Деревянные стропила для крыши: особенности устройства надежной конструкции из дерева

Из каких элементов состоит конструкция крыши деревянного дома

Конструкция крыши деревянного дома состоит из следующих деталей и узлов:

основной конструкции, в состав которой входят деревянные балки, строил (сборных ферм) устанавливаемой между ними системы скосов и подкосов;

основания под кровлю;

тепло и гидроизоляционного слоя;

собственно самой кровли.

Балочная конструкция крыши применяется при длине пролета менее 4,5 м, а фермы — 5-10 м и более.

элементы крыши деревянного дома

Устройство крыши деревянного дома требует от домовладельца, определенных знаний и навыков работы с деревом. Именно поэтому, чаще всего для строительства кровли приглашают специалистов со стороны.

Мауэрлат

Конструкция, выступающая как основа для стропил, называют мауэрлатом. От качества изготовления зависит срок службы крыши. Его укладывают по периметру стен. Эта конструкция призвана решить следующие задачи:

1. Равномерное распределение нагрузки, создаваемой узлами, входящими в кровлю. Кроме этого, мауэрлат надежно привязывает конструкцию кровли к дому.
2. Снижение парусности, то есть противостоять воздействию ветра.

Мауэрлат

На практике встречаются дома, возведенные без него. То есть стропила крепят непосредственно к последнему венцу. В таком случае, в местах крепления стропил к венцу возникают места концентрации напряжения, в то время, мауэрлат их равномерно распределяет.

Для создания этого элемента конструкции применяют трубы, выполненные из металла, бруса или сшитые между собой доски. Строительство крыши начинают с сооружения мауэрлата.

Стропила

На поверхности стропил устанавливают обрешетку, то есть строила, принимают на себя весовую нагрузку, которую будет создавать кровля. Кроме этого, они противостоят дождевым и ветровым нагрузкам. Стропила бывают наклонные и висячие. Стропильная система двухскатной крыши деревянного дома должна быть обработана различными составами, которые защитят ее от действия влаги, огня, грибка. В противном случае, через довольно небольшое количество времени может потребоваться переделка крыши.

Прогоны

В конструкцию крыши входят и такие детали, как прогоны. Ее располагают горизонтально, опирая ее на несущие узлы – стены, фермы и пр. Она может быть выполнена из металла или дерева. Допустимо ее изготавливать из железобетона.

В крыше применяют три типа прогонов – коньковый, боковой и мауэрлат.

Стойки

Стойки устанавливают вертикально, они принимают на себя нагрузки от конька и перенаправляют ее не несущие стены внутри дома.

Подкосы

Эти детали, по сути, передаточное звено между стропилами и другими несущими компонентами. Соединив с помощью подкосов затяжки и пр., в результате получается прочная конструкция

Лежень

Для изготовления этой детали крыши необходимо использовать брус с сечением 100*100 или 150*150 мм. Он должен быть уложен на внутреннюю несущую стену.

Обрешетка

Под углом в 90 градусов на стропила укладывают доски или брусья. Они дополнительно скрепляют всю конструкцию. Кстати, на обрешетку можно пустить необрезную доску. Но, кору с ее поверхности надо удалить.

Если планируется, то, что крыша будет закрыта мягким материалом, то обрешетка должна быть сплошной. Для этого допустимо использовать водостойкую фанеру.

Кобылки

Эта деталь, отвечает за получение свеса крыши. Их устанавливают только тогда, когда длин стропил не достаточно. Кобылки представляют собой доски, меньшего сечения, чем стропила.

Подбой крыши – это небольшой по размерам элемент крыши, который защищает стропильную конструкцию от попадания влаги и ветра. Его устанавливают на нижний край крыши.

элементы крыши

Возведение новой стропильной системы

Устройство надежной кровельной конструкции получается за счет сложной стропильной системы, строительство которой должно начинаться с создания проекта

При расчете уделяется внимание ожидаемым постоянным и временным нагрузкам: общему весу крыши, атмосферным факторам. Коэффициент запаса прочности должен составлять от 1,4 и более. Здесь же определяются с устройством (наслонное, висячее) и размером стропил и кровельных элементов

Для снижения нагрузки на стропильную систему выполняется установка раскосов, а предотвратить ее расшатывание можно специальными затяжками

Здесь же определяются с устройством (наслонное, висячее) и размером стропил и кровельных элементов. Для снижения нагрузки на стропильную систему выполняется установка раскосов, а предотвратить ее расшатывание можно специальными затяжками.

Перед тем, как строить крышу деревянного дома, подбирается угол ее наклона. В регионах, где постоянные сильные ветра или незначительное количество осадков, нужен небольшой наклон кровли. В случае высоких снеговых нагрузок, либо частых дождей, крышу делают с уклоном от 45 и более градусов. Главными факторами выбора наклона кровельных скатов являются: уровень атмосферной нагрузки, использование чердачного пространства, особенности покрытия.

Стропила укладываются снизу вверх без мауэрлата – вместо него основой для крепления становится верхнее бревно или брус. Далее устанавливается коньковый брус. Для удобства можно пользоваться ватерпасом и отвесом. От того, насколько точно застройщик рассчитает высоту конька и его размещение, будет зависеть надежность стропильной системы.

Стандартное устройство крыши деревянного дома с четырьмя скатами возводится из накосных (диагональных) стропил. Для них используется брус, либо сдвоенная доска, поскольку основная нагрузка придется именно на них. Чтобы увеличить прочность конструкции, стыки опорных элементов дополняются стойками-опорами. Правильным будет расположение опор на ¼ длину диагональной ноги от конькового прогона. В случае с четырехскатной крышей выполняется крепление дополнительных укороченных стропил – нарожников, благодаря которым нагрузка будет распределена по диагональным стропилам, а деревянная конструкция крыши станет еще прочнее.

Чтобы понять, как рассчитать крышу деревянного дома, следует изучить всю систему ее строительства (подробнее: “Как рассчитать крышу дома: материалы и конструкция”). Так, крепление нарожных стропил выполняется с одной стороны к мауэрлату, а с другой – к накосным стропилам. Нарожники должны располагаться строго параллельно друг друга и в одной плоскости с боковыми скатами. Укрепить несущую способность стропил можно при помощи брусков (сечение – 50×50), которые прибиваются снизу к стропильным ногам по обе стороны. Нарожники, прибитые к брускам, не должны сходиться с ними в одной точке.

Виды конструктивных элементов

Несущие конструкции стропил бывают наслонные или висячие.

• Наслонные стропильные ноги, низ (пятки) которых с прочной опорой в потолочный венец или мауэрлат. Верх упирается в смежные элементы (распорная) или в балку под коньком (безраспорная).

• Висячие стропила вверху упираются друг в друга, а низ установлен на затяжке, которая соединяет низы пяток смежных стропил, и гасит растяжение. Данный треугольный элемент называется фермой.

Готовая конструкция разделяется на элементы – несущие и ограждающие (что относится к основным узлам и элементам скатной крыши?).

Несущие

Несущие части конструкции берут на себя основную нагрузку, вес всей кровли, и перенаправляют на стены строения. У скатной крыши они состоят из стропильной системы (из стропил и других элементов). Соединенные между собой, они образуют ферму.

К несущим элементам каркаса относят:

• Стропила – служат опорой для всей кровли, верхним углом стыкуется с противоположным стропилом, а нижним опирается в мауэрлат. Висячие стропила вверху делают упор друг на друга или на коньковый прогон, внизу – на затяжку, а наслонные рассчитаны для упора серединой и концами.
• Мауэрлат – брус располагается по периметру всей стены (на него опираются стропила нижней частью), распределяет давление от стропил на стену.
• Коньковый прогон – верхнее ребро (по горизонтали) крыши, соединяет фермы.
• Стойка – брусок для поддержки стропильной ноги и ее разгрузки, образует стенки мансарды.
• Бабка – стойка в центре под коньком, а подкос – стойка под углом.

Ригель с затяжками соединяют стропильные ноги, последние выделяются тем, что опираются на мауэрлат.

Закладку основания кровли (поверхность, куда выкладывают кровельное покрытие) начинают с выкладки мауэрлатов на несущие стены. На них располагают балки перекрытия – это несущие модули для чердака. На стойки укладывают коньковый брус, затем стропила, к которым фиксируют кобылки (отрезок доски для свеса крыши), увеличивая скат за пределы стены дома (как обустроить свес односкатной крыши?).

Далее формируют короб для софитов и обрешетку. Выкладывают гидроизоляцию (от протечек и конденсата) мембранами, а на нее контробрешетку (из брусков 30-50мм.) для создания вентиляции подкровельного места. Затем распределяют шаговую обрешетку, кладут кровлю.

Ограждающие

К ограждающим элементам крыши относят обрешетку, слои кровельного пирога и саму кровлю. Кровля считается внешним ограждением крыши, стойким к климатическим и погодным воздействиям.

Фронтон это торцевая зона крыши у фасада (между скатами крыши), а щипец верхушка торцевой стены, он не отрезан от стены карнизом, как фронтон. Подробно об устройстве и монтаже фронтона односкатной крыши читайте тут.

На кровлю фиксируют доборные ограждающие детали:

• коньковые (в виде уголков) – закрывают конек, самый верхний элемент, и стыковки скатов;
• фронтальные – закрывают торцы скатов от осадков;
• козырек в виде мини-крыши укладывают над торцевыми стенами (под фронтальными);
• на вентиляционный короб трубы фиксируют фартук и колпак;
• свесы крыши оформляют софитами – они обеспечат вентиляции и защитят от насекомых, птиц и мусора.

Последней собирают водосточную систему – из карнизов и труб.

Описание используемых кровельных материалов

Выполняется строительство или реконструкция крыши деревянного дома при помощи любого из этих покрытий:

• наплавляемых материалов на битумной мастике, например, еврочерпицы;
• рулонных наплавляемых материалов;
• керамической и металлической черепицы;
• шифера;
• ондулина.

Специалисты рекомендуют подбирать покрытия с небольшим весом типа металлочерепицы и ондулина, тогда не потребуется дополнительного укрепления несущих конструкций, работа будет выполнена гораздо быстрее.

Использование еврошифера и профнастила для деревянных домов приведет к появлению шума от дождя, а из-за сниженных гидроизолирующих свойств потребуется постоянный ремонт кровельного пирога.

Какому утеплителю отдать предпочтение

Современные утеплители отличаются:

• пожарной безопасностью;
• превосходными теплоизоляционными свойствами;
• малым весом;
• экологичностью;
• простотой монтажа;
• универсальностью, которая позволяет использовать один и тот же материал для утепления разных кровельных систем;
• длительным сроком службы.

Производители предлагают достаточно большой ассортимент. При этом поставка может производиться в виде матов, рулонного материала и насыпью. При желании всегда можно выбрать подходящий вариант по ценовому фактору. В частности  утеплить кровлю можно с помощью:

• Минеральной ваты, представляющей собой волокно, получаемое из расплава силикатных металлургических сплавов, иногда из горных пород. Поставляется в плитах и рулонах. Может иметь разнообразные размеры и плотность. Однако ее использование потребует устройства хорошей гидро- и пароизоляции.
• Стекловаты, изготавливаемой из минерального волокна. Может иметь различные размеры и разную теплопроводность, быть в виде плит и рулонного материла. Обладает хорошими звукоизоляционными свойствами.
• Пенополистирола, который к тому же отличается гидрофобностью, стойкостью к поражению биопаразитами. Выпускается в форме плит. Сохраняет свою форму в течение длительного времени эксплуатации. Отличается повышенной стоимостью.
• Опилок, которые укладываются вместе с известью. Однако, не смотря на доступность данного утеплителя, использовать его при устройстве кровли стоит в самом крайнем случае из-за большого риска возгорания.
• Керамзита, отличающегося высокими теплоизоляционными свойствами.

Выбор конкретного материала будет зависеть от типа утепляемой крыши и имеющих финансовых возможностей. Если решено приобрести ватный материал, лучше выбрать тот, в характеристиках которого обозначено, что он гидрофобный. Это означает, что в процессе производства утеплитель был обработан специальным составом, который предотвращает впитывание влаги.

Описание конструкции

По своему виду и конструкции двускатная крыша может быть, как с ровными, так и с ломаными скатами. Первые по внешнему виду довольно привычны и отличаются простотой в монтаже и обслуживании. Ломаную крышу «стандартной» уже не назовешь, поскольку форма ее скатов отличается неординарностью и сложностью.

В любом случае, в такой крыше два ската расположены по отношению друг к другу под углом или наклоном. Иногда такой вид кровли называют щипцовой. В целом конструкция представляет собой треугольник, замкнутый сверху коньком. Этот простой и удобный вариант пользуется популярностью уже не одно столетие, особенно в частном строительстве.

Наиболее экономичной в плане расхода материалов является двускатная крыша, имеющая угол наклона 35-40 градусов. Благодаря ему обеспечивается равномерное распределение нагрузок, но он не позволяет сделать на чердаке дополнительное жилое помещение. Такое положение можно исправить, если обустроить ломаную конструкцию крыши, когда верхняя часть будет пологой, а нижняя будет иметь резкий уклон.

Такая схема двускатной крыши позволяет иметь просторное чердачное помещение под ломаной кровлей, которое можно использовать под мансардное жилье, предварительно утепленное и изолированное от влаги. Конечно, стропильная система, присущая двускатной ломаной крыше будет иметь свои отличия по сравнению с простым вариантом такой кровли.

По своему виду двускатная кровля может быть:

• двускатной ломаной;
• симметричной двускатной;
• несимметричной двускатной.

К наиболее стандартному относится первый тип кровли, в основу которого положен равнобедренный треугольник. Второй применяют, когда хотят использовать чердачное помещение под мансарду. В этом случае чердачное пространство большего объема дает возможность реализовать такое желание.  В третьем случае, расположение конька в конструкции крыши находится не по центру, а имеет некоторое смещение. Кровля такого вида отличается оригинальностью и необычным внешним видом, но уменьшает полезную площадь чердачного помещения.

Полувальмовая крыша

Кроме вышеописанных вариантов двускатной кровли можно использовать и другие, более нестандартные и редкие. Например, у разноуровневой крыши  скаты не соединяются у конька, а имеют окончания на разной высоте. Эта необычная ломаная структура смотрится со стороны очень красиво, но при ее устройстве необходим достаточно большой опыт ведения монтажно-кровельных работ. То же относится и к  полувальмовой двускатной крыше, которая напоминает с первого взгляда обычную щипцовую конструкцию, но имеет скошенные элементы по краям конька.

В устройстве конструкций подобного типа большое значение имеет уклон крыши. В регионах, имеющих сухой и умеренный климат  с небольшим количеством осадков применяют двускатные крыши с небольшим уклоном. Там, где местность отличается влажностью, и постоянно идут дожди, было бы практичнее иметь уклон повыше, в пределах 60 градусов. Он позволит влаге быстро стекать вниз и не задерживаться на поверхности кровли.

Уклон кровли определяет и выбор материала для финишного покрытия. Например, черепицу используют на крышах, имеющих большой угол наклона ската.

Основные элементы стропильной системы крыши частного дома

Основные элементы стропильной системы частного дома на примере четырехскатной крыши показаны на рисунке:

Стропильная нога (стропило) создает уклон крыши и является опорой для кровли. На стропило действуют силы, которые стремятся деформировать его в двух направлениях — выгнуть дугой и повернуть в горизонтальное положение.

Затяжка соединяет между собой нижние концы противоположно расположенных стропил. Препятствует расползанию концов стропил в стороны. Действующие на затяжку силы стремятся растянуть её.

Мауэрлат — брус закрепленный на наружных стенах дома. На мауэрлат опираются нижние концы стропил. Мауэрлат связывает между собой нижние концы соседних стропил, равномерно передает нагрузки крыши на наружные стены дома.

Прогон коньковый — брус на который опираются верхние концы стропил. Коньковый прогон соединяет между собой верхние концы стропил.

Стойка поддерживает прогон и воспринимает вертикальные нагрузки, которые стремятся сжать стойку. Стойки опираются на внутреннюю несущую стену дома (как на рисунке) или на лежень — брус, уложенный на эту стену. Стойка обязательно должны опираться на несущую конструкцию — внутреннюю стену или чердачное перекрытие, рассчитанное на нагрузки крыши.

Подкос препятствует прогибу стропила. Испытывает деформацию сжатия.

Ветровая балка — доска, которая связывает между собой стропила на скате крыши. Доска крепится к стропилам со стороны чердака под углом, от конька к мауэрлату. Ветровая балка увеличивает устойчивость стропильной системы к ветровым и другим нагрузкам, направленным вдоль конька крыши.

Кобылка — доска или брусок, прикрепленный к стропильной ноге для создания свеса крыши.

Шпренгель — брус, уложенный в углах дома на смежные стороны мауэрлата. На шпренгель опирают стойку, поддерживающую диагональное стропило.

Нарожник — укороченное стропило, верхний конец которого опирается на диагональное стропило.

Указанные выше элементы стропильной системы в том или ином сочетании присутствуют в конструкции стропильных систем разного вида.

Какая конструкция крыши более предпочтительна для деревянного дома?

Для бревенчатого дома многие предпочитают делать своими руками именно скатную крышу, при условии, что данная постройка будет жилой. В остальных ситуациях, если постройка будет хозяйственной, то есть, использоваться для хранения техники или же она будет оборудована под баню, то подойдет и плоская крыша.

Кроме каких-то визуальных составляющих, при выборе крыши стоит опираться на то, насколько окружающий ландшафт будет соответствовать виду здания, но более значимым фактором все же является удобство при эксплуатации. Из этих соображений чаще всего принимается решение делать своими руками двускатную крышу. Если разбирать конкретные причины популярности данного варианта, то речь идет о следующем:

• Климатические условия в стране, особенно в зимний период, являются достаточно жесткими, если отбросить отдельные южные регионы. Снега выпадает достаточно, но наклонная конструкция не дает снегу скапливаться, поэтому отпадает необходимость в периодической очистке кровли. Можно сделать более крутой уклон, тогда снег под своим весом будет очень быстро уходить, но меньше, чем в 5 °, делать угол наклона смысла нет, так как снег все же будет задерживаться.
• Уже упоминалась возможность обустроить для бревенчатого здания чердак, но обустроить его можно так, что из хозяйственного помещения чердак превратится в жилое. Редко когда удается приобрести возле частного деревянного дома еще и участок, тогда как мансарда позволяет значительно увеличить жилую площадь без практической необходимости дополнительно приобретать участок под дом, что стоит уже совсем других денег.
• Наличие чердака позволяет лучше сохранять тепло в помещении, так как его конструкция создает воздушное пространство, благодаря которому дом будет гораздо больше теплым, причем, во всех комнатах одинаково.

Что касается начальной стоимости крыши, то сделать ее своими руками будет гораздо дешевле других вариантов, так как количество строительных материалов является минимальной, если сделать именно двускатную крышу для деревянного здания.

Утепление крыши деревянного дома, какие могут быть варианты

По сути, вариантов всего два: утепление крыши деревянного дома в процессе строительства или же, в чем нередко возникает необходимость, увеличение теплоизоляционных свойств крыши уже готового дома. В первом случае использование утеплителей должно быть внесено в проект и, соответственно, работы должны выполняться непосредственно в момент укладки кровли. Однако подобная предусмотрительность необходима только тогда, когда архитектору был заказан проект дома с мансардой. Зачастую же бывает, что у жильцов возникает желание превратить в жилую комнату чердак, который далеко не всегда бывает утепленным, ведь обычно низкую теплопроводность стараются обеспечить потолку над жилыми помещениями.

Итак, перед нами встала проблема утепления крыши, до этого являющейся лишь защитой от непогоды. А, следовательно, необходимо найти пути решения возникшей задачи с минимальным ущербом для кровли (это к тому, что нежелательно было бы эту самую кровлю полностью демонтировать). Поэтому исходить будем из конструкционных особенностей кровли, а также климатических условий местности. Первый шаг – ревизия состояния стропил, которые должны быть безоговорочно заменены при обнаружении гнили, сильного растрескивания или следов деятельности древоточцев. Если никаких серьезных отклонений от нормы нет, все равно желательно произвести антисептическую обработку для профилактики. Далее, переходим непосредственно к утеплительным работам. Для скатной крыши уже эксплуатируемого дома они осуществляются только изнутри, а для плоской могут выполняться как с внутренней стороны, так и снаружи.

Основные этапы укладки тесовой крыши

• На стропила настилают гидропароизоляционную пленку, фиксируя ее степлером на скобы.
• Между кровельным покрытием изоляцией нужно обеспечить вентиляционный зазор величиной не менее 5 см. Поэтому вдоль лаг устанавливают бруски, на которые набивается обрешетка.
• Элементы обрешетки закрепляют, сохранив между ними расстояние не более 60 см.
• Монтаж теса осуществляют по одному из указанных выше вариантов укладки. Использование саморезов для фиксации досок, с одной стороны, обеспечивает прочность крепления, а с другой – в случае необходимости облегчает разборку кровли. Обычные гвозди для подобных целей не подходят, так как если кровля начнет деформироваться, крепежи с этой нагрузкой могут не справиться.
• По окончании монтажных работ подшивают кровельный карниз.

Сфера применения

Популярна и востребована плоская кровля из дерева в первую очередь при строительстве загородных домов или коттеджей, а также всевозможных террас, балконов и беседок, гаражей и различных пристроек к зданиям. Такая конструкция проста в обслуживании и отличается быстрым монтажом.

Этот вариант востребован и при постройке других домов – из кирпича, бетона, блоков. В данной ситуации деревянные балки врезают в мауэрлат. Но наиболее предпочтительна плоская кровля в оформлении каркасных зданий из дерева.

Такую крышу часто выбирают с целью получения дополнительной полезной площади (даже с деревянными балками в основании). На крыше модно создавать комфортные террасы, места для летнего солярия, отдыха с чаепитием (под тендом), «разбивать» эффектные цветники.

Общее устройство

Прежде чем изучать устройство стропильной системы шатровой крыши, нужно узнать, что такое вальма. Вальмой называют наклонный фрагмент многоскатной кровли в форме треугольника, где её сторонами являются накосные или диагональные стропила, основанием служит мауэрлат (деревянные балки, уложенные по периметру верха внешних стен дома), а в качестве опорной основы под кровельное покрытие выступают укороченные стропила – нарожники.

Объединив 4 или более вальм в единое сооружение, получают шатровую кровлю. Кровли такого типа возводят на зданиях и сооружениях, которые в плане имеют форму квадрата, равностороннего многоугольника или круга. Помимо стропил, каркас усиливают такими элементами, как шпренгели, стойки и подкосы.

Нижние концы стропил и нарожников должны выступать за периметр дома на 300 – 400 мм. В противном случае их удлиняют отрезками из того же пиломатериала для формирования свесов. Эта архитектурная деталь играет большую роль в защите фасадов и окон от негативных атмосферных явлений.

О том, какая крыша лучше, вальмовая или шатровая, мы писали здесь.

Похожие записи:

Как выбрать биты для шуруповерта: шпаргалка для мастера На пути к уникальному дизайну: 120+ вдохновляющих идей для декорирования стен своими руками Современный дизайн зала: 58 вариантов на любой вкус Важный вопрос: чем лучше утеплить дом из бруса? Проводка под старину Как расположить точечные светильники на натяжном потолке: оптимальное расстояние и примеры схем