Каркас крыши: технология монтажа

При возведении кровли «первую скрипку» во всей конструкции играет каркас крыши. Именно на каркас приходится основная механическая нагрузка, а это значит, что требования у прочности, надежности и долговечности каркаса выдвигаются самые высокие. Кровельный материал, утеплитель и гидроизолятор могут быть самые разные, но если каркас возведен с огрехами – пиши пропало: такая крыша долго не простоит.

Очень часто возведение каркаса крыши ставит начинающих мастеров в тупик. Однако, если разобраться, то ничего невыполнимого в этой задаче нет, нужно только выбрать что-то одно из предлагаемого дизайна крыш домов и взяться за дело.

При должном подходе, правильном расчете и хорошей теоретической подготовке каркасную часть крыши для небольшого дома можно возвести даже в одиночку.

При этом вы не только существенно сэкономите финансовые средства, которые неизбежно были бы потрачены на оплату труда наемных мастеров, но и сможете контролировать процесс возведения каркаса.

А это, в свою очередь, означает, что конструкция вашей кровли не преподнесет вам неприятных сюрпризов в самый неподходящий момент.

В данной статье мы расскажем, как сделать каркас крыши самостоятельно, используя только самые распространенные инструменты и материалы.

Для примера мы возьмем каркас самой распространенной крыши двускатного типа. Но если вы освоите эту технологию, то возводить крыши другой конструкции (шатровые, ломаные, односкатные) вы сможете без труда – достаточно будет только учесть особенности той или иной конструкции.

Выбор типа стропильной системы

Первое, с чем нам необходимо определиться – это тип стропильной системы. Любая стропильная система состоит из двух стропильных ног, соединенных между собой в верхней части.

В нижней части ноги соединяются нижней стяжкой, которая также может служить основой для чердачного междуэтажного перекрытия. Однако, в строении такой системы возможны нюансы.

Каркас крыши дома может быть построен на базе стропильных систем двух типов: наслонной и висячей. Как наслонная, так и висячая система стропил может быть применена в частном строительстве.

Как же выбрать систему для сооружения каркаса?

Выбор стропильной системы обусловлен, главным образом, конструктивными особенностями самого здания. Если расстояние между внешними несущими стенами не превышает 6 м, можно устанавливать висячую стропильную систему.

Особенность этой системы заключается в том, что стропильные ноги опираются только на боковые стены дома – и при большой ширине здания возникает достаточно опасный провис стропил здания под собственной тяжестью.

Более надежная наслонная система применяется в том случае, когда между внешними несущими стенами расстояние превышает 6 м,  но в самом помещении есть внутренняя несущая стена, расположенная по центру здания.

В этом случае можно уйти от провисания стропил, установив дополнительную опору.

Выбираем материалы для каркаса

Что же нам понадобится для самостоятельного возведения каркаса двускатной крыши.

Стропила  — ключевой узел каркаса – будем возводить из дерева. Для этого нам нужно приобрести доску обрезную 50х150 мм, а также – брус 150х150 мм.

Оптимально, если древесина будет хвойных пород, зимней заготовки, причем такая, из которой предварительно не была спущена смола (смолистые вещества в составе древесины существенно продляют срок ее службы, выступая в качестве природного антисептика). Также очень важны условия, в которых хранилось дерево до покупки, и степень его просушки.

При осмотре доски и брусьев необходимо обращать внимание на возможный брак древесины: расслоения, трещины, следы повреждения древоточцами.

Материалы, на  которых обнаружены данные признаки, должны отбраковываться – использование их при возведении каркаса крыши недопустимо.

Обратите внимание! Каркасы крыш могут быть изготовлены не только из пиломатериалов, но и из металлического швеллера или железобетонных конструкций. Но в этом случае крыша получается достаточно тяжелой, и речь о ее самостоятельном возведении уже не идет.

Помимо стропильных ног, прогонов и стоек, составляющих стропильную систему,  в конструкцию каркаса крыши включается чердачное перекрытие, а также – контробрешетка и обрешетка.

Если чердачное помещение будет использовано по прямому назначению (т.е. в качестве чердака или склада), то для возведения чердачного перекрытия достаточно доски 50х150 мм.

Если же чердачное пространство будет выступать в роли мансарды (т.е. жилого помещения), то перекрытие должно быть более прочным: для его укладки нам потребуется брус 150х150 мм, который укладывается непосредственно на мауэрлат. Использование такого бруса позволяет добиться от чердачного перекрытия достаточной прочности.

Для обрешетки и контробрешетки используем более тонкий брус. Вполне подойдет брус квадратного сечения 40х40 или 50х50 мм. Брусья такой толщины обладают достаточной прочностью, чтобы выдержать вес практически любого кровельного материала.

Выбирая брусья для обрешетки, нужно строго следить за их прямолинейностью, ведь малейшее отклонение от прямой линии может существенно усложнить кровельные работы.

Также для возведения обрешетки и контробрешетки может быть использован перфорированный профиль из оцинкованного железа.

Кроме материалов для возведения стропил, перекрытий и обрешетки нам понадобятся:

• Металлические шпильки с резьбой для крепления мауэрлата (опорного бруса)
• Скобы и кронштейны для крепления стропильных ног к мауэрлату
• Крепежные элементы (саморезы по дереву, шпильки диаметром 8 и 10мм) для соединения стропил между собой
• Оцинкованные гвозди

Набор инструментов, необходимый для возведения каркаса крыши, вполне стандартен: вам понадобятся молотки разного размера, дрель для сверления отверстий, пила (или болгарка) для подрезки стропил в размер и придания им нужной формы, плотницкий топор, рубанки – в общем, все то, что и так с высокой вероятностью найдется в вашем шкафу с инструментами.

Особое внимание нужно обратить на измерительный инструмент, ведь без точного уровня, отвеса и рулетки выставить стропила ровно на достаточно большом расстоянии у вас вряд ли получится.

Защита древесины каркаса

Перед тем как приступить к возведению стропильной системы, необходимо обеспечить всем деревянным частям каркаса крыши защиту от возгорания и гниения.

Для этого все детали стропил, перекрытий и обрешетки необходимо обработать двумя составами:

• Антипиретиком – составом, снижающим горючесть древесины и защищающим деревянную часть каркаса крыши от пожара
• Антисептиком – веществом, убивающим бактерии и препятствующим возникновению гнилостных процессов в древесине стропил и перекрытий.

Для нанесения защитных составов рекомендуется использовать кисть, так как при обработке древесины распылителем трудно добиться качественной и глубокой пропитки. Состав наносим в несколько слоев, дожидаясь высыхания каждого предыдущего слоя.

Обратите внимание! Некоторые составы для защиты древесины достаточно токсичны. Поэтому наносить их следует только в хорошо проветриваемом помещении или на улице, и использовать средства индивидуальной защиты (очки и респиратор).

Защита каркаса крыши возможна и после его возведения. В этом случае огнезащитным и антибактериальным составом обрабатываем уже установленную конструкцию, особое внимание уделяя пропитке древесины в местах соединения балок стропильной системы.

Итак , тип стропильной системы выбран, материалы куплены и обработаны защитным составом. Пора приступать к возведению стропильной системы.

Устанавливаем мауэрлат

Опорой  для каркаса нашей будущей крыши является мауэрлат – деревянный брус, который укладывается на несущие стены дома. Основная функция мауэрлата – передача и распределения веса кровли и возникающих нагрузок (ветровой, снеговой и т.д.) на несущие конструкции.

Мауэрлат является основой практически для любой стропильной системы. Исключение может составлять разве что крыша дома из бруса или крыша каркасного дома  — своими руками возводя каркас, в этих домах вы вместо мауэрлата будете использовать верхний стеновой брус.

Чаще всего (за исключением варианта, который будет описан ниже) в качестве мауэрлата используется брус 100х150 или 150х150 мм. Оптимально, если мауэрлат будет уложен «заподлицо» с внутренней поверхностью стены здания, а снаружи в уровень мауэрлата будет возведено кирпичное заграждение.

Для укладки мауэрлата по периметру здания укладываем монолитную бетонную отмостку. После того как бетон полностью высохнет, укладываем на него несколько слоев рубероида – он обеспечит достаточный уровень гидроизоляции, и будет эффективно препятствовать поглощению древесиной влаги из бетонного основания.

Чаще всего мауэрлат укладывается по следующей технологии:

• В бетонное основание устанавливаем шпильки из металлического прутка диаметром 10 мм и более. Шпильки могут быть установлены как на этапе возведения бетонной отмостки, так и позднее – путем сверления отверстий в бетоне и закрепления шпилек в отверстиях цементным раствором. Первый способ предпочтительнее, так как менее трудоемок.
• Мауэрлат из цельного бруса 150х150мм укладываем вдоль отмостки, и в местах, где брус касается шпилек, делаем отметки. По отметкам сверлим отверстия сверлом, диаметр которого соответствует диаметру шпилек. Надеваем мауэрлат на шпильки, при этом шпильки должны выступать из бруса минимум на 10-15 мм.
• Фиксируем мауэрлат на шпильках с помощью гаек, прокладывая между брусом и гайкой широкую плоскую шайбу во избежание повреждения древесины при сильной затяжке гайки

Обратите внимание! Если под рукой есть сварочный аппарат и вы обладаете навыками для работы с ним, на шпильках можно сэкономить. Вместо шпилек в этом случае используем арматурные прутки, а фиксирующие гайки просто привариваем к ним.

Другой способ укладки мауэрлата позволяет несколько облегчить работу.

Вместо бруса можно использовать два слоя досок 50х150 мм:

• Первый ряд досок выкладываем по периметру стен, и крепим с помощью анкерных винтов с потайной головкой и металлической гильзой. Для сверления отверстий в бетоне или кирпичной кладке используем перфоратор, предварительно просверлив доску дрелью с обычным сверлом.
• Второй ряд досок укладываем поверх первого ряда таким образом, чтобы стыки досок не совпадали, а в углах укладываем доски « в перевязку»
• Соединяем ряды между собой с помощью 100 мм гвоздей.

Такое крепление мауэрлата существенно облегчает подъем материала на высоту – все-таки доска значительно легче бруса.

А прочность полученной конструкции вполне  достаточно, особенно если возводится относительно легкая крыша каркасного дома.

Установка стропил

Следующий этап в возведении каркаса крыши – это установка стропил. Для облегчения работы (особенно – если вы работаете один) вся обработка стропильных балок производится на земле.

Так удобнее подрезать брусья в размер, придать им нужную форму с помощью шаблона, выпилить необходимые пазы и просверлить крепежные отверстия. Только после этого детали стропил поднимаем наверх и приступаем к закреплению.

Технология изготовления каркаса крыши с висячей стропильной системой следующая:

• В мауэрлате проделываем пазы под установку стропильных ног. Расстояние между стропильными ногами определяется на этапе выбора типа стропильной системы, но в любом случае не должно превышать 1,5м – в противном случае конструкция будет обладать явно недостаточной жесткостью.

Обратите внимание! Если вы планируете утеплять крышу, то целесообразно расстояние между стропилами согласовать с размерами утеплительного материала. Укладывая в междустропильное пространство цельные листы или пары листов утеплителя вы существенно сэкономите время на подрезке.

• Установку стропил начинаем с фронтонов – торцевых частей крыши. Установив стропила на торцах, протягиваем между их коньками шнур, и по нему ориентируемся при выставлении по вертикали промежуточных стропил.
• Стропильные ноги вставляем в пазы. Для фиксации стропильной ноги в мауэрлате применяем комплексный крепеж: поперечное смещение стропила ограничивает стальной кронштейн, а продольное – скоба, которой стропило крепится к мауэрлату.
• При установке стропил нужно помнить, что стропила должны выступать за периметр здания. Оптимальная величина этого выступа (его называют свесом либо вылетом стропил) составляет 40 см – так стены здания защищаются от стекающей по кровле воды. Кроме выступа самого стропильного бруса свес можно обустроить за счет наращивания стропил дополнительной более тонкой доской – так называемой «кобылкой». «Кобылка» крепится к стропилу с помощью гвоздей через прокладку – короткий отрезок доски.

Обратите внимание! Использование дополнительной доски для обустройства кровельного свеса не является недостатком конструкции: напротив, применение «кобылки» позволяет облегчить и несколько удешевить конструкцию. Также облегчается ремонт свеса – при необходимости достаточно заменить одну или несколько «кобылок», а не менять стропильный брус целиком.

• Нижние части стропил фиксируем обвязкой, которая используется в качестве основания для чердачного перекрытия. Брусья обвязки опираются на мауэрлат.
• При необходимости нарастить стропильные брусья (если их длина недостаточна) укладываем два бруса внакладку  с нахлестом не менее метра. Для фиксации брусьев применяем шпильки диаметром от 8 до 12 мм.
• Соединение стропил между собой производим с помощью шпилек, которые вставляем в предварительно просверленные отверстия. Для предотвращения вращения стропил вокруг оси шпильки каждую пару стропил нужно крепить  двумя шпильками.
• Если ширина крыши находится в пределах 6 м, то висячие стропила соединяем дополнительным поперечным брусом – затяжкой – в форме буквы «А». Затяжки делаем из доски 50х100 или 50х150 мм, и крепим к стропилам саморезами. Также возможна установка затяжки из 3 х досок 30х100 мм, расположенных с обеих сторон стропила.
• В верхней части стропильные фермы фиксируем с помощью продольного конькового бруса или коньковой доски.

• Для усиления верхнего стропильного узла можно соединить коньковый брус с затяжкой дополнительным отрезком доски. Это делается во избежание прогиба затяжки при большом расстоянии между стропилами.

Вышеописанные операции стропиловки крыши повторяем для всех стропильных пар. После того как все стропила установлены, можно приступать к обустройству обрешетки.

Обрешетка

Обрешетка кровли бывает двух типов: сплошная и прореженная. Выбор типа обрешетки определяется типом кровельного материала.

Для возведения сплошной обрешетки используются плиты OSB или влагостойкая фанера достаточной толщины (10 мм и более), листы которой набиваются на стропила через контррейку. Сплошная обрешетка подходит для укладки мягких и рулонных кровельных материалов.

При возведении прореженной обрешетки на стропила для крыши своими руками набиваются брусья или доски, расстояние между которым зависит от габаритов используемого кровельного материала.

При необходимости жесткой экономии для обрешетки такого типа вместо бруса можно использовать необрезную доску.

Прореженная обрешетка набивается на стропила сверху вниз. Для повышения прочности конструкции первые ряды обрешетки начиная от конькового бруса набиваем без зазора.

После того как обрешетка закончена, можно приступать к работам по утеплению крыши, укладке гидроизоляции и кровельным работам.

Несмотря на всю сложность процесса, возвести каркас крыши своими руками вполне возможно. И если вы возьметесь за работу «во всеоружии», то вам неизменно будет сопутствовать успех.