Металлические стропила для крыши – особенности устройства и монтажа

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.

Конструкция кровли со стропильным каркасом

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.

Устройство металлического каркаса

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:

  1. 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.
  2. 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.

Устройство стропильной фермыВиды стропильных ферм

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.

Двухскатная стропильная ферма

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. Сложность монтажа. Для подъема на высоту и фиксации ферм используется специальная техника, аренда или покупка которой обходится дорого.
  4. 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.

Основные узлы металлического стропильного каркаса

Стоит ли делать стропила из металла

Стропила из металла не являются новинкой, как кажется многим, Их использовали уже в начале девятнадцатого века. Металлические конструкции обладают значительной прочностью и могут выдерживать большие нагрузки. Они существенно повышают надежность возводимой конструкции.

Использование металлических стропил

Стропильная система на основе металла применяется в основном при возведении зданий общественного или промышленного назначения: гипермаркетов, складов, цехов, вокзалов, бассейнов и т.д. В сфере жилищного строительства использовать металлические стропила экономически невыгодно вследствие их дороговизны, трудности перевозки и монтажа.

В основном такие детали кровельной конструкции устраиваются на скатах, длина которых превышает 10 м. В таких случаях целесообразным является выбор металла в качестве основы для всех частей крыши: прогонов, опор конька, мауэрлата. Вместо его бруса укладывается мощный швеллер, а металлические стропильные ноги крепятся к нему при помощи приваренных уголков.

Крепление профнастила саморезами на крыше по всем правилам строительного искусства.

Если вы ищете ответ на вопрос, чем покрыть бетонную крышу гаража, загляните сюда.

Особенности разных вариантов стропильных систем из металла

  1. Нередко устраивается комбинированный тип стропильных систем, в которых наряду с металлом используются также деревянные детали. Такой способ имеет некоторые особенности. Важно не допускать контакта дерева и металла, поскольку резкое изменение температурного режима на металлической поверхности приводит к образованию конденсата, провоцирующего гниение прилегающих деревянных частей.
  2. Чтобы избежать этого, элементы на основе древесины обрабатываются особыми антисептиками и влагостойкими составами. Другой профилактической мерой является изоляция дерева от металла посредством использования рубероида.

    Отдельно следует остановиться на утеплении чердачного помещения. При выборе металлической системы утеплительный материал укладывается не между стропильными брусами, как это делается в случае деревянной конструкции, а над или под ними.

    Другой особенностью является необходимость сохранения зазора между металлической частью и кровельным утеплителем для предупреждения проникновения конденсата в утепляющий материал и его последующего намокания.

    При укладке утеплителя под стропила все остальные слои кровельного пирога (внутренняя обшивкам пароизоляционный материал, кровельное покрытие, вентиляционный зазор) оказываются выше утеплительного слоя, благодаря чему удается избежать больших теплопотерь и образования мостиков холода.

  3. Второй вариант – стропильные системы из металла без деревянных деталей. В таком случае о возможности гниения можно не беспокоиться. Такой тип кровельной конструкции считается выгодным, поскольку обладает длительным эксплуатационным сроком и позволяет использовать цельные стропила значительной длины (7-30 м).

Металлические стропила, или фермы, могут изготавливаться самостоятельно или приобретаться в готовом виде. В процессе изготовления применяются спаренные уголки, классические профили и т.д.

Основными частями фермы являются два наклонных плеча, которые в совокупности образуют треугольник. Они оптимально подходят для возведения кровель зданий промышленного назначения и ангаров, поскольку дают возможность перекрывать большие по площади помещения.

Использование металлических стропильных ферм актуально и при возведении жилых домов с металлическом каркасом. В этом случае они изготавливаются под конкретный каркас по индивидуальному заказу, после чего доставляются на строительную площадку и монтируются вместе с основой.

Преимущества и недостатки легких стальных каркасов

На сегодняшний день максимально передовой технологией применения металлических элементов является технология с использованием легкого стального каркаса (кратко – ЛСТК). Его монтаж осуществляется на основе холодногнутого тонкостенного оцинкованного металлического профиля для кровель, который представляет собой очень прочный и долговечный материал: согласно утверждению производителей, такие металлические стропильные системы эксплуатируются более 100 лет.

Их основными преимуществами являются:

  • Повышенная пожаробезопасность – монтаж стропильной системы осуществляется на основе негорючих материалов, благодаря чему исключается возможность возгорания здания с кровли, что нередко становится причиной пожаров. При локальном очаге металлическая система стропил предупреждает обрушение кровли.
  • Отсутствует необходимость проведения ежегодной обработки несущих конструкций кровли антисептическими и антипиретическими веществами, как это делается в случае древесных систем.
  • Длительность эксплуатационного срока – гарантия производителей на 100 лет службы основана на неподверженности материала разрушительному действию гнили, плесени, грибка, порче насекомыми-вредителями. Для защиты от коррозии на металл наносится цинковое покрытие, толщина которого достигает 275 г/кв. метр.
  • Отсутствие каких бы то ни было отходов в процессе выполнения работ обеспечивается исключительной точностью всех параметров конструкции.
    Монтаж конструкций на основе метала можно проводить в любое время года.
  • Процесс этот не представляет никакой сложности и может быть осуществлен при помощи дрели и шуруповерта при условии наличия детализированных чертежей, а также сквозной маркировки элементов.
  • В процессе работы нет необходимости привлекать грузоподъемную технику.
  • Немаловажным достоинством является экономичность. Благодаря применению гнутого профиля для системы стропил от шести до пятнадцати метров, толщина которого составляет от 1,2 до 2,5 м, количество расходуемого металла удается свести к минимуму.
  • Благодаря малому весу конструкции нагрузки на несущие стены дома и фундамент существенно сокращаются.
  • Такие конструкции обеспечивают высокие показатели степени сохранения тепла: благодаря специальному решению узлов соединения системы стропил с чердачным перекрытием удается избежать образования мостиков холода.
  • Экологичность таких систем обеспечивается в результате применения абсолютно чистых с экологической точки зрения и легко поддающихся утилизации материалов, не впитывающих вредных веществ и не выделяющих их в окружающую среду. Значение имеет и отсутствие необходимости в особой обработке деталей конструкции при помощи химических реагентов: благодаря этому исключается токсическое воздействие на организм человека и внешнюю среду.

В случае многоэтажных зданий металлические стропила являются прекрасным выбором. Нередко такие конструкции устраиваются также под керамическую черепицу, поскольку при выборе этого кровельного материала на стропильную систему оказывается значительная нагрузка. Но в остальных случаях их использование не совсем целесообразно вследствие наличия ряда недостатков:

  • Металлические стропила промерзают до такой степени, что достижение высокой энергоэффективности оказывается невозможным. С точки зрения экономичности выбор дерева является оптимальным решением.
  • Транспортировка и последующий монтаж металлических конструкций – задача довольно проблематичная.
  • В результате большого веса стропил для их подъема на требуемую высоту и установки должна использоваться специальная техника.
  • Стальные фермы быстро деформируются в условиях высоких температур. По этой причине в случае пожара они провисают за короткий промежуток времени, что приводит к обрушению всей кровли.
  • Устройство металлической стропильной системы – удовольствие недешевое.

Вследствие указанных недостатков (особенно когда речь идет о частном строительстве) лучше остановить свой выбор на деревянных стропилах. Если есть необходимость в укреплении стропильной системы, рекомендуется применение отдельных металлических элементов. Вопрос об использовании металла должен обсуждаться заранее.

Виды ферм

Используемые в настоящее время металлические фермы отличаются по следующим качествам:

  • размерам;
  • форме поясов;
  • форме пролетов;
  • схемам изготовления.

Фермы статического образца делятся на:

  • рамные;
  • балочные;
  • винтовые;
  • арочные.

Отличительной чертой балочных является более экономное расходование материала и меньший вес. Их применение целесообразно при изготовлении конструкций, которые должны постоянно выдерживать большие нагрузки.

Арочные применяются для создания эстетичных кровель неординарных форм, однако при этом расходуется намного больше материала.

Применяются различные виды схем, основными качествами которых являются легкость, прочность, устойчивость. Качественное выполнение монтажа можно обеспечить посредством осуществления расчетов с помощью специальных программ.

Основные конструктивные элементы

Главными элементами стропильных металлических ферм являются:

  • нижний, верхний пояса – образуют контур;
  • собранная на основе раскосов и стоек решетка.

Элементы соединяются в узлах прямым примыканием друг к другу. Крепление стержней решетки к поясам осуществляется сваркой или с помощью фасонных элементов.

Кроме стропильных, бывают также подстропильные. Они служат опорами несущих конструкций и перекрытий в тех случаях, когда расстояние между колоннами больше шага балок или колонны имеют неодинаковый шаг.

Разновидности ферм по поясам и решеткам

Классификация ведется по форме поясов и разновидности решеток.

В соответствии с очертанием пояса:

  1. С параллельными поясами – обладают достаточным количеством конструктивных преимуществ. Максимальная повторяемость деталей, обусловленная равной длиной стержней для решетки и поясов, одинаковой схемой узлов, наименьшим количеством стыков поясов дает возможность унифицирования конструкций и индустриализации процесса их производства. Такой вариант является оптимальным для мягкой кровли.
  2. Трапециедальные (односкатные)– их сопряжение с колоннами позволяет создавать узлы рам повышенной жесткости, благодаря чему улучшаются прочностные характеристики всего здания. На решетках этих ферм в средней части пролета нет длинных стержней. Они не требуют наличия больших уклонов.
  3. Полигональные – являются отличным вариантом для тяжелых строений с большими пролетами. Благодаря их использованию можно сэкономить значительное количество стали. Для легких вариантов выбор полигональной конфигурации нецелесообразен, поскольку конструкция значительно усложняется, а получаемая экономия не очень существенна.
  4. Треугольные – как правило, они используются для кровель с крытым уклоном с учетом условий эксплуатации строения или разновидности выбранного кровельного материала.

Несмотря на простоту в исполнении, они обладают определенными конструктивными недостатками:

  • усложненностью острого опорного узла;
  • существенным расходом материала для изготовления стержней значительной длины для центральной части решетки.

В некоторых случаях выбор треугольной системы является обязательным – например, когда есть необходимость в обеспечении равномерного притока большого количества естественного света.

Разновидности систем решеток

  • Треугольная является наиболее эффективной в двух случаях: трапециедальной конфигурации и параллельных поясов.
  • Раскосная – в этом случае самые длинные элементы – раскосы – должны быть растянутыми, а стойки сжатыми. По сравнению с треугольной разновидностью такие решетки более трудоемкие и требуют расхода большего количества материала.
  • Специальные – крестовые, шпренгельные и т.д.

Материалы для металлических ферм

Материалом для изготовления элементов ферм, как правило, является парный облегченный оцинкованный профиль. Крепежными элементами служат саморезы, специальные болты или особые стальные балки, соединяемые методом сваривания.

До начала изготовления металлической конструкции надо сделать расчет сечения применяемых элементов, количества требуемых сварных швов, заклепок.

Сам процесс изготовления осуществляется следующим образом.

  • Для создания верхних поясов применяют неравнобокие уголки с тавровым сечением (2 шт.). Их стыковка осуществляется по меньшим сторонам.
  • Для изготовления нижних поясов нужны два равнобоких уголка.
  • При наличии нагрузок на ферму, которые возникают в пределах ее панелей, используются парные швеллеры.
  • Раскосы и стойки изготавливаются с применением равнобоких уголков с тавровым или крестообразным сечением.
  • Для создания полностью сварных ферм используются тавры.

В частном строительстве самым распространенным типом ферм является ферма на основе профильных труб. По сравнению с конструкциями на основе тавра, швеллера или уголка профильные системы отличаются значительно более легким весом и могут выполняться без использования сварки прямо на площадке.

Где купить флюгер на крышу или как изготовить его самостоятельно?

Полезную информацию о сооружении фронтона крыши вы найдете .

В чем состоят особенности конструкции двускатной вальмовой крыши, читайте в статье по адресу https://rooffs.ru/vidy-krysh/valmovaya/iz-chego-sostoit.html

В процессе изготовления ферм используются горячекатаные или гнутые трубы. Изделия первого типа производятся на основе стальной ленты квадратного или прямоугольного сечения толщиной от 1,5 до 5 мм.

Особенности расчета металлических конструкций

Для расчета металлических ферм необходимы определенные знания. Как правило, для этого используются специально разработанные компьютерные программы. От степени точности расчетов зависит надежность металлической конструкции. При этом следует учитывать некоторые факторы:

  • оказываемые на крышу постоянные нагрузки: общий вес стропильной системы и кровельного материала;
  • дополнительные нагрузки: снеговые, ветровые, вес работающих на кровле людей и т.д.;
  • особые и периодически возникающие нагрузки (сейсмические, ураганные).

Правила устройства

Вид металлических систем и их конструкция определяются величиной кровельного уклона:

  • От 6 до 15 градусов – используется трапециевидная ферма, высота составляет от 1/7 до 1/9 ее длины. В случае устройства чердака возможны два варианта: ее стены должны быть соответствующей высоты или у проектируемой крыши должны быть переломы у опор. Панели нижнего и верхнего рядов должны иметь одинаковые размеры. Использование решетки в данном случае способствует облегчению нагрузки.
  • От 15 до 22 градусов – высота конструкции составляет 1/7 длины. Использование ломаного нижнего пояса дает возможность сокращения веса примерно на 30% по сравнению с треугольной. Длина одного пролета не должна превышать 20 м.
  • От 22 до 30 градусов – применяется треугольная система, высота составляет 1/3 длины. Так как вес конструкции получается небольшим, в роли опоры могут выступать возведенные на не очень большую высоту наружные стены.

Если длина пролета составляет 14-20 метров, в каждой половине используется четное количество панелей, длина которых держится в пределах 1,5-2,5 м. Для таких параметров рекомендуется использовать 8 панелей.

При большей длине пролета (от 20 до 35 м) рационально использование ферм Полонсо – двух треугольных, соединенных затяжками. При этом можно убрать длинные раскосы панелей в центре, благодаря чему достигается уменьшение веса. В таком случае верхний пояс делят на 12-16 панелей длиной от 2 до 2,75 м.

ВЫВОДЫ:

  • Стропильная система на основе металла применяется в основном при возведении зданий общественного или промышленного назначения.
  • Металлические конструкции обладают значительной прочностью и могут выдерживать большие нагрузки.
  • Нередко устраивается комбинированный тип стропильных систем, в которых наряду с металлом используются также деревянные детали.
  • Второй вариант – стропильные системы полностью на основе металла.
  • Сегодня самой передовой технологией применения металлических элементов является технология с использованием легкого стального каркаса.
  • Основные достоинства металлических систем: пожаробезопасность, экологичность, длительность эксплуатационного срока.
  • Недостатки конструкции: неспособность сохранять тепло, тяжелый вес, трудоемкость работы, дороговизна.
  • Главные элементы ферм: верхний и нижний пояса, решетка.
  • Фермы отличаются в соответствии с формами поясов и особенностями решеток.
  • Материалом для изготовления элементов ферм, как правило, является парный облегченный оцинкованный профиль.
  • Точность расчетов определяет надежность конструкции.
  • Вид металлических систем и их конструкция определяются величиной кровельного уклона.

Из видеосюжета вы узнаете больше о метало-каркасных домах.

Консервативные взгляды, инертность мышления – главные препятствия на пути внедрения современных технологий.

Что же может заставить практичного человека как минимум задуматься о рациональности использования прогрессивных достижений в области возведения зданий? Ответ прост: сравнение характеристик и показателей прочности, долговечности, теплоизоляции, безопасности традиционного дома и каркасного, возведенного по современной методике.

Какими же качествами может привлечь каркасное строительство с применением легких стальных тонкостенных конструкций?

Строительная технология Genesis – это в первую очередь надежность. Данный технологический процесс разработан канадскими строителями, и успешно применяется во всем мире, в том числе в Японии, США и России.

Особенности строительства крыши

Перечень возможностей технологии ЛСТК включает строительство жилых многоквартирных домов, офисных зданий, частных загородных коттеджей, а также надстроек над существующими зданиями мансардных этажей, навесов и крыш различных конфигураций.

С помощью элементов из стали можно обустроить крышу любого типа – традиционную двухскатную, конусообразную или любой другой, самой сложной формы.

Каркас крыши из ЛСТК не требователен к кровельному покрытию – можно использовать как металлочерепицу, так и натуральную глиняную черепицу, имеющую внушительный вес, а также другие виды материалов.

Стропильные фермы на стройплощадку поставляются готовыми, их нужно лишь собрать – как конструктор, причем без привлечения тяжелой строительной техники.

Легкий стальной оцинкованный профиль – прекрасная замена для привычных деревянных стропил.

Возведение новой крыши или замена старой на каркасном доме, доме из кирпича, бетона и других материалов практически не представляет никаких проблем.

Возможно обустройство как холодного чердака, так и утепленной мансарды – даже с встроенными в специальной панели окнами, что, опять таки, экономия. Да еще полезного пространства в такой мансарде гораздо больше – благодаря конструкции.

Итак, выделим главные преимущества и недостатки крыши, возведенной по каркасной технологии Genesis.

Основные достоинства:

  • легкий и быстрый монтаж в любое время года в любом уголке страны, независимо от климатических условий, без использования тяжелой техники и сварочных работ;
  • так как используются готовые заводские элементы, минимизируется человеческий фактор – то есть, уменьшается вероятность ошибки или просчета при строительстве каркаса. Соединить узлы металлоконструкций несложно. В то же время, важно, чтобы проектные расчеты выполняли специалисты с высокой квалификацией;
  • небольшой вес – это преимущество два в одном: удобство транспортировки и малая нагрузка на несущие стены здания;
  • длительный срок эксплуатации. Оцинкованный профиль прослужит более 50 лет;
  • металлические элементы кровельной конструкции не подвержены биовоздействиям;
  • прочность каркаса позволяет выдерживать солидные нагрузки – снеговые, ветровые, при этом геометрическая форма металлопрофиля не меняется. Диагональные металлические связи придают максимум жесткости;
  • минимум отходов – и вреда окружающей среде, а еще это экономия средств.

Сравним с деревянными стропилами:

  • длительность возведения каркаса крыши, вместе с подготовкой стропил, занимает гораздо больше времени, чем монтаж сборных и готовых конструкций;
  • строительство стропильной системы – задача не для новичка, она требует определенных теоретических знаний и практических навыков, и каждое соединение элементов не отличается легкостью. Любая ошибка мастера при монтаже может привести к нестабильности всего скелета крыши и даже обрушению. Это касается как проектирования, так и непосредственно изготовления и подгонки стропил, а также возведения конструкции;
  • деревянные стропила тяжелее – соответственно, дают большую нагрузку на стены, сложнее в транспортировке и монтаже;
  • обработку против насекомых и против гниения нужно производить раз в год.

Главные недостатки:

  • продукция должна быть отменного качества. Заводской брак попросту невозможно будет использовать – а элемент, выполненный не в точном соответствии проекту, придется затем дозаказывать – что долго и хлопотно. Также применение некачественной стали оказывает значительное влияние на долговечность;
  • существует мнение, что в домах с крышей из ЛСТК электромагнитное излучение негативно воздействует на проживающих в них людей;
  • необходимость заземления крыши и молниезащиты.

В заключение остается лишь отметить, что данное инженерное решение можно использовать не только для скатных, но и для плоских крыш – в обычных частных жилых домах, маленьких хозпостройках, гаражах и зданиях большой площади.

Возведение стропильной конструкции

Весьма трудоемким процессом является возведение крыши, однако оно служит весьма благородной цели – защите строения от осадков, ветра, потери тепла.

Стропильная система крыши — это важнейший и самый важный элемент конструкции крыши, который обеспечивает ее устойчивость и прочность.

Если вы решили строить дом самостоятельно, знайте, что монтаж стропил своими руками, которые являются основанием всей конструкции крыши, является вполне выполнимым при правильном подходе к делу и соблюдении всех норм и правил.

Что необходимо знать о конструкции крыши и системы стропил

Перед тем как правильно воплощать в жизнь монтаж стропил своими силами, нужно разобраться в принципах конструкции крыши.

Как правило, крыши домов имеют наклонные плоскости, называемые скатами. Фундаментом скатов кровли как раз и является стропильная система (каркас) в комплексе с лежащей на ней обрешеткой для кровельного настила.

Устройство стропильной системы.

Стропильные ноги нижними торцами обычно упираются в мауэрлат. На пересечении скатов получаются наклонные и горизонтальные ребра.

Горизонтальное ребро называется коньком, а на пересечении скатов, которые образовывают входящие углы, получаются ендовы и разжелобки.

Выступающие над стенами строения края кровли носят название фронтонные или карнизные свесы. Они находятся горизонтально наряду с выступом за пределы наружных стен.

Затем, когда уже произведена укладка обрешетки и стропил, над ними устанавливается покровный наружный материал, который именуется кровлей. Перед ее установкой обязательно необходимо позаботиться о тепло-, паро- и гидроизоляции.

Скатные и плоские крыши

Крыши подразделяются в зависимости от угла уклона кровельных скатов на плоские (угол уклона от 2,5 до 10%) и скатные (с углом уклона более 10%).

Плоскость крыши, которая обеспечивает скат воды, именуется скатом.

Основные формы крыш.

Скатные крыши, в свою очередь, делятся на подвиды:

  1. Односкатные – опираются на две наружные стены различной высоты.
  2. Двухскатные – опираются на пару наружных стен с одинаковой высотой. Треугольные торцевые стены, которые получаются при данном виде, называются щипцами (в случае сооружения из досок) или же фронтонами (если возводятся из камня). Потому эти крыши еще называют щипцовыми.
  3. Вальмовые или четырехскатные – эти крыши имеют треугольные скаты (называемые вальмами) на торцевых сторонах. Если вальмы не доводятся до карниза, то крыша именуется полувальмовой.
  4. Шатровые крыши имеют четыре ската в форме одинаковых треугольников, которые имеют общую вершину.
  5. Мансардные (ломаные) двускатные крыши состоят из прямоугольных плоскостей, соединенных между собой под тупым углом.

Благодаря определенному порядку монтажа стропил на крыше, чаще всего и формируется скатный тип кровли.

Как скрепляются между собой стропила

Способы соединения стропил: двойным зубом, болтом и хомутом.

Стропильные ноги выполняют функцию основных несущих элементов конструкции крыши, которые должны справляться не только с кровельным весом, но и с давлением осадков.

Чтобы правильно рассчитать стропильную систему, нужно отталкиваться от типа кровельного материала, а также от характерных для данной области климатических факторов (сила и скорость ветра, количество выпадаемого дождя и снега).

Чтобы каркас был жестким, стропила нужно скреплять между собой, а чтобы крышу невзначай не сорвало порывом ветра, каркас связывается с «коробкой» дома.

Обычно для строительства загородных и частных домов применяются деревянные стропильные системы, которые являются довольно простыми в изготовлении и легко поддающимися монтажу и обработке.

Виды и особенности стропил

Стропильная ферма – это плоская решетчатая конструкция, которая служит перекрытием крупных помещений. Это геометрически постоянная система стержней, которые располагаются в единой плоскости и концами соединяются друг с другом.

Виды стропильных систем крыш.

Размещенные на верхнем контуре фермовые стержни называются верхним поясом, а по нижнему – нижним поясом. Внутренние вертикальные стержни обычно имеют название стойки, а наклонные – раскосы.

Инструкция монтажа стропил в основе своей подразумевает наличие треугольника, так как именно он обеспечивает наибольшую жесткость.

Стропильные ноги являются главным элементом стропильной фермы; они монтируются вдоль скатов и играют роль поддержки для обрешетки.

Стропила бывают следующих типов:

Тип стропил и способ их монтажа выбирают в зависимости от угла уклона кровли, ветровой и снеговой нагрузки и используемого кровельного материала.

Висячий тип стропильных ног

Виды висячих стропил.

Особенность висячего типа стропил заключается в том, что они в качестве опоры имеют только две крайние, например, стены дома, не задействуя при этом промежуточных опор.

Висячая стропильная система выполняет работу на сжатие и изгиб. Кроме того, данный тип конструкции создает существенное горизонтальное распирающее усилие, которое передается стенам.

Чтобы правильно снизить показатель этого усилия, можно воспользоваться затяжками (из дерева или металла), которые соединяют стропильные ноги. Они могут располагаться как у основания стропил, так и выше. В первом случае стяжка одновременно играет роль перекрытия; такой вариант очень часто применяется при строительстве мансардных кровель.

Сборка стропильных ног данного типа применяется в тех случаях, когда пролеты крыш варьируют от 7 до 12 м и дополнительные опоры не предусматриваются.

Основными элементами висячей фермы являются затяжки нижнего пояса в комплексе со стропилами. Отличаясь от стропил наслонного типа, эти создают только вертикальное воздействие на мауэрлат.

Стропильные ноги наслонного типа

Виды наслонных стропил.

Стропила наслонного типа правильно устанавливать только в домах с дополнительной несущей стеной или столбчатыми промежуточными опорами, что располагаются в центре по отношению к боковым несущим стенам.

Концами наслонные стропила опираются на боковые стены, в то время как их средняя часть своей опорой имеет внутреннюю стену или несущие столбы. В результате их элементы работают как балки – только на изгиб.

В тех местах, где нет промежуточной опоры, применяются висячие стропила, а в местах с их наличием – наслонные. Если пролет крыши (расстояние между опорами) равняется более 6,5 м, а при наличии дополнительной опоры – 10-12 м, то используются наслонные стропила, как того требует инструкция.

Наслонная система стропил обустраивается таким же образом, как и в строениях с каркасной системой. Обрешетка выполняется из брусьев сплошного двойного либо из досок разреженного настила и крепится гвоздями.

Как правильно собрать стропильную конструкцию

Схема поэтапного монтажа стропильной системы.

Обрешетку под настил мягкой кровли из рубероида или толя выполняют сплошным настилом, который состоит из пары дощатых слоев (двойной настил).

Нижний слой обрешетки называется рабочим, а верхний именуется защитным. Разреженный (с зазором в 20-30 мм) или сплошной одинарный настил используется в качестве основы для покрытия плоскими асбестоцементными плитами.

Обрешетка, состоящая из брусьев с сечением 50×50 мм, применяется как основа под асбестоцементные волнистые листы (классический шифер), стеклопластиковые волнистые листы и черепицу.

Методы крепления стропильных ног

Перед сборкой стропильной системы нужно определиться с методом их крепления.

В зависимости от материала, который пошел на возведение строения, стропила будут крепиться одним из нижеприведенных способов:

  • соединение с верхней обвязкой каркасных деревянных зданий;
  • соединение с верхними венцами рубленых и брусчатых зданий;
  • соединение с опорными брусьями каменных зданий.

Варианты врубки стропил в балку (мауэрлат).

При этом толщина мауэрлата должна варьироваться в диапазоне 150-160 мм, тогда как он сам может подбираться цельным (брус кладется по всей длине плоскости) или частичным (брусья подкладываются только в места соединения со стропилами).

При подборе стропил с небольшим сечением во избежание их провисания применяется решетка из стойки, ригеля и подкосов. Стойки и подкосы производятся из бревен, диаметр которых не меньше 130-140 мм.

Инструкция подразумевает, что во время установки стропильная нога врубается в затяжку.

Чтобы исключить возможность скольжения конца стропила вдоль затяжки и его скалывания, нужна врезка стропильных ног зубом высотой, равной трети высоты затяжки, с исполнением шипа или с использованием обоих способов одновременно.

Технология монтажа стропильной системы

Компоненты стропильной конструкции изготавливают из пиломатериалов 1-2 пород без гнили и червоточин.

Доски и брусья раскраиваются по длине до необходимого размера при поперечных раскроях с помощью круглопильного станка и на нем же делают оторцовку изделий, следуя заданному шаблону (профилю). Перед сборкой стропила окоряются и по шаблонам производят их разметку.

Виды крепежных элементов для стропил.

Сборка всех элементов каркаса делается, как схема на бойке.

Перед началом сборки на бойке при помощи угля или мела следует нанести планки с целью фиксации точного положения стропил в готовом виде, иначе говоря, наносится схема под укладку стропил.

Когда прирезка и контрольная сборка завершены, элементы стропильной конструкции нужно маркировать и упаковать по комплектам. Контрольная сборка стропил с большим пролетом необходима, чтобы при строительстве их можно было собрать без проведения подгонки.

В стропильных элементах подбираются гнезда для болтов, нагелей.

Монтаж стропил над несколькими пролетами может включать устройство висячих и наслонных стропильных форм с их чередованием.

Стропила с небольшим пролетом могут быть собраны уже на предприятиях и доставлены к месту строительства уже в собранном виде.

Стропильные конструкции из металла

В основном металлические стропила для конструкции кровли применяются в следующих случаях:

  • в целях придания дополнительной жесткости кровле;
  • если при монтаже каркаса нужен брус длиной более 10 м.

Стропильные системы из металла в большинстве случаев используются не в частных постройках, а для возведения объектов промышленности (складов, цехов и пр.). Стропила из металла имеют одного злейшего врага – конденсат.

Если уже возникает необходимость применять для строительства крыши металлические стропила, то остальные стропильные элементы также выполняются из металла (прогоны, мауэрлат, коньковые опоры и пр.).

Монтаж стропил из металла
Монтаж стропил – процесс ответственный и трудоемкий, но при соблюдении всех правил и инструкций можно провести его вручную.

Крыша каркасного дома своими руками

Устройство каркаса крыши, чердачное перекрытие дома из каркаса

Крепят балки металлическими уголками – одна сторона уголка присоединяется к обвязочной балке, вторая – к чердачной. Крепежные уголки устанавливают с обеих сторон балок. Дальше приступают к установке стропильной системы каркасного дома. для того, чтобы работать на перекрытии, по балкам предварительно делают временные настилы для безопасного перемещения в ходе работ.

Сборка элементов стропил в рамы – стропильная пара – предпочтительна внизу с последующим подъемом готового стропильного элемента. Такой способ сборки дает преимущество в скорости и удобстве – стропильную пару потребуется установить с выверкой по вертикали и горизонтали и укрепить на верхнем обвязочном поясе или по балочному перекрытию. Работая в одиночку, невозможно поднимать крупные элементы наверх, даже пользуясь средствами малой механизации, поэтому работы на чердаке и крыше каркасного дома выполняют, как правило, бригадой минимум из двух человек.

Крепления стропильных ног возможно различными методами. Угол наклона крыши диктует метод крепежа и применение крепежных элементов, которых существует множество, как для жесткого крепления, так и с возможностью небольшой свободы – в случаях, когда возможна усадка строения.

Основной метод крепления стропил каркасного дома – это установка досок на верхние обвязки с предварительным срезом концов стропильных ног под определенными углами, крепеж делают на специальных уголках.

Варианты крепежа стропильных ног посредством вырезки пазов и дальнейшем монтаже и закрепления на обвязочном брусе так же применяются. Возможно также крепление стропил на выступы балок перекрытия – по обеим сторонам крыши.

Способ крепежа, когда стропильные ноги прикручиваются к балкам перекрытия, требует точной подгонки-срезки стропильных досок под углом, при этом должен быть заранее предусмотрен выход балок за контур стены на 30 — 50 см.

Крепление стропильных ног в уровне конька выполняют на болтах и широких шайбах, посредством металлических или деревянных накладных элементов. Совсем простой способ скрепить между собой стропила по коньку – это прикручивание досок стропил к общему коньковому элементу, применяется данный способ для небольших хозпостроек, крыш дачных домиков.

У стропильной системы возможна только одна затяжка, которая придает общую жесткость всему каркасу крыши. Если крышный скат имеет большой размер, то дополнительно устанавливаются стоечные боковые элементы, подкосные и срединные детали – для обеспечения крыше надежности и прочности.

Выбор элементов крыши делают в зависимости от толщин и размеров всех деталей каркасной системы, которая в свою очередь зависит от материла и массы кровельного покрытия, а также ветровых и снеговых нагрузок по району местности. Перед тем, как приступать к кровельному настилу, в некоторых случаях обшивают фанерными листами или вагонкой фронтоны крыши, но эту часть работы можно выполнить и после настилки кровельного материала.

Кровля каркасного дома

Стропильную систему надежно закрывают ветровлагозащитной мембраной, которую укладывают по перпендикуляру к осям стропильных ног. Начинают монтаж мембраны снизу – от карнизов. Пленки мембран укладывают с нахлестом не менее 150 мм, соединяют полосы водостойким строительным скотчем.

Кровля каркасного дома обычно выполняется вентилируемой, с пароизоляционным слоем защитными мембранами. Пленочные мембранеы пристреливают к доскам стропильных ног степлерными скобами, затем поверх пленки на стропилах крепят контррейку размером 30*50 мм для обеспечения вентиляционного зазора между мембраной и кровельным покрытием.

Следующим этапом выполняют обрешетку, по которой будет монтироваться кровельное покрытие. Виды обрешетки применяются для каркасных домов различные: сплошные из фанерных листов или ОСП, доски с плотной подгонкой — это случай выбора мягких кровельных материалов, требующих ровной и плотной сплошной основы. Если кровельное покрытие выбрано листовое или штучное, то обрешетку выполняют разреженную, из брусков сечением 50*50 мм, с расчетным шагом в зависимости от вида, габаритов кровельных покрытий и нагрузки от них.

Кровельные покрытия монтируют завершающим этапом, начиная установку рядами всегда по одной стороне крышного ската, снизу от уровня карниза. Листы кровельных покрытий укладывают с нахлестом в одну-две волны в вертикальном положении и с нахлестом не менее 20-25 см в горизонтальном направлении укладки. Точный размер нахлеста зависит от угла наклона крышного ската.

Одни из современных материалов, все более популярные для кровель каркасных домов – это новые виды кровельного профнастила и металлочерепица. Небольшая масса, долговечность и надежность обеспечивают эксплуатацию здания без ремонтов, несложно монтируются и не дают значительных нагрузок на каркас дома. один из самых красивых и востребованных кровельных материалов – гибкая черепица – несмотря на сравнительно высокие цены, также вызывает интерес и имеет некоторые преимущества для устройства кровель каркасных домов.

Стропила металлические

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *