Каркас кровли из дерева

Стропильная система каркасного дома своими руками

Каркас крыши – это главная часть всей кровельной конструкции частного дома. На этот элемент ложится основная нагрузка. Система должна выдерживать вес кровельного пирога и внешнего покрытия, скопления осадков и ветровые нагрузки. Если при возведении не соблюдать правила технологии, срок службы каркаса сократится в разы, он может начать деформироваться, деревянные элементы начнут портиться от влаги. Собрать сооружение можно самостоятельно, если выполнять работу в соответствии с пошаговой инструкцией: это позволит сэкономить на услугах мастеров по монтажу.

1. Виды каркасов крыш
2. Деревянные
3. Металлические
4. Железобетонные
5. Устройство каркаса крыши
6. Подбор типа системы стропил
7. Материалы и инструменты
8. Монтаж каркаса крыши своими руками
9. Конструктивные особенности

Выбор типа стропильной системы

Перед тем, как сделать каркас крыши, вы должны определиться с типом стропильной системы. Роль каркаса любой деревянной скатной крыши исполняют стропила, или стропильные ноги, – деревянные элементы сечением 150Х50 мм, на которые крепится обрешётка кровли. По типу соединения стропильных ног между собой можно выделить следующие типы каркаса крыши:

• – наслонные стропильные конструкции;
• – висячие стропила

Оба эти типа каркасной системы могут применяться в частном строительстве. Разница между ними состоит в том, что при висячей стропильной системе, основание стропил опирается на мауэрлат (продольный брус сечением 100Х100 мм), укладывающийся на верхнюю часть несущей стены. Сверху эти стропила соединяются между собой при помощи конькового бруса сечением 150Х50 мм. При использовании наслонных стропил, верхняя часть стропил не соединяется между собой, а опирается на центральную несущую стену.

Основную роль в выборе той или иной системы крыши играют конструктивные и планировочные особенности здания. Так, в здания с расстоянием между продольными несущими стенами, на которые опираются стропила, не более 6 метров уместно использовать висячий каркас крыши дома.

В домах с пролётом между несущими стенами более 6 метров можно использовать наслонную каркасную систему. Дополнительным условием такой конструкции является наличие дополнительной несущей стены посередине здания.

Такой способ опирания позволяет избежать провисания стропил при очень больших пролётах. Если же вы выполняете каркас крыши из металла, то пролёт стропил может быть большим.

Обработка стропил

Чтобы обеспечить надежную защиту деревянных элементов стропильной системы, не рекомендуется обрабатывать готовый каркас крыши. В этом случае остаются недоступными самые проблемные места: узлы крепления. В стыки может проникать влага и провоцировать гниение необработанной древесины. Чтобы исключить это, нужно тщательно обработать стропила, балки и другие части конструкции перед началом монтажа стропильной системы.

Следует учитывать, что пропитка антисептиком готовых конструкций с помощью кисти или распылителя менее эффективна, чем метод погружения, который можно применить к отдельным элементам каркаса крыши.

Полноценная обработка стропил подразумевает глубокую пропитку древесины антисептиком. Максимального эффекта можно добиться лишь в условиях производства, так как для лучшего проникновения защитного состава древесину следует нагреть, а раствор подавать под давлением. Обработка непосредственно на стройплощадке менее качественна, но при внимательном подходе также дает хороший результат.

Чтобы использовать метод погружения, необходимо соорудить емкость требуемых размеров, с учетом длины стропила и ширины балки. С этой целью выкапывается ров определенной глубины, либо сколачивается из досок длинный короб. В обоих случаях поверхность импровизированной емкости выстилается полиэтиленовой пленкой, которая закрепляется на бортах. Далее в емкость следует залить разведенный антисептик (концентрация состава указывается производителем) и поочередно погружать балки, стропила и другие деревянные детали. Каждый элемент конструкции надо выдерживать в растворе по 2-3 минуты.

Стропила и другие детали каркаса крыши следует сушить около суток, разместив их таким образом, чтобы все стороны проветривались.

Особенно тщательно нужно обрабатывать торцы стропил, пазы и пропилы, поскольку данные места у стропил наиболее уязвимы. Для этого стропила, уже пропитанные методом погружения, дополнительно обрабатываются антисептиком в проблемных местах при помощи малярной кисти.

Если приходится обрабатывать балки, стропила и другие элементы конструкции методом поверхностного нанесения пропитки с помощью валика, распылителя или кисти, требуется проводить работы минимум дважды. Перед первой и второй обработкой от вредителей и гнили деревянные детали должны полностью высохнуть.

Обработка стропил должна производиться в теплое время года. Мерзлую и влажную древесину обрабатывать не имеет смысла – волокна не впитают антисептик. Антисептировать следует с соблюдением техники безопасности – надо использовать защитные средства. Используемые составы, попав на незащищенную кожу, могут вызвать химический ожог.

После того, как антисептик проник в древесные волокна, и деталь полностью просохла, надо ее обработать антипиреном. Обмазочный состав наносится на поверхность стропил макловицей или мягкой малярной кистью, можно использовать небольшой валик. Средство разводится в концентрации, указанной производителем.

Универсальные средства

Используя по отдельности антисептик и антипирен, обрабатывать стропила надо в несколько этапов. Заметно упрощает и ускоряет работу применение универсального огнебиозащитного средства. Пропитка универсальная для стропил наносится в один заход, но это и представляет определенные сложности: после обработки стропил на поверхности элементов образуется защитная пленка, которая препятствует проникновению препарата при повторном нанесении. Таким образом, если пропитка от вредителей и возгорания была проведена недостаточно качественно, исправить ситуацию уже нельзя. Стоит отметить, что в состав универсального средства могут входить антипирен и антисептик с различным сроком действия.

Что дает система стропил из клееных элементов?

В первую очередь, такая система стропил обеспечивает высокую технологичность сборки, а также малые временные затраты. Имея под рукой набор готовых деталей, соорудить каркас крыши достаточно просто. Все можно сделать непосредственно на строительной площадке, не прибегая к каким-либо дополнительным операциям. Это своего рода конструктор, сборка которого проста и понятна.

При изготовлении стропильной системы мы используем станок Hundegger K2i.

Это отличный механизированный помощник при строительстве деревянных конструкций, благодаря которому система стропил:
— обеспечивает идеально ровное покрытие кровли, не требующее использования дополнительных выравнивающих элементов;
— гарантирует хорошее качество утепления и отсутствие необходимости устанавливать дополнительный шар утеплителя в дальнейшем;
— позволяет сэкономить уйму денег на отделке, так как все стыки и примыкания будут выполнены идеально;
— не требует чрезмерных временных затрат на процедуру монтажа и так далее.

Особенности конструкций

В зависимости от того, какой тип крыши планируется возводить, будет применяться та или другая монтажная схема стропильной системы. На сегодняшний день известны 2 системы, по которым можно сделать стропила, — это висячие и наслонные.

В большинстве случаев при установке двускатных надстроек изготавливаются наслонные стропила. Их отличительным свойством является то, что нижняя часть балки всей плоскостью опирается на мауэрлат — деревянный брус, установленный на последний ряд кладки по всему периметру стены и закрепленный на ней при помощи стальных скоб или закладных штырей.

Что касается верхней части, то она наклонена к центру крыши, где находится коньковая доска, уложенная на деревянные опоры, и соединяется с ней благодаря пазовому креплению. Для более надежной фиксации могут быть применены гвозди или анкерные болты, которые вбиваются через брус в коньковую часть. Это позволяет сделать конструкцию устойчивой к большим нагрузкам, а также избежать смещения балок во время укладки облицовочного покрытия.

Как сделать стропила? Если мы собираемся строить дом в несколько этажей с большой площадью, то наклонные стропила желательно усилить стальным уголком или металлическими пластинами толщиной не менее 6 мм. Для возведения построек без несущих стен или перегородок рекомендуется прибегнуть к висячим стропильным конструкциям, поскольку они не имеют дополнительных опор и не оказывают давления на перекрытие.

В отличие от предыдущего варианта навесные стропильные балки не создают горизонтальной нагрузки на верхнюю часть стены, весь ее объем приходится на внешние «ноги», расположенные по краям крыши. В некоторых случаях их можно усилить бревенчатыми распорками, а затем прикрепить к ним карнизный узел.

Это делается для того, чтобы избежать расхождения балок под весом осадков, что может привести к разрушению кровельного покрытия.

Стропильная система для деревянного дома ↑

Каркасы, которые устраивают в деревянных домах, в большинстве своем выполнены из хвойных пород деревьев. Такая популярность объясняется тем, что такая древесина имеет относительно низкую стоимость и малый вес. Еще одним существенным плюсом является простота их изготовления и монтажа. В случае необходимости деревянные составляющие конструкции можно подогнать под нужный размер непосредственно на месте их установки.

Дерево хорошо сохраняет тепло, поэтому его использование позволяет значительно уменьшить затраты, связанные с отоплением здания. Недостатки деревянных конструкций заключаются в большой длине ног стропил, в необходимости дополнительной обработки их поверхности специальными смесями для защиты от огня, в коротком, по сравнению с железобетонными и металлическими конструкциями, сроке эксплуатации.

Какое средство выбрать для обработки стропил?

Современный рынок предлагает множество эффективных средств для био- и огнезащиты деревянных конструкций. Однако если использовать их по отдельности, то обработку древесины приходится осуществлять в несколько этапов. Вначале наносится антисептик в несколько слоев, а уже потом — антипиренами. В результате процесс становится достаточно длительным и трудоемким. Поэтому самой современной научной разработкой в области защиты деревянных поверхностей являются универсальные средства, которые содержат в своем составе как поверхностно-активные вещества, препятствующие размножению микроорганизмов и насекомых, так и растворы солей, которые при контакте с огнем образуют стойкую огнезащитную пленку. Вследствие этого древесина меняет свои свойства и становится трудновоспламеняемым материалом.

Одним из самых современных универсальных средств является Огнебиозащита древесины ТЕХНОНИКОЛЬ (10 и 20 л). В составе пропитки — комплекс высокоэффективных биоцидов и антипирентов. Средство безопасно для людей и животных, не содержит соединений мышьяка и хрома.

Оно идеально подходит для защиты деревянных конструкций, используемых как внутри, так и снаружи помещения. Однако наружные элементы при этом не должны соприкасаться с грунтом и подвергаться воздействию атмосферных осадков.

Преимущества огнебиозащиты древесины ТЕХНОНИКОЛЬ

• Средство наносится однократно из расчета не менее 500 г/м². Именно при таком расходе пропитки дерево становится трудновозгораемым материалом, приобретает свойства веществ, которые относятся к І группе огнезащиты.
• Пропитка обеспечивает огнезащиту более 7 лет, а биозащиту — в течение 20 лет, что исключает протекание процесса гниения под огнезащитной пленкой.
• Структура и свойства древесины в процессе обработки не меняются, пропитка не подвержена старению, выщелачиванию и высаливанию.
• Средство может наноситься как впервые, так и на обрабатываемые ранее поверхности. После этого деревянные поверхности можно склеивать, покрывать любыми лакокрасочными материалами.

Правила нанесения

• Деревянные поверхности нужно очистить от стружек, опилок, пыли и старой краски. Если дерево уже было заражено плесенью, повлиявшей на изменение цвета, перед нанесением пропитки необходимо использовать отбеливатель для древесины.
• Если средство применяется на готовой конструкции кровли, то используется валик, кисть, разбрызгиватель. При этом оно наносится обильно и равномерно.
• Если стропила еще не установлены, лучше погрузить их в раствор на 30-60 минут. Этот способ удобен для одновременной обработки большого количества деталей из дерева.
• Обработку нужно проводить при температуре не ниже +5°С. При этом нужно исключить попадание на обрабатываемые поверхности воды и атмосферных осадков.
• При использовании пропитки нужно защитить стеклянные поверхности. Обязательно использование средств индивидуальной защиты: очки, маску, перчатки. При попадании раствора на кожу или в глаза, нужно промыть эти участки большим количеством воды.

Позаботьтесь о том, чтобы стропила вашей кровли служили вам долгие годы. Нанесение универсального средства огнебиозащиты на деревянные конструкции поможет вам существенно сэкономить на ремонте кровли в процессе её длительной эксплуатации.

Варианты решения задачи

Казалось бы, самый простой вариант решения – найти в интернете программу для расчета, заложить в нее данные, попить чайку, получить готовый расчет и радостно побежать покупать необходимые пиломатериалы.

Вариант, безусловно, хорош. Но программа не учитывает особенностей конкретной крыши:

— формы (крыша может быть, например вальмовой);

— необходимости устройства дополнительной обрешетки (например, для монтажа ендовы);

— необходимости оформления мест прохождения труб через кровлю.

В связи с этим наиболее рациональным вариантом остается самостоятельный расчет.

Виды стропильных систем двухскатных крыш

Этих систем всего две: висячего типа и наслонного типа. Первые используют в том случае, когда наружные стены дома отстоят друг от друга на 10 метров или меньше. Есть и еще одно условие – между этими самыми стенами не должно быть стены несущего типа, делящей дом надвое.

В противном случае надо использовать наслонные стропила. Когда строящийся дом разделяется не несущей стеной, а колоннами, монтируют сразу две стропильных системы. Стропила, расположенные под наклоном, обопрутся на колонны, а висячие отлично разместятся между ними.

Стропильная система висячего типа

Для данной схемы стропильной системы двухскатной крыши характерно то, что стропила опираются на боковые стены. Плохо то, что при этом образуется распирающая нагрузка, способная со временем повредить стены. Чтобы такого не произошло, ноги стропил соединяют затяжкой. В результате образуется жесткий треугольник, не подверженный деформации при нагрузках. Часто вместо затяжек используют балки перекрытия, это особенно актуально когда необходимо обустроить мансардное помещение под крышей.

Плюс данной системы в том, что вовсе не обязательно крепить мауэрлат. Кроме того, достаточно просто монтируются те части конструкции, где ноги стропил опираются на стены. Доска, проложенная через изоляционный слой, поможет сделать ферму ровной и устойчивой, обеспечив большую площадь опоры. Далее рассмотрим основные разновидности висячих стропил. Все они являются трехшарнирными.

#1. Простая треугольная трехшарнирная арка.

Это самое несложное сооружение, представляющее собой замкнутый треугольник, две верхних стороны которого подвергаются нагрузке на изгиб. Затяжка в такой конструкции не работает только на растяжение и не является несущей конструкцией, поэтому ее можно заменить на тяж из стали.

При этом имеется несколько решений организации конструкции карнизного узла. Это ортогональные лобовые врубки, а также применение дощатых или пластинчатых креплений.

#2. Треугольная трехшарнирная арка, усиленная бабкой или подвеской.

Данный вариант применяли только раньше, строя большие промышленные или сельскохозяйственные помещения с пролетом более 6 метров. Для частных домов эта схема не годится. Принцип ее в том, что вес затяжки (составленной из отдельных коротких элементов) берет на себя конек. Эти элементы соединены между собой и с хомутом подвески с помощью прируба (косого или прямого). Для скрепления используются болты. Деревянная подвеска носит название бабка, а железная – тяж. Эта деталь, висящая на узле карниза, а затяжка крепится к ее нижней части через деревянные накладки. Переходниками являются хомуты, регулирующие прогиб затяжки, если она провиснет.

#3. Треугольная трехшарнирная арка с приподнятой затяжкой.

Если вы хотите оборудовать под крышей мансардное помещение, то эта схема отлично подойдет. Здесь растяжку мы ставим не внизу, стягивая ноги стропил, а наверху. Поднимая ее выше, мы увеличиваем нагрузку на растяжение. Ну, а стропила держатся на балках мауэрлата по принципу ползуна. Нагрузка получается равномерной, а система – устойчивой. Для этого края стропил должны выступать за границы внешних стен дома.

Чтобы затяжка не провисала, часто ее уравновешивают подвеской. Особенно это важно, если планируется сделать подвесной потолок или проложить слои изоляции. При короткой затяжке подвеску крепят к ригелю и коньку, прибивая две доски, при длинной – делают несколько подвесок. При больших нагрузках для крепления применяют хомуты. Ими же соединяют при необходимости две части составной затяжки.