Крыша каркасного дома своими руками: особенности, правила и расчет конструкции

Как выбрать материал для кровли

Для соблюдения требований безопасности и увеличения эксплуатационного срока всей конструкции крыши необходимо выбирать кровельное покрытие на основании уклона скатов. В противном случае возникает необходимость усиления стропильной системы и уменьшению шага между элементами обрешетки. Помимо этого потребуется более плотная гидроизоляция и увеличения частоты крепежных элементов.

Для каждого кровельного материала существует определенный уклон ската, который необходимо соблюдать при выполнении монтажных работ:

• Для профнастила необходим уклон более 10 градусов.
• Шифер можно укладывать на крышу с уклоном 12-60 градусов.
• Ондулин может безупречно эксплуатироваться на скате, уклон которого составляет более 6 градусов.
• Для керамической черепицы требуется скат с уклоном от 18 до 60 градусов.
• Битумная черепица может укладываться на крышу, уклон скатов которой более 12 градусов.
• Для металлочерепицы подходит кровля с уклоном 15 градусов.

При выборе кровельного материала необходимо придерживаться следующих правил:

Материал подбирают с учетом типа кровли и ее формы.
Эксплуатационный период покрытия должен соответствовать сроку годности всей кровельной конструкции.
Выбирать материал нужно в соответствии с эстетическими и экономическими критериями

При этом учитывается сложность монтажа и стоимость покрытия для кровли.
Для кровельного материала очень важно наличие максимально выгодных характеристик, таких как долговечность, устойчивость к различным воздействиям, простота ухода, возможность эксплуатации в любых климатических условиях.

Обработка пиломатериала дополнительными составами

Как было сказано выше, любой пиломатериал необходимо защитить от воздействия влаги, насекомых и возгорания. Для этого стоит применять такие растворы, как антисептик и антипиретик. Второй состав позволяет повысить защитные качества древесины, которые связаны с устойчивостью перед высокими температурами. Антисептики способны уберечь древесину от воздействия влаги, гниения и вредных насекомых.

Обработка всех пиломатериалов выполняется до момента монтажа, что позволяет обработать всю поверхность доски или бруса. Именно таким образом можно рассчитывать на увеличение срока эксплуатации деревянного несущего каркаса крыши дома.

Пароизоляция при утеплении крыши

Как мы упоминали выше, значение пароизоляции в каркасном пироге стропильной системы может быть даже выше, чем в теплоизоляции внешних стен. Пар конденсируется в основном из воздуха проникающего снизу, из помещений дома. В подкрышном пространстве воздух быстро охлаждается, и водяные пары конденсируются.

Пароизляцию утеплителя проводят с помощью специальных пленок. Это может быть обычный полиэтилен. Его складывают в несколько слоев и армируют полосами. Ее крепят непосредственно к ребрам досок, из которых сделаны стропила. Кроме полиэтилена используют специальные пароизоляционные мембраны.

Пароизоляционная пленка в составе утеплительного слоя

Выбор типа кровельной системы

Если с возведением каркаса и стен деревянного дома проблем не возникает, то по строительству кровли, как правило, появляется целый ряд вопросов. Они касаются как выбора типа стропильной системы, так и самого устройства и фиксации ее основных элементов. Каркас крыши является одним из основных частей каркасного дома, так как на него идет основная нагрузка с крыши (стропила – важнейший элемент). Крыша каркасного дома чаще всего делается из деревянного бруса, она может иметь различный вид, уклон и принцип возведения.

Для того, чтобы определиться с типом кровельной системы, необходимо учитывать размеры и особенности самого здания. Крыша каркасного дома в первую очередь зависит от размера постройки и предпочтений владельца. Если здание будет иметь ширину более 6 метров, то для установки надежной кровли необходимо еще во время заливки фундамента сделать внутренние несущие стены – одну или две. Кровлю можно возводить своими руками.
Висячая стропильная система выбирается для небольших зданий. При таком типе, стропильные ноги каркасного дома опираются только на боковые стены дома. В результате, при большой ширине здания под тяжестью кровли возникает весьма опасный провис стропил.

Чтобы снизить риск провисания, для зданий шире 6 метров устраивают наслонную стропильную систему, при которой кровля имеет дополнительный упор на внутренние несущие стены. Как правило, это либо одна стена по центру, или две параллельные.

Составляющие стропильной системы и кровли

Стропильная система – это скелет крыши, от которого зависит безопасность жителей и надежность всего дома.

Ее можно возвести своими руками, используя следующие материалы:

• доска обрезная 50Х150 мм
• брус 150Х150 мм

Все деревянные элементы должны быть в обязательном порядке обработаны огнебиозащитой и хорошо высушены. Лучше всего подходит древесина камерной сушки (или технической, как ее еще называют).

Идеально подходит дерево хвойных пород, в которых присутствуют смолы, создающие дополнительную защиту от короедов.

Стропильная система состоит из следующих элементов:

• Стропильный ног.
• Прогонов.
• Стоек.

А сама конструкция каркаса крыши включает в себя еще чердачное перекрытие, решетку и обрешетку

Обратите внимание, что помещение под крышей может использоваться собственно как чердак, а может быть устроено как мансордное жилое помещение. Если на чердаке будет нежилое пространство, то для перекрытия пойдет доска 50Х150 мм

Если же предполагается обустройство жилой мансарды или вы планируете в будущем вариант перевода чердака в жилое помещение (например, в кабинет), то для перекрытия необходимо брать брус 150Х150. Брус будет укладываться на мауэрлат, что сделает перекрытие весьма прочным.

Обрешетка выполняется, как правило, тоже брусом, однако выбирается сечение 40х40 или 50х50 мм. Такая толщина достаточна для того, чтобы выдержать любой вид кровельного материала.

При приобретении любых деревянных элементов, обратите внимание на качество. Брус должен быть ровным, без изгиба, без темных пятен и плесени

Даже небольшое искривление бруса может повлечь большие сложности при его укладке и последующих работ.

При работе со стропильной системой вам также понадобятся металлические шпильки (чтобы прикрепить брус к мауэрлату) с резьбой, крепежные элементы (саморезы, шпильки диаметром 8 и 10мм) для соединения стропил между собой, оцинкованные гвозди, скобы и кронштейны для крепления стропильных ног к мауэрлату.

Работы над кровлей начинаются с устройства мауэрлата своими руками. Мауэрлат в каркасном строительстве часто заменяется на брус внешней обвязки, то есть брус, соединяющий все четыре стены дома в одну конструкцию. В качестве мауэрлата или верхней обвязки используется брус 100х150 или 150х150 мм. Подробнее об устройстве бруса верхней обвязки читаем здесь.

Когда эти работы выполнены, можно начинать выводить фронтон и приступать к устройству стропильной системы. Все работы могут выполняться своими руками, это не так сложно, однако один-два помощника вам все-таки потребуется.

Вся обработка стропильных балок перед сборкой и установкой производится на земле. Желательно выбрать ровную площадку, на которой можно гораздо легче обрезать брус в нужный размер, сделать выпилы или пазы, просверлить крепежные отверстия. Когда элемент готов, его можно поднимать наверх и приступать к фиксации.

Обратите внимание

Изучив особенности каркасной конструкции жилища, имеющей прямой верх, при строительстве следует обратить внимание на следующие моменты:

• проект жилища должен предусматривать назначение верха: прочность основания необходимо рассчитывать в зависимости от нагрузки, которую оно будет испытывать при эксплуатации;
• при обустройстве кровли следует обеспечить ее утепление (для домов с постоянным проживанием), паро — гидроизоляцию, защиту от снега и водоотведение.

При соблюдении этих требований возведения кровли прямого типа конструкция будет служить долгое время и выглядеть привлекательно и современно.

Особенности конструкции

Конструкция кровли обладает большим весом и опирают её на несущие стены дома. В случае с каркасным домом крышу устанавливают на вертикальные стойки, обшитые ОСБ-плитами до середины бруса верхней обвязки. Декоративную облицовку стен делают после монтажа кровли. А после этого производят подшивку фронтонного и карнизного свесов.

Фронтонный и карнизный свесы

Фронтоны возводятся и обшиваются до сборки крыши. Поэтому перед началом работ нужно подготовить проект, где будет определён внешний вид крыши и её уклон. Фронтон может крепиться и параллельно с монтажом крыши, но предварительно всё же придётся устанавливать крайние стропильные фермы, надёжно закреплённые с помощью раскосов.

Высота крыши каркасного дома обычно более 6 метров. Перед началом работ необходимо определиться с типом стропильной системы. В зависимости от ширины перекрываемого пролёта стропила могут иметь коньковую доску, опорную стяжку или скатые раскосы, если есть центральная несущая стена. Если пролёт небольшой, то обычно устанавливают стропильные затяжки. В качестве опорной стяжки могут выступать мансардные стены.

Процесс строительства каркасной крыши

Стропила крепят с помощью гвоздей, саморезов, металлических пластин или уголков. Шаг стропил определяют в пределах 40 — 100 сантиметров. Эта цифра зависит от размера сечения деревянных балок, из которых выполняются стойки. Они могут быть в пределах 2,5 — 5 метров.

На наружные несущие вертикальные стойки стены для опирания стропильных ног укладывают деревянные бруски сечением 10х10 сантиметров, называемые мауэрлатами. Обязательное условие его установки — жёсткая фиксация. Соединять стропильные ноги лучше всего с помощью зубчатых накладок. Если перекрываемый пролёт более пяти метров, необходима установка специального подпора под стропила. После установки стропильной системы для укладки кровельного покрытия монтируют обрешетку. Она может быть выполнена из ОСБ-плит, фанеры, обрезных, полуобрезных или необрезных досок. Это зависит от выбранного кровельного покрытия.

При условии наличия мансардного этажа, крышу необходимо делать утеплённой. Утеплитель располагают между стропилами. При условии, что его толщина составляет 10 — 15 см, сечение стропил будет равно 15х5-15х7 см. Сечение стропил выбирают по толщине утеплителя и величине снеговой нагрузки. Для этого производят расчёты. Если нет возможности его провести, то берут сечение стропил больше. При толщине утеплителя более 15 см, подойдут стропила сечением 20х7 см.

При монтаже стропил на мауэрлат вырезают в опорном бруске треугольник, равный 1/3 высоты стропила.

Крыша может иметь один или несколько скатов. При этом сложная крыша смотрится интереснее. Но самым оптимальным вариантом, как по затрачиваемым суммам, так и по проводимым работам, будет двускатная крыша. Она не имеет ендов и у неё всего лишь один конек, что будет несомненным плюсом при возведении крыши своими руками, так как эти места в конструкции самые уязвимые.

При выборе величины уклона стоит учитывать, что при показателе менее 28 градусов нагрузки на стропильную систему увеличиваются. Это приведёт к необходимости строгого расчёта и контроля за несущими элементами. А при уклоне, превышающем 50 градусов, усиливаются ветровые нагрузки. Оптимальным выбором будет уклон в пределах 35-45 градусов. Такая крыша и смотреться будет лучше, и снег на ней не будет задерживаться.

Правильная установка мауэрлата

Схема крепления мауэрлата, не передающего распор на стену.

Стоит напомнить, что мауэрлат является главной опорной конструкцией не только будущего каркаса, но и всей крыши в целом. Именно этот элемент строительства своими собственными руками принимает на себя все кровельные нагрузки, равномерно распределяя такие нагрузки на несущие стены дома.

Это позволяет увеличить срок эксплуатации всей постройки, ведь при отсутствии такого бруса нагрузка крыши будет разрушать стены в определенных местах. Можно с уверенностью сказать о том, что мауэрлат является главным опорным элементом всех известных стропильных систем.

Данный опорный элемент не требуется только при строительстве деревянных домов, в которых в качестве мауэрлата используют итоговый ряд бревен или брусьев. Описанный опорный элемент необходимо монтировать в уровень с внутренней частью несущих стен, что позволит упростить отделочные работы внутреннего типа.

С наружной стороны мауэрлат необходимо закрыть кирпичной кладкой или полосой металла, что позволит уберечь пиломатериал от воздействия окружающей среды. Верхний ряд кирпичной или блочной кладки нуждается в качественной бетонной отмостке, которая укрывается несколькими плотными слоями рубероида или битумного раствора.

Схема крепления мауэрлата, принимающего и передающего распор на стены.

Рубероид нужен для того, чтобы вся имеющаяся в стенах влага останавливалась перед опорным брусом, который может пострадать от переизбытка влажности, о чем говорит его устройство. Самым простым и надежным способом крепления опорного бруса к стенам дома можно считать использование своеобразных шпилек из металла, которые и будут соединять мауэрлат и несущие стены.

В кладке сверлятся отверстия нужного диаметра, в которые опускаются подготовленные шпильки из металла, выполненные из простой стальной арматуры. Приложив подготовленный опорный брус к таким шпилькам, можно отметить места для сверления отверстий.

Длина шпилек должна быть такой, чтобы после монтажа мауэрлата арматура выступала за брус не менее чем на 1.5 сантиметра. На концах арматуры необходимо сделать резьбу, которая потребуется для итогового закрепления опорного бруса своими собственными руками при помощи предельно широких шайб и гаек. Такой процесс крепления опорного бруса можно упростить и сделать при помощи простого сварочного аппарата, который используется, чтобы приварить к пруткам металлический прут или шайбу.

Стропильная система

Вся стропильная система односкатной крыши предельно проста и понятна: прямые стропила опираются на противоположные стены. Высота стен специально подбирается чтоб организовать угол наклона в диапазоне 30-35 градусов. Этим достигается нормальный самопроизвольный сход снега, что очень желательно. Ведь здесь нет деления крыши на два или несколько скатов и вся конструкция испытывает сравнительно повышенные нагрузки. А вот устойчивость ветровым нагрузкам наоборот хорошая – сама крыша относительно невысока, и с наветренной стороны легко им противостоит.

Стропильная система односкатной крышиИсточник comfort-da.ru

Способ наклона стропил заранее проектируется или выбирается в зависимости от конструктивных особенностей дома:

Наружные стены возводятся сразу неравнозначной высоты. При кажущейся дороговизне масса преимуществ: заранее предполагаются надёжные стены, не требующие дополнительного утепления, а сама сборка стропильной системы значительно упрощается – все основные промеры сделаны и созданы идеальные условия для устройства крыши. Причём её надёжность уже обусловлена таким основательным подходом.

Каркас небольшого дома с односктной крышейИсточник yandex.uz

Конечно с небольшой натяжкой, но способ актуален и для каркасного строительства. Ведь высота основного каркаса наружных стен так же легко делается по нужным параметрам.

• Если все наружные стены одинаковы, по одной из них устанавливаются вертикальные стойки нужной высоты. При кажущейся ненадёжности конструкция ничем не отличается от каркасного строительства, имеет те же достоинства и недостатки. Причём односкатная крыша по каркасной технологии – разумное решение, которое не требует сравнительно значимых затрат именно на первоначальном этапе. При этом создаёт хороший задел на перспективу.
• Но есть более элегантный способ – где сразу изготавливаются так называемые стропильные фермы. А прочность стропильной системы обусловлена жёсткостью ферм. В допустимых пределах их применение позволяет обходиться без промежуточных опор или минимизировать их количество. Примечательно, что стропильные фермы можно чередовать с обычными стропилами. То есть повысить надёжность крыши, при этом сам конструктив гармонично увязать с дизайном помещения.
• Когда односкатная крыша примыкает к капитальной стене основного здания, стропила возможно закрепить на индивидуальные опоры или общий горизонтальный прогон. Другой край стропил укладывается на стену пристройки.

Примыкание односкатной крыши к стенеИсточник stroimkubik.ru

Важно: хотя уклон для ската выбирается индивидуально, он всё равно «привязан» к типу кровельного материала:

• Мягкие кровельные материалы позволяют занизить его до 5-7 градусов.
• Необходимый минимум для профнастила 8 град.
• Оптимальный уклон для металлочерепицы 30 град.
• Шиферу так же необходим уклон 20-30 град.

Однако, для регионов с большим количеством зимних осадков оптимален угол наклона в 40-45 градусов, что является пределом – подобная односкатная крыша редко где встречается. Примечательно, что в любом случае выдерживается общий уклон ската, гарантирующий сход осадков, а прочность при этом достигается разными способами.

Стропильная система

Вся стропильная система односкатной крыши предельно проста и понятна: прямые стропила опираются на противоположные стены. Высота стен специально подбирается чтоб организовать угол наклона в диапазоне 30-35 градусов. Этим достигается нормальный самопроизвольный сход снега, что очень желательно. Ведь здесь нет деления крыши на два или несколько скатов и вся конструкция испытывает сравнительно повышенные нагрузки.

А вот устойчивость ветровым нагрузкам наоборот хорошая – сама крыша относительно невысока, и с наветренной стороны легко им противостоит.

Стропильная система односкатной крышиИсточник comfort-da.ru

Способ наклона стропил заранее проектируется или выбирается в зависимости от конструктивных особенностей дома:

Наружные стены возводятся сразу неравнозначной высоты. При кажущейся дороговизне масса преимуществ: заранее предполагаются надёжные стены, не требующие дополнительного утепления, а сама сборка стропильной системы значительно упрощается – все основные промеры сделаны и созданы идеальные условия для устройства крыши. Причём её надёжность уже обусловлена таким основательным подходом.

Каркас небольшого дома с односктной крышейИсточник yandex.uz

Конечно с небольшой натяжкой, но способ актуален и для каркасного строительства. Ведь высота основного каркаса наружных стен так же легко делается по нужным параметрам.

• Если все наружные стены одинаковы, по одной из них устанавливаются вертикальные стойки нужной высоты. При кажущейся ненадёжности конструкция ничем не отличается от каркасного строительства, имеет те же достоинства и недостатки. Причём односкатная крыша по каркасной технологии – разумное решение, которое не требует сравнительно значимых затрат именно на первоначальном этапе. При этом создаёт хороший задел на перспективу.
• Но есть более элегантный способ – где сразу изготавливаются так называемые стропильные фермы. А прочность стропильной системы обусловлена жёсткостью ферм. В допустимых пределах их применение позволяет обходиться без промежуточных опор или минимизировать их количество. Примечательно, что стропильные фермы можно чередовать с обычными стропилами. То есть повысить надёжность крыши, при этом сам конструктив гармонично увязать с дизайном помещения.
• Когда односкатная крыша примыкает к капитальной стене основного здания, стропила возможно закрепить на индивидуальные опоры или общий горизонтальный прогон. Другой край стропил укладывается на стену пристройки.

Примыкание односкатной крыши к стенеИсточник stroimkubik.ru

Важно: хотя уклон для ската выбирается индивидуально, он всё равно «привязан» к типу кровельного материала:

• Мягкие кровельные материалы позволяют занизить его до 5-7 градусов.
• Необходимый минимум для профнастила 8 град.
• Оптимальный уклон для металлочерепицы 30 град.
• Шиферу так же необходим уклон 20-30 град.

Однако, для регионов с большим количеством зимних осадков оптимален угол наклона в 40-45 градусов, что является пределом – подобная односкатная крыша редко где встречается. Примечательно, что в любом случае выдерживается общий уклон ската, гарантирующий сход осадков, а прочность при этом достигается разными способами.

Жесткое крепление стропил

Самый надежный, самый трудоемкий и самый универсальный способ, может выполняться путем врубки или за счет нашивки подпорных брусков на стропила. Вначале рассмотрим вариант врубки стропила.

Жесткое крепление стропил к мауэрлату путем врубки

Не стоит переживать, если в результате вырубливания ноги у вас немного изменится наклон ската. Главное, чтобы все стропила лежали на одной линии. Перед запилом стропильной ноги нужно снять размеры места прилегания ее к мауэрлату, а это довольно сложно. Мы не будем выполнять различные математические расчеты, это долго и бесполезно, да и никто на практике таким себе голову не забивает.

Шаг 1. Предлагаем два варианта: сделать один универсальный шаблон для всех ног сразу или делать запилы для каждой по отдельности.

Схема положения стропильной ноги

Если у вас все нормально с положением мауэрлата, то лучше делать шаблон, если есть проблемы, то придется каждое стропило подготавливать отдельно.

Этот шаблон нужен для изготовления стропил

Шаблон можно сделать из обрезка доски, куска ДВП или плотного картона. Проведите на нем линию у нижней кромки на расстоянии не более 1/3 ширины стропильной ноги. На всех стропильных ногах проведите такую же параллельную линию, отметься места прилегания стропил к мауэрлату, и проведите перпендикулярную к ней линию.

Глубина «седла» не должна превышать одной трети от ширины стропила

Теперь вам нужно проследить угол вертикальной и горизонтальной плоскостей зарубки для одного прилегания к мауэрлату по всей поверхности. Сразу скажем, что идеального варианта добиться не удастся, но неплотное прилегание плоскостей в несколько миллиметров критической роли не играет. Приложите шаблон к торцу бруса мауэрлата под углом наклона ската. Точка пересечения вертикальной и горизонтальной линии должна находиться точно напротив его угла. Начертите получающийся треугольник, вырежьте начерченную часть.

Шаг 2. Проверьте правильность шаблона в нескольких частях мауэрлата, пройдитесь по обеим сторонам строения. При необходимости немного изменяйте угол выпиленной части, нужно добиться максимально точного прилегания зарубки по всему периметру.

Шаг 3. Приложите шаблон к стропилу, точка угла верхнего упора должна находиться на всех стропилах на одинаковом удалении от их коньковой части.

Шаг 4. Электрической пилой или ручной ножовкой отпилите срез поперек волокон стропильной ноги.

Отпиливаем стропила по шаблону

Пилите очень осторожно, не уменьшайте пропилом ширину оставшейся нетронутой стропилы. При недостаточном опыте работы электрическими инструментами лучше пользоваться ручными пилами

Пусть времени и сил потребуется больше, зато вероятность брака значительно снижается. А если учесть время на переделку, то потеря производительности труда от ручного инструмента не будут столь большими.

Шаг 5. Под углом выберите второй срез.

Внимание: это самая трудная работа. Пилить такую поверхность электрической пилой нежелательно, велики риски заступления

Нужно работать топором, топор должен быть очень острым. Работа топором потребует не только умения, но и физической силы. Кстати, умение работать топором (путь и не на уровне профессионала) всегда пригодится при строительстве деревянной бани.

Шаг 6. Проверьте шаблоном сделанное посадочное место, при необходимости поправьте его. Можете готовить посадочные места сразу для всего комплекта стропильных ног, а можете выполнять работы по очереди. Все зависит от вашего умения и точности установки мауэрлата.

Пример шаблона для стропил

Пример выпиливания пазов по шаблону

Шаг 7. Поставьте стропильную ногу на место, зафиксируйте ее положение. Для фиксации можете пользоваться самодельными скобами, металлическими уголками или иными прочными приспособлениями.

Пример установленной стропильной ноги

Таким образом нужно поставить два крайних стропила, натянуть в нижней части между ними веревку и по очереди ставить следующие. Будьте готовыми, что для некоторых стропил придется несколько раз подгонять размеры пятки. Чем больше у вас будет практического опыта, тем реже придется снимать/ставить для подгонки стропильную ногу. Во время установки стропильной системы каждую пару ног следует временно фиксировать различными деревянными раскосами или подкосами. Временное крепление убирается только после набивки обрешетки под финишное покрытие крыши.

Заключение

Несмотря на кажущуюся легкость работ, монтаж следует доверить опытной команде специалистов. Только они смогут точно рассчитать и смонтировать стропильную систему, при этом, не потратив лишние материалы. Опытные специалисты подскажут какой вид каркасной крыши лучше всего выбрать, помогут подобрать материал и сделать расчеты, учтут особенности вашего региона и лично ваши потребности.

От того, насколько прочной будет крыша, зависит надежность и безопасность дома и людей, которые в нем проживают. Кровля без должного утепления – это уменьшение срока службы всего дома, лишние траты на отопление, риск появления повышенной влажности и плесени. Поэтому для монтажа кровли за помощью стоит обратиться к профессионалам.