть стропила, предотвращая его прогиб. Подкосы также изготавливают из дерева, досок сечением 50х150 мм.
Стойка. Вертикальная опора, которая одной стороной стоит на несущей перегородке, а другой подпирает стропильную ногу, перенося ее вес на фундамент здания. Шаг между стойками должен быть 1,2-1,5 м, большее расстояние не обеспечивает должной поддержки.
Лежень. Изготавливают из того же материала, что и мауэрлат, выполняет он такие же функции стой лишь разницей, что устанавливается на внутренние опорные стены.
Схватка. Горизонтально расположенная доска, стягивающая две стойки, предотвращающая их распирание.
Кобылки. Используют, если длины стропильных ног недостаточно для сооружения свеса крыши. Это доски меньшего сечения, с помощью которых удлиняют стропила. Расстояние от стенды до конца кобылки должно быть не менее 40 см.

В зависимости от планировки сооружения, для монтажа односкатной кровли применяют различные виды стропильной системы, максимально соответствующие заданным условиям:

Варианты конструкции

Чтобы понять, какие элементы должна иметь стропильная система вашей односкатной крыши, какой должен быть шаг между ними, нужно произвести замеры длины и ширины постройки, определить расстояние между несущими стенами. Если дина сооружения:

4, 5 метров и меньше. Если расстояние между перегородками маленькое, можно выбрать самый простой вариант, состоящий из прочно закрепленного мауэрлата и стропильных ног. Установка не вызывает значительных затруднений, может быть произведена своими руками. Этот способ используют для хозяйственных построек малой площади: гаражей, сараев, уличных туалетов.
4,5-6 м. Если расстояние превышает рекомендованные значения, шестиметровые стропила, не имеющие опоры на внутреннюю перегородку, будут провисать под собственным весом. Поэтому стропильную систему необходимо усилить подкосами, опирающимися на лежень, установленный на балку перекрытия.
До 12 м. Если длина кровли превышает 12 метров, монтируют хотя бы одну стойку, на которую опираются подкосы. Шаг между стропилами и стойками не должен превышать 1,2-1,5 м.
До 16 м. Для сооружений, расстояние между стенами в которых превышает 16 м, требуется установка как минимум двух стоек, скрепленных схваткой, разнонаправленных подкосов. Такую стропильную систему используют крайне редко, она подходит для обустройства больших сараев для содержания домашнего скота или складов.

Нужно понимать, что, чем масштабнее постройка, тем более сложной стропильной системы она требует, тем меньше шаг между стропилами. Так как стандартная длина пиломатериалов составляет 6 метров, то сооружения, ширина которых превышает 4,5 требуют изготовления составных стропильных ног, состоящих из одной или двух досок, соединенных внахлест 50 см.

Составление проекта

Так односкатная кровля имеет форму треугольника, некоторые длины сторон которого нам известны, рассчитать остальные можно, используя тригонометрические формулы, известные всем со школы. Предположим, что гипотенуза – стропильная нога, обозначим ее Lc. Тогда отрезок Lbc – катет, высота стены от балок перекрытия до конька. Значит, Lcd – ширина дома, А – угол наклона ската (избранный или вычисляемый). Теперь все зависит от того, какие стороны нам известны:

Если заданы ширина дома и высота стена от перекрытий до конька, то подсчитаем с помощью калькулятора угол наклона: tgA=Lbc/Lcd;
Если известны угол ската и ширина сооружения, то вычислим высоту поднятия стены: Lbc=tgA*Lcd;
Когда определены ширина постройки и угол наклона скатов, можно рассчитать длину стропильной ноги: Lc=Lcd/cosA.

После того, как расчеты выполнены, чертится схема, на которую наносят полученные размеры. На упрощенном чертеже отражают также шаг между стропильными ногами.

Сборка стропильной системы

Так как последовательность работ зависит от вида стропильной системы, разберем, как своими руками построить односкатную кровлю для гаража шириной 4,5 м. Так как размеры постройки позволяют, можно обойтись сооружением самого простого типа стропильной системы односкатной крыши:

После того, как возвели фронтонные стены, имеющие окончание в виде прямоугольного треугольника, перегородки, на которые будет опираться склон гидроизолиуют перед установкой мауэрлата. Для этого используют рубероид, сложенный в два-три раза или специальную пленку.
На стене оборудуется армированный пояс: налаживают опалубку, устанавливают арматуру, заливают вязким бетоном. Заранее изготавливают отверстия для крепления мауэрлата. Перед тем как закрепить опорный брус, его обрабатывают огнебиозащитным составом. Крепят мауэрлат анкерными болтами.

Как из профильной трубы своими руками сделать односкатную крышу: расчет, строительство, нюансы

Односкатные кровельные конструкции широко применяются в жилом строительстве, их часто возводят на загородных и дачных участках.

Зачастую при их создании невозможно использовать стропила из древесины, поскольку этот материал имеет низкую прочность и со временем разрушается под воздействием влаги.

Наиболее оптимальным вариантом является односкатная крыша из профильной трубы.

Особенности конструкции: ферма

Основой металлоконструкции является ферма. Они придают необходимую жёсткость и несущую способность. Металлокаркас состоит из плоских линий верхнего и нижнего контуров. В промежутке между 2 контурами находится решетка, которая представлена раскосами и стойками. Все элементы фермы соединяются между собой с помощью узловых фасонок.

Можно приобрести готовые конструкции со стандартными параметрами, а можно изготовить крышу из профильной трубы самостоятельно.

Плюсы и минусы

Односкатная кровля имеет массу весомых преимуществ, среди которых:

Вместе с тем, такие кровельные конструкции имеют и некоторые недостатки:

Дороговизна. Конструкции из металла имеют сравнительно высокую стоимость, поэтому при их строительстве нужно тщательно планировать каждый пункт денежных расходов.
Большой вес. Тяжелые профильные трубы, вес которых может достигать нескольких центнеров, невозможно поднимать на высоту без применения спецтехники. Кроме того, такая кровля будет оказывать значительную нагрузку на основание, поэтому обустройство фундамента будет более дорогостоящим и сложным.

Сфера применения

Кровли данного типа используются повсеместно:

Их применяют при строительстве навесов, террас, хозяйственных пристроек и др.
Они оптимально подходят для обустройства крытых парковочных мест для автомобилей, спецтехники и коммерческого транспорта: например, микроавтобусов и грузовых авто.

Односкатная кровля из профильной трубы не только обеспечит безопасность людей и имущества, но и защитит от неблагоприятных факторов окружающей среды. При необходимости ее можно в дальнейшем модернизировать и увеличивать в размерах – например, если необходимо расширить общую площадь склада, ангара или другого здания.

Кровельный пирог

Для обустройства односкатной крыши недостаточно соорудить стропильную систему и закрепить на ней единственный кровельный слой – черепицу, профлист, поликарбонат или шифер. Такая конструкция будет ненадежной и не сможет полноценно выполнять защитные функции.

Кровля должна иметь сэндвичную структуру и состоять из нескольких слоев:

внутренний отделочный материал;
обрешетка;
пароизоляционный слой;
контробрешетка;
утеплитель;
гидроизоляционная прослойка;
внутренний зазор для вентиляции (в невентилируемой кровле не предусматривается);
внешнее кровельное покрытие.

Структура кровельного пирога может отличаться для холодной и теплой крыши. В первой не используется теплоизоляционный материал, но вместо него присутствует дополнительный слой гидроизоляции.

Холодная кровля подойдет для неотапливаемых сооружений, в которых не требуется поддержание определенных условий микроклимата: например, крытых парковок или беседок.

В качестве кровельного покрытия могут использоваться разные материалы, в зависимости от бюджета, предпочтений и конкретных требований.

Если применяются мягкие рулонные покрытия, необходимо использовать сплошную обрешетку из плит OSB или влагостойкой фанеры.
Для жестких материалов, которые имеют стабильную форму, подойдет стандартная обрешетка из деревянного бруса или профильных труб.

Расчет кровли из профтрубы

Расчет характеристик профильных труб является одним из ключевых этапов проектирования односкатной кровли. В идеальном варианте этим должен заниматься профессиональный строитель.

При подсчетах нужно учитывать огромное количество нюансов:

Размеры будущего сооружения.
Состав и физические свойства почвы, на которой будет стоять постройка.
Ветровые нагрузки и специфика местного климата.
Угол наклона кровли (от этого зависит возможный вес снега, скапливающегося на крыше в зимний сезон).
Закупочная цена профильных труб и размер бюджета, выделенного на строительство.
Специфические требования к безопасности здания и др.

Тем не менее, если планируется строительство относительно небольшого сооружения (например, придомовой крытой парковки для 1-2 автомобилей), некоторыми из перечисленных нюансов можно пренебречь. Главное – правильно определить оптимальные размеры профильных труб, из которых будет состоять металлический каркас.

Общие рекомендации таковы:

Если сооружение имеет ширину менее 4,5 метров, для его постройки можно выбрать трубу с размерами поперечного сечения 40х20х2 мм, где 2 мм – толщина металла.
Для построек шириной 4,5-5,5 м оптимальным вариантом будут металлические конструкции с размерами 40х40х2 мм.

Конструкции больших размеров в частном строительстве использовать нецелесообразно с финансовой точки зрения. Их запас прочности не будет использоваться в полной мере. Такие трубы (например, 300х300х12) применяются преимущественно в промышленных зданиях.

Также стоит придерживаться общего правила, касающегося выбора расстояния между горизонтальными опорами кровли, на которых в дальнейшем будет монтироваться обрешетка и остальные слои кровельного пирога. Данное значение не должно превышать 1,7 м.

Несоблюдение этого правила может привести к нежелательной деформации кровли под ее собственным весом, что негативно скажется на ее долговечности и безопасности.

Угол наклона определяют в зависимости от материала кровли:

Для рубероида оптимальное значение – 5 градусов.
Для профнастила, металлочерепицы и шифера – 20, 25 и 20-35 градусов соответственно.

Подготовка материалов и инструментов

Перед началом строительных работ нужно заблаговременно подготовить все необходимое:

Профильные трубы необходимого размера, их количество определяется с учетом специфики проекта.
Крепежные детали (анкерные болты) или сварочное оборудование.
Материалы для бетонной смеси (песок, цемент, щебень), необходимые для фундамента.
Ведра или корыта для замешивания бетона, по возможности – специальная бетономешалка.
Лакокрасочное покрытие для антикоррозионной обработки труб.
Гидро, паро- и теплоизоляционные рулонные материалы для кровельного пирога.
Материалы внутренней отделки — при необходимости.
Кровельное покрытие – битумная черепица, профлист, поликарбонат или др.

Способы фиксации профиля

Самый надежный способ фиксации металлических профилей – аргоновая или углекислотная сварка. Сварные швы, созданные в защитной газовой среде, обладают достаточно высокой прочностью и долговечностью. Правильное выполнение сварочных работ позволит исключить вероятность случайного разрушения металлического каркаса односкатной кровли.
В качестве крепежных элементов при отсутствии сварочного оборудования можно использовать болты, клепки или крабы. Болтовое соединение имеет важное преимущество – в процессе фиксации элементов можно с высокой точностью контролировать усилие затяжки, особенно при наличии динамометрического ключа.

Строительство своими руками

Когда проведены расчеты, выбран подходящий проект и подготовлены материалы, можно приступать непосредственно к сборке односкатной крыши.

Работы проводятся в стандартной последовательности:

О строительстве 1-скатной кровли для частного дома можно прочитать тут. А из этой статьи вы узнаете о критериях выбора между односкатной и двускатной конструкцией.

Частые ошибки и рекомендации

Чаще всего ошибки бывают в таких случаях:

Видео по теме статьи

Из видео узнаете о том, как построить односкатный навес из металлопрофиля для авто, примыкающий к дому:

Обустройство односкатной кровли из профильной трубы под силу даже начинающим строителям. Чтобы достичь желаемого результата, важно тщательно подготовиться к работе и грамотно спланировать каждый этап работы.

Необходимо учитывать, что строительство больших и массивных крыш с большой шириной пролетов требует более основательного подхода, поэтому такую задачу лучше поручить профессионалам.

Читайте также: