Если расстояние между стропилами больше ширины утеплителя
Технология утепления кровли по стропилам тонкости и нюансы
Комбинированное утепление повышает сопротивление поверхности теплопотерям. В таком случае есть возможность применять материалы с различными характеристиками, комплексно защитив кровлю. Стоимость работ в таком случае возрастает. Но сокращение сроков окупаемости выводит технологию на уровень самой применяемой.
Зачастую утепление в два слоя ведется в расстояниях между стропил и поверх них. Внутри применяются легкие и мягкие минераловатные плиты. Они обеспечивают основную теплозащиту, удерживая тепло внутри помещения.
Поверх стропил монтируется жесткое плитное утепление. В основном для его устройства используются древесноволокнистые плиты. Стыки плит должны приходиться на стропильную ногу. В таком случае будет обеспечено закрепление изделий и исключено продувание швов.
Данный способ удобен при ремонте кровли или ее перекрытии. Старое утепление оставляется, если оно отвечает своим функциям. Также дополнительный слой изоляции нейтрализует пустоты внутри основной защиты.
Достаточно эффективна совмещенная тепловая защита между стропил и внутри помещения. В качестве внутренней изоляции применяется:
- пробковое полотно или плиты;
- пенофол;
- гипсокартон.
Рулонные материалы утепления стропил крепятся к ним при помощи деревянных реек. Лучше использовать подложки из вспененного полиэтилена. Они не пропускают пар, тем самым обеспечивая надежную защиту следующего слоя. Самыми применяемыми выступают изделия с отражающим слоем. Фольгированное покрытие позволяет сохранить тепло внутри при минимальной толщине утепления.
Гипсокартонное утепление требует создания каркаса. К тому же листы имеют определенную ширину, на которую нужно рассчитывать. Зато гипсокартон обеспечит одновременно и шумозащиту
Особенно это важно при монтаже металлочерепицы
Самым эффективным является трехслойное утепление. В таком случае:
стропила закрыты от внутренних и внешних воздействий;
обеспечена качественная защита от шума;
благодаря перекрытию слоями стыков материалов, обеспечивается полная тепловая герметизация помещения;
дефекты монтажа одного слоя компенсируются правильным устройством двух других
Это важно при дополнительном утеплении при ремонте кровли.. Данная схема применяется в Германии для строительства домов под названием Passivhaus
В подобных домах отсутствует надобность в отоплении или затраты на него минимальны. По стандарту они составляют 10% от энергопотребления обычного дома
Данная схема применяется в Германии для строительства домов под названием Passivhaus. В подобных домах отсутствует надобность в отоплении или затраты на него минимальны. По стандарту они составляют 10% от энергопотребления обычного дома.
При устройстве теплоизоляции стоит помнить, что работы относятся к скрытому циклу. Правильность выполнения невозможно будет проконтролировать после отделки. Потому стоит подбирать только качественные материалы для утепления кровли между стропилами и соблюдать все требования монтажа.
Утепление между стропилами
Традиционным способом утепления наклонной кровли является расположения утеплителя между стропил. В таком случае можно устроить ровный потолок мансардного помещения.
Перед началом утепления нужно смонтировать гидрозащитную пленку поверх стропил. Она защитит помещение от возможных осадков и позволит вести работы при любой погоде. Лучше выбирать диффузионную мембрану. При устройстве микроперфорированного или антиконденсатного покрытия устраивается двухсторонний зазор.
На пленках часто образовывается конденсат. Его попадание на утеплитель:
- повысит коэффициент теплопроводности;
- приведет к порче утепления;
- способствует развитию плесени;
- снизит несущую способность элементов кровли.
Укладка утеплителя осуществляется не на полную высоту стропильной ноги. Зазора в 2-3 см достаточно для обеспечения приток воздуха и естественной сушки.
При данной технологии часто применяют утепление с низкой плотностью. Для правильной работы такие утеплители нужно дополнительно крепить, что приводит к перерасходу материала каркаса.
Часто мягкие утеплители дают усадку во время работы. Деформации происходят как по ширине, так и по высоте. В итоге некоторые участки оголяются, становясь беззащитными перед холодом.
Не рекомендуется применять утепление в виде плотных материалов: пенопласта, пенополиуретана. Из-за нестабильности размеров, между стропилами и плитами образуются зазоры. Применение монтажной пены не спасает ситуацию. Происходит образование продувов.
Минераловатная теплоизоляция Каменная (базальтовая) вата Стеклянная вата
Лучше всего для утепления внутри стропил подходит минеральная вата плитного вида. При укладке стыки плит сдвигаются на половину ширины изделия. В таком случае предотвращается появление мостиков холода.
Важна перевязка швов и при многослойной укладке. Следующее изделие, должно перекрывать швы предыдущего настила. При многослойной укладке применяются изделия максимальной толщины. Например, для утепления слоем 150 мм лучше взять материал 100 и 50 мм, чем три плиты по 50 мм.
При угле ската меньше 30° под утепление устраивается дополнительный каркас. Он предотвратит сползание плит и слеживание. Каркас удерживает плиты в монтажном положении во время всего срока службы.
Принимаемая ширина плит должна быть на 1-1,5 см больше, чем расстояние в свету между стропилами. В таком случае будет обеспечено плотное примыкание. При меньшей ширине из-за дефектов древесины или оплошности строителей возникнут щели. Большая толщина способствует деформации плиты и ее выгибу.
Внутри утепления скатных крыш по деревянным стропилам не должно быть воздушных зазоров и щелей. Слои должны примыкать друг к другу плотно. Это касается и межслойных пространств и стыков. Профессионалы укладывают плиты, разрезая их на две трапециевидные части.
Еще одним инновационным способом утепления становится пенополиуретан. Устраивать покрытие можно как после устройства гидроизоляции, так и после установки кровельного покрытия.
Процесс нанесения происходит напыления. Работы ведутся с использованием специального оборудования. Обязательно для работника защита в виде:
- костюма;
- маски;
- респиратора.
Наносится пена как в промежуток между стропил, так и на несущие элементы кровли. Предварительно они должны быть обработаны антисептиками или антикоррозионным раствором. Пена:
- закупоривает мельчайшие продувы и трещины;
- скрывает отверстия от болтов;
- покрывает все металлические элементы, защищая их от коррозии.
Сплошной слой исключает проникновение сквозняков и влаги. Низкая теплопроводность позволяет уменьшить расход на обогрев подкровельного пространства.
Вторым инновационным материалом сплошного покрытия является эковата. Само название говорит об экологичности и безопасности применения.
В состав входят антипирены и антисептики. Первые предотвращают возгорание слоя, вторые распространение внутри грибков и плесени. Основная масса состава это макулатура и отходы картонного производства.
Укладка производится сухим и влажным способом. При сухой укладке стропила изнутри зашиваются облицовочным материалом. В образовавшиеся короба укладывается материал. При мокром способе влажная вата наносится на поверхность под давлением. Высокая адгезия материала позволяет покрыть поверхность плотным однородным слоем.
Чем крепить утеплитель минвату между деревянных стропил
Утеплитель минвату между стропилами можно закрепить несколькими способами Один из распространенных — это укладка плит или нарезанных полотен между стропил без крепления. В этом случае расстояние между стропил должно быть же на 2-3 сантиметра ширины утеплителя. Минвата укладывается плотно, с небольшим натяжением.
Перед укладкой минвата распаковывается и дают время, чтобы она полежала, приняла нужную форму, а затем нарезается на плиты или полотна нужного размера. С минеральной ватой обязательно работать в специальной одежде, которое плотно прилегает к телу, чтобы микрочастицы не попали на незащищенные участки кожи, и конечно на руки одеть перчатки, а на лицо — распиратор.
Первый описанный способ укладки минеральной ваты надежен, если толщина плит утеплителя не более 10 сантиметров. Часто мансардное помещение утепляют несколькими слоями минваты и плиты могут выпадать во время работы из пространства между стропилами (и на утеплитель действует сила притяжения к земле). Утеплитель требует дополнительной фиксации.
Можно утеплитель закрепить большим количеством реек. А лучше всего это сделать при помощи капроновой нити или полимерной бечевки, или мягкой стальной проволокой. Для этого, вдоль стропил набить гвоздики и затем нить или бечевку натягивать зигзагом. Можно вместо гвоздей нить, бечевку крепить сразу к стропилам скобами. Расстояние между креплениями не более 20 сантиметров. Утеплитель, закрепленный таким способом в проеме между стропилами, будет надежно зафиксирован.
Минеральная вата укладывается между стропил без дополнительного крепления.
Для того что бы не было проблем с монтажом минеральной ваты, необходимо замерить расстояние между стропил.
Минеральная вата режется с таким учётом что бы её ширина была больше шага между стропил, больше на два, а то и три см.
Снизу стропил перед монтажом минеральной ваты набивается обрешётка.
До монтажа кровельного материала сверху минеральной ваты крепится гидроизоляционная плёнка с не большим провисом и с нахлёстом.
Плёнка крепится к стропилам при помощи скоб и степлера.
Снизу обрешётки монтируется паро-изоляция которая будет защищать минеральную вату от испарений идущих с тёплого помещения.
Паро-изоляцией может быть пергамин (самый не дорогой вариант.
Пергамин так же крепится скобами к обрешётки.
Далее контр-обрешётка и монтаж финишного материала.
Если крепите минеральную вату с внутренней стороны кровли (к примеру утепляете мансарду), то и в этом случае минеральная вата плотно (враспор) укладывается между стропил,
но перед её монтажом крепим гидроизоляцию, после паро-изоляцию.
В некоторых случая используют бечёвку с помощью которой можно удержать минеральную вату между стропил.
Предварительно с учётом толщины утеплителя в боковую часть стропил забиваются гвозди.
Затем натягивается бечёвка (подойдёт и тонкая проволока и леска).
Утепление по стропилам
Такая технология укладки утеплителя применяется редко. В основном она обусловлена двумя факторами:
- дизайнерской задумкой оформления лоджии;
- малым размером помещения.
Если пространство лоджии планируется оформить:
- в скандинавском стиле;
- в стиле шале;
- на манер старорусской горницы;
- в стиле прованс;
- обязательным элементом станет доска на потолке. Оголенные стропильные ноги, окрашенные в соответствующие цвета, придадут колорита помещению.
Конечно, можно сделать муляж. Но ценность площади мансарды всегда остается важным вопросом. Потому лучше воспользоваться уже имеющимися конструкциями.
Во втором случае расстояние между стропилами используется для расстановки мебели или в других целях. Закрыв его утеплителем, хозяева лишаться ценных квадратов.
Схема процесса в этом случае такова:
- На стропила настилается листы фанеры, ДСП или OSB. Крепление производится при помощи саморезов;
- Настилается паробарьер. Наличие этой опции зависит от типа материала утепления. ЭППС, например, не боится влаги, потому при его применении этот пункт исключается;
Укладывается плотное утепление. Крепление происходит при помощи дюбелей или клея. Укладка происходит с перекрытием швов. Начинается монтаж от конька;
Устройство гидроизоляционного слоя;
Монтаж обрешетки и контр обрешетки;
Крепление отделочного кровельного материала.
- слой утеплителя не имеет разрывов, потому не наблюдается мостиков холода;
- несущие элементы кровли не подвержены воздействию внешней среды. Температура на поверхности стропил остается постоянной. Это обеспечивает долговечность кровельной схемы;
- высокая степень звукоизоляции по сравнению с другими схемами за счет сплошности покрытия.
В данной схеме монтажа высокие требования предъявляются к пароизоляции. Она должна быть устойчива к механическим воздействиям. После ее укладки, монтажники движутся по кровле, грозя повредить ненадежный материал.
К минусам подобного утепления относится:
- сложность работ при наличии на кровле выступающих частей, ендов, хребтов;
- невозможность производства работ при непогоде.
Утепление поверх стропил пользуется популярностью в европейских странах. Законодателями данной технологии считаются германцы.
Как правильно утеплить плоскую кровлю
При утеплении плоской крыши нужно учитывать, что теплоизоляция может быть как на внутренней, так и на наружной стороне. Начать желательно с внешнего утепления, а после первой зимы решать, имеет ли смысл утепление кровли по стропилам изнутри.
Кровельный пирог плоской кровли состоит из:
- Пароизоляционного слоя;
- Утеплительного слоя;
- Гидроизоляционного слоя;
- Насыпного слоя.
Для обустройства внешней теплоизоляции чаще всего используется базальтовая минеральная вата, которая оптимально подходит для этих целей. Впрочем, выбирать можно из любых видов жестких утеплителей – например, неплохим вариантом будет пенополистирол. Стоит также помнить о том, что кровельное покрытие, склонное к возгоранию, нельзя утеплять полимерными теплоизоляторами.
Для чего нужно утепление крыши
Здесь мы расскажем о том, как утеплить ломаную крышу, так ли важно утеплять кровлю, или можно обойтись без этой операции. Если произвести утепление крыши, то можно значительно сэкономить на отоплении помещения
Кроме того, конструкция кровли будет надежно защищать весь дом
Если произвести утепление крыши, то можно значительно сэкономить на отоплении помещения. Кроме того, конструкция кровли будет надежно защищать весь дом.
Если не осуществить качественное утепление крыши изнутри и не провести гидроизоляцию, то в пространство кровли проникнет влага. Это приведет к тому, что деревянные стропила и балки начнут гнить. И за 4 года вся конструкция придет в негодность.
Разумеется, никто не будет рад дорогостоящему ремонту по замене всего каркаса крыши через несколько лет. Именно поэтому параллельно со сборкой конструкции кровли следует грамотно ее утеплить и провести гидроизоляцию крыши дома.
Как утеплить крышу в частном доме? Если вы строите мансардный этаж – то требования к утеплению будут еще строже.
Как просто закрепить утеплитель между стропилами.
Есть несколько способов укладки утеплителя между стропилами. Одним из самых простых способов утепления крыши является укладка между стропилами плит, чья толщина составляет 100 мм. Но такой способ укладки утеплителя не очень надежен. Со временем теплый воздух начнет покидать чердак через щели в местах стыка плит. Поэтому утеплитель чаще всего укладывают в несколько слоев.
В этом случае стыки между плитами в каждом ряде не должны совпадать. Кроме того, очень важно плотно прижать плиты утеплителя друг к другу и к элементам стропильной конструкции. Но здесь вы можете столкнуться с тем, что плиты утеплителя начнут выпадать из пространства между стропилами во время работы. Поэтому давайте разберемся, как зафиксировать утеплитель между стропилами.
Плиты будут надежно держаться в пространстве между стропилами лишь в том случае, если они будут на пару сантиметров больше расстояния между стропилами. Но продержатся они не очень долго. Ведь на плиты утепления действует сила притяжения к земле. Поэтому они под собственным весом начнут плавно выползать из проема, который находится под углом к горизонту. Уже через пару дней все плиты утеплителя окажутся на полу чердака.
К стропилам можно прибить широкие рейки по центру плит, чтобы удержать их в пространстве между стропил. Но уже через неделю все плиты будут висеть на этих рейках, что не намного лучше лежащих плит на чердачном полу.
Получается, что крепить плиты необходимо большим количеством реек. Но это не совсем эстетично. Поэтому для крепления плит используют полимерную бечевку или капроновую нить. Но можно воспользоваться и мягкой стальной проволокой. Для этого нить, бечевку или проволоку натягивают зигзагами вдоль стропил. Крепят нить, бечевку или проволоку гвоздями или скобами прямо к стропилам. Расстояние между точками крепления должно быть 10-20 см. В этом случае плиты утеплителя будут надежно зафиксированы в проеме между стропилами.
Теперь можно закрыть плиты пароизоляционной пленкой, а затем закрепить ее рейками, которые прибивают гвоздями к стропилам. Именно к этим рейкам на заключительном этапе крепят декоративную обшивку.
Расстояние между стропилами: принципы и примеры расчетов шага стропильной системы
Задача правильно рассчитать расстояние между стропилами – очень ответственная. От того, насколько серьезно вы приступите к ее решению, будет зависеть не только надежность и долговечность крыши, но и все последующие работы на ней: укладка утеплителя, монтаж кровельного покрытия, установка доборных элементов. Если просто подогнать шаг стропил под листы кровли, как это многие делают, то не факт, что между стропилами потом войдет утеплитель.
Если же ориентироваться только на утеплитель – первая же зима с ее обильным русским снегом сокрушит стропильную систему. Вот почему важно подобрать оптимальный шаг стропил для всех скатов, и как это сделать мы сейчас расскажем.
Содержание
Вот хороший видео-урок, как самостоятельно рассчитать расстояние между стропилами:
От чего зависит шаг между стропилами?
Итак, расстояние между стропилами определяется такими важными факторами, как:
- Форма крыши (двускатная, односкатная или многоскатная).
- Угол наклона крыши.
- Параметры бруса, который используется для изготовления стропил (ширина, толщина).
- Конструкция стропильной системы (наслонная, висячая или скользящая).
- Совокупность всех нагрузок на крышу (вес покрытия, атмосферные осадки и др.).
- Материал обрешетки (доска 20х100 или брус 50х50) и ее параметры (сплошная из дерева, с пробелами 10 см, 20 см или сплошная из фанеры).
Каждый из этих параметров нужно непременно принимать во внимание.
Онлайн-калькуляторы vs блокнот и карандаш
Для правильного расчета сечения стропил и шага их установки сегодня существует много сложных формул. Но помните, что такие формулы были в свое время разработаны больше для того, чтобы была возможность не столько идеально рассчитать конструктив крыши, сколько изучить работу таких элементов.
Например, сегодня пользуются популярностью несложные онлайн-программы, которые неплохо рассчитывают параметры стропил. Но идеально, если вы сможете самостоятельно поставить конкретные задачи и вычислить все, что вам нужно. Важно понять до мелочей, что именно происходит в стропильной системе во время эксплуатации, какие именно силы на нее воздействует и какие нагрузки. А компьютерная программа не всегда может учитывать все, то что замечает человеческий мозг. Поэтому мы советуем вам произвести расчеты все-таки вручную.
Декоративные стропила: 0% нагрузки
Первым делом определитесь с самым главным пунктом: типом крыши и ее назначением. Дело в том, что крыша жилого дома зимой выдерживает большую шапку снега, постоянный ветер на высоте, ее нередко утепляют изнутри, а вот к стропильной системе небольшой беседки, спрятанной под кронами деревьев, предъявляют совсем другие требования.
Например, если вы строите перголу в ее классическом понимании, то совершенно не важно, какое именно будет у нее расстояние между стропилами – это уже чисто эстетический фактор:
В приведенной иллюстрации видно, что даже в такой постройке есть свой шаг стропил. Ведь здесь он обеспечивает и эстетический фактор, и жесткость самой конструкции. Но выбирают шаг произвольным путем.
Функциональные стропила: подробный расчет
Подходим к главному вопросу: какое расстояние должно быть между стропилами крыши жилого дома? Вот здесь запаситесь терпением и внимательно изучите все нюансы.
Пункт 1. Длина стены и выбор шага стропил
Первым делом шаг установки стропил на крыше жилой постройки обычно выбирают конструктивно размеру здания, хотя и с учетом многих других факторов.
Например, проще всего устанавливать стропила с шагом 1 метр, поэтому для стены длиной 6 метров ставится стандартно 7 стропил. В тоже время можно сэкономить, поставив их с расстоянием 1 и 2 метра, и получится ровно 5 стропил. Можно поставить также с расстоянием 2 и 3 метра, но зато усилить обрешеткой. Но крайне нежелательно делать шаг стропил более 2 метров.
Пункт 2. Влияние снеговых и ветровых нагрузок на форму крыши
Итак, мы остановились на том, что среднее расстояние между стропилами обычной крыши – 1 метр. Но, если в местности значительная снеговая или ветровая нагрузка, крыша пологая или просто тяжелая (например, покрыта глиняной черепицей), тогда такое расстояние необходимо уменьшить до 60-80 см. А вот на крыше с уклоном более 45 градусов его можно даже увеличить на расстояние 1,2 м-1,4 м.
Почему это так важно? Давайте разберемся. Дело в том, что воздушный поток сталкивается на своем пути со стеной под крышей здания, и там происходят завихрения, после чего ветер ударяет в карнизный свес крыши. Получается, что ветровой поток как бы огибает скат крыши, но при этом стремясь ее приподнять. И в крыше в этот момент возникают силы, которые готовы ее сорвать или опрокинуть – это две наветренные стороны и одна подъемная.
Есть еще одна сила, которая возникает от давления ветра и действует перпендикулярно склону, стараясь словно вдавить скат крыши вовнутрь. И чем больше угол наклона ската кровли, тем больше имеют значение безопасные силы ветра и меньше касательные. А чем больше угол ската, тем реже нужно ставить стропила.
Понять, делать вам высокую крышу или пологую, поможет эта карта среднего значения ветровой нагрузки:
В российском климате на стандартную крышу дома значительную часть года воздействует такое атмосферное явление, как снег. И здесь тоже нужно учитывать, что снеговой мешок обычно скапливается больше на какой-то одной стороне крыши.
Вот почему в таких местах, где возможен снеговой мешок, нужно ставить спаренные стропильные ноги либо делать сплошную обрешетку. Проще всего определить такие места по розе ветров: с наветренной стороны ставят одиночные стропила, а с подветренной – спаренные.
Если вы впервые строите дом, тогда не найдетесь на собственную интуицию, а определите среднестатистическую снеговую нагрузку для своей местности по официальным данным:
Пункт 3. Вопрос утепления и стандартной ширины матов
Если вы планируете утеплять кровлю, тогда шаг стропил целесообразно ставить под стандартные размеры плит теплоизоляции, а это 60, 80 или 120 см.
Если потом подгонять утеплитель под уже существующие параметры крыши, будет много отходов, щелей, мостиков холода и прочих проблем.
Пункт 4. Качество и прочность используемого пиломатериала
Огромное значение также имеет то, какой именно материал вы используете для строительства стропильной системы. Так, для каждой породы древесины существует своя нормативная документация, которая касается ее несущей способности:
Т.к. для изготовления стропильной системы крыши в России чаще всего используется сосна и ель, их прочность на изгиб и особенности использования уже давно прописаны. Если же вы будете использовать древесину других пород, то нужно будет выводить поправочный коэффициент.
Кроме того, если на стропилах будут сечения, врубки или отверстия под болты, в этих местах нужно рассчитывать несущую способность бруска с коэффициентом 0,80.
Пункт 5. Расстояние между затяжками и балками перекрытия
Если крыша строится со связанными между собой стропильными фермами, и их нижний пояс используется одновременно в качестве балок перекрытия, тогда расстояние между фермами нужно делать в пределах 60-75 см, чтобы учитывать конструкцию будущего пола.
Пункт 6. Нагрузки на стропильные узлы
Итак, вот основные нагрузки, которые действуют на стропильную систему крыши:
- Статические, куда входит вес самой стропильной системы, вес кровли, лежащего на крыше снега и доборных элементов.
- Динамические, куда входит сила ветра, неожиданные повреждения кровли, вес человека и техники для ремонта и им подобные факторы.
И все они способны в определенный момент воздействовать на крышу одновременно, а поэтому и существует такое понятие, как критическое значение. Это именно то значение нагрузок, при котором крыша не выдерживает и деформируется.
Поэтому, если здание строится со значительными пролетами, то обязательно применяются стальные стропильные фермы. Дело в том, что напряжение в таких стержнях отсутствует, и вся нагрузка приходится на узлы – на них воздействуют сжимающие и растягивающие силы. А расстояние между такими фермами рассчитывается в зависимости от типа кровли и конструкции самой крыши.
Обычно унифицированную ферму ставят с пролетом, кратным шести, и поэтому между узлами фермы делается расстояние, кратное полутора метрам.
Пункт 7. Вес стропильной системы и кровельного пирога
Не забывайте, что главное предназначение стропил – удерживать на себе всю крышу, и ее вес при этом имеет немаловажное значение:
Пункт 8. Удобство монтажа кровельного покрытия
Влияет на расстояние между стропилами также такой фактор, как выбранное кровельное покрытие. Чем выше уклон крыши, тем больше кровельных материалов при этом будет использовано. А чем они тяжелее, тем чаще придется ставить под них стропила. И сплошная обрешетка также имеет свой вес:
У каждого вида кровли – свой оптимальный шаг стропил. Ведь многие стандартные листы по краям нужно крепить прямо в стропила или обрешетку, и важно, чтобы они совпадали. Иначе работа по покрытию кровли легко превратится в сущий ад на высоте, поверьте.
Вот почему даже перед началом монтажа нужно обязательно сделать раскладку, все несколько раз проверить. И знать некоторые важные тонкости по каждому из видов покрытий.
Определение нагрузок на крышу в целом и стропила в отдельности
Итак, мы определили, что, помимо других конструктивных факторов, на стропильную систему крыши одновременно действует целая совокупность нагрузок: вес обрешетки, шапка из снега, давление ветра. После того, как вы сложите все нагрузки вместе, обязательно умножьте их на коэффициент 1,1. Необходимо делать расчет на разрушение, т.е. на полную нагрузку, которая действует на крыше, плюс небольшой запас. Так вы сможете заложить дополнительную 10% прочность на случай непредвиденных обстоятельств.
Теперь остается только разделить общую нагрузку на планируемое количество стропил и выяснить, справится ли каждое из них со своей задачей. Если кажется, что конструкция будет хилой – смело добавьте 1-2 стропила в общее количество, и вы будете спокойны за свой дом.
Стандартная конструкция крыши – это стропила, решетчатые прогоны, и каждый из этих элементов срабатывает только на ту нагрузку, которая давит именно на него, а не на всю крышу в целом. Т.е. на каждое отдельно взятое стропило действует своя нагрузка: общая, но поделенная на количество стропильных ног. Поэтому изменением шага стропил вы изменяете площадь и силу нагрузки – уменьшая ее или увеличивая. Если же менять шаг стропил вам неудобно, поработайте с параметрами сечения стропильных ног, и общая несущая способность крыши увеличится в разы:
А вот на крыше с уклоном скатов более 30 градусов такие стропила будут считаться «сгибаемо-сжатыми» элементами. То есть, стропила не только немного прогибаются под весом крыши, но и сдавливаются от конька к мауэрлату. Кроме того, на растяжение необходимо проверить и ригель, который обычно сдерживает две стропильные ноги.
Как видите, с подобными расчетами справится даже далекий от строительства человек. Главное – все учесть, быть внимательным и готовым потратить немного больше времени на проектирование, чтобы потом вся работа прошла быстро и четко.
Расстояние между стропилами
Наряду с допустимой нагрузкой на отдельно взятые элементы – мауэрлат, горизонтальные, диагональные и вертикальные прогоны, одним из наиболее важных параметров является шаг (пролёт) между стропилами. Сочетание оптимальных значений всей конструкции – залог её долговечности и прочности.
Шаг с учётом материала
Каждый из видов (или каждая из разновидностей) стройматериалов, применяемых в качестве основы и покрытия для кровли, обладает рядом характеристик и примечаний. К наиболее ведущим относят следующие.
- У профнастила толщина и форма варьируется в широких пределах. Изгиб напоминает трапецию, у которой отрезали нижнюю или верхнюю сторону.
- Керамочерепица обладает богатым выбором формы и текстуры. Чаще всего выполняется в 12 цветовых вариантах.
- Металлическая черепица – по сравнению с керамической этот стройматериал дешевле вдвое. Достоинства аналогичные.
- Мягкая кровля типа ондулина служит шумовым изолятором от дождя. По данному параметру близка к шиферу.
- Шиферные листы обладают круглой волной, шумовой изоляцией от дождя. Они дёшевы, но при интенсивном воздействии могут разрушиться. Не рекомендуется ходить по ним, нельзя на шиферную крышу ставить лестницу и иные острые приспособления.
Для профнастила (листового металлопрофиля) шаг стропил определяется габаритами листа стали. Балки каркаса крыши для профильного настила, по стандартам и согласно СНиП, ГОСТ варьируются в пределах 6-9 дм. При увеличении данного расстояния пролёт между стропилами может содержать вставки в виде доски с увеличенным сечением. Для профнастила сечение доски или бруса составляет от 50*100 до 150*150 мм. Обрешётка строится из досок с сечением порядка 3*10 см, а пролёт составляет примерно полметра. Окончательные значения определяются маркой и толщиной, которой обладает листовой металлопрофиль, углом наклона крыши (по отношению к горизонту).
Например, крыша, наклонённая на 15? и выстланная профнастилом марки С-10, устанавливается на обрешётке без просветов. Для профилированного настила зазоры обрешётки равны 3 дм. Наиболее крупноволновой профнастил – С-44 – устанавливается на обрешётке с шагом в 50-100 см. Если дом предусматривает сооружение дымохода с печью, вытяжки, то зазор под него увеличивается – для противопожарной обкладки дымохода негорючими материалами.
Для керамической черепицы важны определённые особенности, например, вес данной кровли. Керамочерепица сделана преимущественно из обожжённой при особо высокой температуре глины, благодаря чему материал тяжелее маталлочерепицы до 10 раз.
Вес такой черепицы обладает высокой удельной нагрузкой – до 60 кг/м2. Материал балок – древесина – должен быть тщательно высушен. Сечение стропилин – от 50*150 до 60*180 мм.
Если крыша наклонена к земному горизонту на 15?, то продольный зазор между стропилами колеблется в пределах 80-130 см. Определяя шаг, учитывайте длину балки. При предельно высокой длине зазор между стропилами минимален. Уменьшенная длина стропилин повышает упругость – пролёт достигает максимальной отметки, в зависимости от конкретного значения. Если по крыше регулярно проходит обслуживающий её персонал, то нельзя раздвигать пролёт между стропилинами более чем до 8 дм.
Габариты элементов керамочерепицы играют важную роль при расчёте пролёта обрешётки. Лист керамочерепицы обладает длиной в 4 дм. Монтаж осуществляется внахлёст на 5-9 см. При подсчёте шага обрешётки вычитается нахлёстовая полоса. Оставшийся шаг укладки занимает расстояние в 30,5-34,5 см.
В случае выстилания крыши с единственным скатом на доме, стены которого построены из профбруса, рассчитать пролёты между стропилами и элементами обрешётки просто. На крыше с несколькими скатами дистанция между стропилинами подсчитывается отдельно на каждый шаг обрешёточных элементов. С использованием шнура на противоположной стороне ската разметка зазоров между стропилинами упрощена.
Методика работ не зависит от типа помещения – спальни, кухни, зала или веранды; планировка дома ненесущими перегородками значения для расчёта стропилин не имеет.
Если крыша выстилается металлочерепицей, то монтаж её упрощается – в техническом плане. Металлочерепица обладает весом до 40 кг/м2. Открывается возможность облегчить вес стропилин, применяя балки с меньшим сечением. Шаг между стропилами варьируется при этом в пределах 6-9 дм. Сечение бруса или доски – от 5*15 см. При утеплении чердака минватой толщиной в 15 см чердак используется в качестве мансарды. Большая надёжность утепления достигается с применением минваты от 200 мм. Минвата также обладает собственным весом – запаса прочности стропил и других элементов должно хватить и на неё.
Каркас крыши под металлочерепицу по параметрам не сильно отличается от каркаса под профильный настил. Отличие лишь в том, что подпирающие элементы закрепляются на коньковый прогон в верхней части, а не с боков, как в иных случаях.
Если мастера применяют в качестве покрытия крыши ондулин, то дом должен быть выстроен из клееного бруса или схожих с ним материалов. Ондулин похож на перекрашенный шифер, но отличается более лёгким весом. Этажность дома, здания значения не имеет.
Стропилины под ондулин устанавливаются на расстоянии в 6-9 дм. Стропила могут быть изготовлены из хвойного бруса, габариты в разрезе – от 5*15 до 5*20 см. Меньшую площадь поперечного среза применять не рекомендуется. Стропильная обрешётка устанавливается преимущественно из материала сечением в 4*5 см. Шаг – 6 дм. Ондулин крепят с нахлёстом в 3 дм. Закрепление ондулина производят спецгвоздями, идущими в комплекте к данному стройматериалу. Что касается поликарбоната, то его непревзойдённая лёгкость поможет уменьшить сечение стропилин примерно в 1,2 раза – по сравнению с ондулином.
Шиферное покрытие применяется для частных (дачных) строений. Его достоинство – пониженная стоимость и облегчённый монтаж. Сечение стропилин – от 5*10 до 5*15 см, величина пролёта – 6-8 дм. Элементы обрешётки обладают сечением от 5*5 до 3*10 см. Шаг установки элементов – в зависимости от угла наклона ската. Односкатное покрытие повышенной крутизны – по отношению к земному горизонту – порядка 45 см.
На один лист шиферного покрытия – 4 элемента. Односкатная крыша уменьшенной крутизны потребует пролёта порядка 63-65 см, при этом расходуется не более 4 элементов на лист шифера.
Пролёт стропилин под шиферное покрытие зависит главным образом от кровельной конструкции. Нежилые постройки используют преимущественно односкатное покрытие.
Какое должно быть у разных видов крыш?
Форма крыши обуславливает требуемый запас по прочности. Этот запас определяет, какое расстояние применяется между стропильными ногами.
Односкатные
У односкатной кровли прочность и простота в монтаже находятся на более высоком уровне. Толщина стропильной системы рассчитывается в зависимости от породы дерева, его прочностных и специфических параметров, присущих конкретному техническому решению. Пролёт между стропильными ногами колеблется в пределах между 6 и 14 дециметрами. Использование утеплителей определяет, как этот пролёт сопоставим с шириной утеплителя.
Малейшее несоответствие ширины утеплителя и пролёта сразу же заметно ухудшит теплоизоляционные свойства утеплительного слоя.
Толщина стропилин считается по параметрам ската. Уклон в 15-20? требует площади поперечного среза в 50х100 мм. Скат на 45? потребует значительно более толстых перекладин стропильной системы – порядка 50х150 мм.
Двускатные
У двускатной крыши без утепления не обходится. Ширина пролёта подгоняется под ширину минваты. От величины шага зависит настройка свеса будущей кровли. Стандартный шаг варьируется в пределах от 1 до 1,2 м.
При выполнении подсчёта пролёта между стропилинами с помощью не соответствующих количеству скатов, крыша отойдёт в сторону, а излишний вес вызовет прогиб и ослабление всей конструкции. Если перекосы затронули всю стропильную систему, то потребуется срочная переделка чердачно-крышной конструкции.
Неверный расчёт стропильных пролётов либо чрезмерно утяжелит крышу, либо приведёт к её преждевременному проседанию.
У шатровой крыши пристройки расстояние между стропилами может быть неоднозначным. Если стропила сходятся в центре (конусе), то расстояние между стропильными ногами считается по основанию (мауэрлату), а не в любой точке стропилин.
Как правильно рассчитать?
Расчёт стропилин – как элементов, являющихся основой – делают посредством оценки воздействия на каждый из брусьев. Цель – вычисление минимально допустимого и среднего сечения. Формулы расчёта здесь следующие.
Распределённая нагрузка на метр погонажа стропилины, равная некоторому количеству килограммов на метр, равна произведению дистанции между стропилами и суммарной нагрузки. Единица последней – килограммы на квадратный метр. Минимально допустимое сечение бруса, из которого изготовлена стропилина, определяется по нормам ГОСТа №24454–1980, отражающего габариты хвойных пиломатериалов.
С помощью стандартных разбросов значений сечение конкретизируется для каждого определённого случая. Высота сечения равна квадратному корню из отношения распределённой нагрузки на погонный метр стропилины к произведению ширины сечения и величины сопротивления бруса на изгиб, помноженному на рабочую зону стропилины и величину в пределах 8,5-9,6. Для стропилин из сосны или еловой древесины сопротивление на изгиб достигает следующих значений:
- 140 кг/см? (первосортная древесина);
- 130 кг/см? (второсротная);
- 85 кг/см? (третьесортная).
Затем проверяется соответствие значения прогиба нормативной величине. Длина рабочего отрезка, разделённая на 200 единиц, является своеобразным ограничителем для величины прогиба. Это равенство справедливо лишь при соблюдении неравенства 3,125·Qr· (Lmax) ?/ (B·H?) <= 1, где:
- Qr – распределённая нагрузка на погонный метр стропилины (измеряют в килограммах веса на метр длины);
- Lmax — рабочая зона стропилины предельной длины;
- B — ширина;
- H — высота поперечного среза (в сантиметрах).
При нарушении последнего условия параметры B и H необходимо повысить.
В качестве примера – наклон крышного покрытия на 36°, пролёт между стропилинами – 80 см. Длина стропилины (действующий отрезок) – 280 см. Применяется первосортная сосна с сопротивлением изгиба в 140 кг/м. Цементопесчаная черепица обладает весом в 50 кг/м2. Нагрузка квадратного метра крыши в сумме равна 303 кг/м2. Толщина бруса для стропил – 5 см.
По вышеприведённым формулам расчёт показал, что нагрузка на метр погонажа составляет 242 кг/м. Высота поперечного среза стропилины в данном случае оказалась равной 15,6 см. Ближайшее табличное значение – 17,5 см. Проверяя условия по вышеприведённому неравенству, подтвердилось его соблюдение. Верность расчётов – залог прочности крыши в течение долгих десятилетий. Практика строительства показывает, что типовое расстояние между стропилами не меньше 60 см и не больше значения, несколько превышающего 1 м.
Чтобы доказать, что расчёт правилен, длину ската вымеряют снизу – по внешней длине стены. Узнанное значение делят на расстояние между стропилинами. К полученному значению прибавляют 1, а сумму эту округляют в большую сторону. Это позволяет вычислить численность стропилин на один скат. Протяжённость ската, делимая на количество стропилин, даст в итоге величину пролёта между стропилами.
Так, нетрудно определить, что для 25-метровой крыши потребуется 44 стропилины. Но этот метод не позволяет прикинуть точно, какой именно кровельный материал использовать, чтобы крыша удалась достаточно прочной. Тем не менее другие расчёты, методика которых приведена выше, помогут решить полностью данный вопрос. Неоднозначность вносит лишь, к примеру, дымовая труба, нагревающаяся до сотен градусов и требующая большего пролёта, чтобы не подпалить стропила и обрешётку.
Читайте также: