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.
Особенности проектирования и расчёты
Стропильная система односкатной крыши представляет собой ряд уложенных параллельных деревянных наклонных балок. Сами стропила становятся основанием для обрешётки под укладку кровельного покрытия.
В основу проектирования крыши закладывают расчёты таких параметров, как:
- угол наклона и его направление;
- форма и конструкция стропил;
- сечение и длина несущих балок;
- сложность конструкции ферм;
- теплоизоляция.
Угол наклона и его направление
Чем больше угол, тем круче уклон крыши. Минимальная его величина определяется в соответствии со СНиПом 2.01.07-85*. Пользуясь его картой и таблицей, определяют максимальную снеговую нагрузку в месте строительства бокса и основное направление ветров.
На основании этих данных находят в соответствующей таблице оптимальный угол наклона кровли. Направление наклона крыши выбирают в сторону преобладающих ветров с тем, чтобы силовой поток воздушных масс прижимал книзу крышу.
Кроме этого, наклон крыши должен способствовать быстрому сходу тающего снега, а также соответствовать определённому виду кровельного покрытия:
- от 10 до 200 – профилированный настил;
- более 200 – шифер, ондулин, натуральная черепица;
- от 250 – металлочерепица.
Форма и конструкция стропил
Стропила, подстропильные ноги, опорные балки, лежени и подкосы изготавливают из трёх видов древесины:
- Цельный брус.
- Брёвна.
- Клееный брус.
Цельный брус
Стропила и подстропильные элементы изготавливают из бруса. Это самый популярный материал для монтажа кровельных систем.
Брёвна
В редких случаях опорную часть кровли гаража возводят из брёвен. Для этого используют стволы деревьев ø 15 – 20 см, очищенные от коры и обработанные антисептиками.
Клееный брус
Его получают путём склейки отдельных досок в единый монолит в заводских условиях. Материал обладает повышенной несущей способностью, но «боится» повышенного уровня влажности. Такие стропила обойдутся дороже, чем балки из цельного бруса и брёвен.
Если высокая часть крыши располагается над воротами гаража, то стропила удлиняют свесами с кровельным покрытием с целью защиты от осадков место въезда и выезда автотранспорта из бокса.
Сечение и длина несущих балок
Стандартный размер гаражного бокса равен 3 х 6 м. Длина стропил, в случае прокладки в длинную сторону, будет примерно равна 6,2 – 6,5 м, в зависимости от длины свесов. Нередко стропила монтируют параллельно плоскости ворот бокса. Тогда балки изготавливают длиной 3,2 – 3,4 м.
При длине более 6 метров несущая балка с остальными элементами образует рамную опорную конструкцию – ферму. Что касается сечения несущих балок, то при длине пролёта до 3,5 метров (с учётом свесов) достаточно использовать цельный или клееный брус 50 х 150 мм, или брёвна ø 150 мм. При длине 6 метров и более использую брус сечением 50 х 200 мм или брёвна ø 200 мм.
Сложность конструкции ферм
Ферма отличается от простой стропильной системы тем, что внутри рамы устанавливают одну или две дополнительные распорки (подстропильные ноги). Их функция заключается в том, чтобы максимально разгрузить пролёт стропил. Такие стропильные системы называют висячими.
Различные решения конструкции ферм представлены на нижнем рисунке. На нижнем фрагменте рисунка представлена схема перекрытия кровлей пролёта гаража длиной от 12 до 16 метров. Такие гаражи строят для предприятий, содержащих свой автопарк.
Теплоизоляция
Утепление кровли имеет смысл, если бокс будет отапливаться. Для этого устанавливают котлы различной конструкции, электрообогреватели или протягивают трубы к радиаторам от домового котла. В любом случае, чтобы удержать тепло внутри гаража нужно утеплять не только пол, стены, но и потолок.
Так как рулонный материал утеплителя бывает шириной 1м и 1,2 м, то шаг между балками выдерживают в этом размере по осям. Утеплитель при укладке плотно занимает своё пространство, не оставляя щелей. Теплоизоляционные маты толщиной 50 мм укладывают внахлёст, в три слоя.
Во втором варианте, когда односкатная крыша гаража представляет собой железобетонные плиты, уложенные под наклоном на стены разной высоты, утепление кровли производят следующим образом:
- по периметру крыши устраивают борта высотой 150 – 200 мм. Это может быть продолжением кладки стен или специальные щиты из листового материала;
- сухую поверхность плит очищают от грязи и мусора;
- застилают плёночной пароизоляцией;
- всё засыпают керамзитом толщиной 100 – 150 мм;
- засыпку уплотняют подручными средствами;
- поверх делают стяжку из цементного раствора марки не менее М 150 и толщиной 50 мм;
- стяжку укрывают мягкой кровлей на битумной мастике.
Шаг 3: Каркасные стены
Каркасный дом своими руками собирают из отдельных элементов, раскраивая и подгоняя их на строительной площадке. Возможен монтаж более крупных секций или даже целых конструкций, заготовленных на заводе.
Способы сборки каркаса
Быстровозводимые здания сегодня строят способами:
- традиционным — последовательно собирают каркас из стоек, ригелей, укосин, утепляют стены, монтируют обшивку;
- методом «канадской платформы» — секции заготавливают горизонтально на черновом полу и выставляют их в проектное положение;
- из СИП-панелей — крупные элементы, раскроенные на заводе, собирают на площадке при помощи соединительных брусьев и полиуретанового клея;
- по немецкой технологии «фахверк» — доски каркаса, являющиеся одновременно декоративной отделкой, располагают снаружи утеплителя;
- по шведской технологии — каркас монтируют из двух обрешеток, первая предназначена для установки утеплителя и крепления внешней отделки, вторую используют для прокладки коммуникаций и монтажа внутренней облицовки.
Монтаж каркаса способом «канадская платформа».
В частном строительстве для сборки своими руками чаще применяют классический способ, не требующий сложных монтажных работ и затрат на подъемную технику.
Установка и сечение стоек
Этапы монтажа стоек каркаса включают:
- Разметку на покрытии чернового пола мест установки стоек. Обычно шаг составляет 60 см. Это удобно для последующей укладки плит минеральной ваты. В двухэтажных зданиях расстояние уменьшают до 40 см.
- Нарезку опор из сухой обработанной доски толщиной 50 мм. Сечение подбирают по расчету на несущую способность.
- Установку стоек в углах, выравнивание, закрепление временными укосинами.
- Монтаж промежуточных элементов.
- Соединение опор брусом верхней обвязки.
- Усиление оконных и дверных перемычек досками, уложенными на ребро. Если этого не сделать, при прогибе произойдет защемление рамы, возникнут трещины на стеклах, отделке фасада и внутренних поверхностей стен.
- Укрепление каркаса укосинами из досок 100х25 или 150х25, врезанными в верхнюю и нижнюю обвязку, стальными перфорированными полосами, горизонтальными перемычками. Дополнительное усиление не требуется, если каркас обшивают жесткими листами ОСП, многослойной фанеры.
- Обшивку лобовой доской балок верхней и нижней обвязки. Рекомендуется проложить слой базальтовой ваты для утепления конструкции.
Для подбора сечения стоек суммируют все нагрузки, действующие на несущий каркас. Если здание небольшое, то при высоте до двух этажей размеры бруса принимают:
- для наружных стен — 150х50 мм, 200х50 мм;
- для внутренних перегородок — 100х50 мм.
Прочности таких сечений вполне достаточно для восприятия вертикальных и боковых нагрузок. При теплотехническом расчете может оказаться, что для размещения теплоизоляции требуется большая, чем расчетная, ширина стоек.
Увеличивать сечение несущего бруса нецелесообразно. В этом случае утеплитель укладывают в 2 слоя — один между стойками каркаса, второй — по наружной обрешетке с перевязкой. Такая компоновка поможет избежать теплопотерь через деревянные элементы, углы, обрамления проемов.
Укосины или раскосы
Укосины или раскосы устанавливают временно для придания устойчивости каркасу при монтаже или постоянно, чтобы конструкция сохраняла геометрию длительное время.
Укосины в каркасе устанавливают наклонно.
Чтобы постоянные укосины выполняли свою роль — обеспечивали жесткость каркасу, при их установке соблюдают правила:
- элементы монтируют с наклоном 40°-60°;
- толщина укосин — не более 1/4 от высоты сечения стойки;
- крепление раскоса к обвязке — только врезкой, при других видах сочленения усыхание древесины ведет к потере устойчивости узла;
- укосины врезают заподлицо со стойками, обвязками и перемычками;
- на одной стене устанавливают не менее двух раскосов с наклоном в разные стороны;
- к стойкам по длине прибивают 2-3 гвоздями.
Вместо укосин в углах каркаса можно использовать листы ОСП-3 12. Диагональная жесткость конструкции будет обеспечена.
Углы каркасного дома
Угол — одно из проблемных мест в каркасном доме. Установка бруса без дополнительного утепляющего слоя приводит к образованию мостика холода. Дерево обладает более высокой теплопроводностью, чем минеральная вата, поэтому стена в углу помещения может промерзать.
Чтобы этого не случилось, конструкции формируют одним из четырех способов:
Из двух стоек. Стык двух стен усиливают отделочным уголком.
Первые два способа более технологичны, но теплоизоляционные качества их ниже. В стыке двух стен остаются сквозные щели, которые очень трудно заделать.
Особенности конструкции односкатной кровли
Существуют вентилируемые и невентилируемые односкатные крыши. При выборе конкретного варианта ориентируйтесь преимущественно на назначение постройки. Невентилируемые односкатные кровли, как правило, размещаются над террасами
В такой ситуации будет достаточно наклонить скат на 3-5 градусов Однако зимой владельцу террасы с такой кровлей придется уделять дополнительное внимание чистке кровли от снежных насыпей
Вентилируемые кровельные системы монтируются на домах, саунах и прочих строениях, требующих создания благоприятного микроклимата. Для обеспечения вентилируемости достаточно создать зазор между слоями изоляционных материалов и подготовить технологические отверстия на боковых торцах кровли. Вентилируемые крыши служат заметно дольше своих невентилируемых аналогов.
Односкатные кровельные конструкции обустраиваются на простейших стропильных системах. Технология строительства такой крыши требует обязательного наличия мауэрлата – это опорный брус, зафиксированный на внешних стенах. На этот брус будут опираться стойки стропильной системы.
Стропила для односкатной крыши
Уклон конструкции создается благодаря разности высот стен дома. Если несущие стены здания имеют одинаковую высоту, на соответствующей стене (с учетом требуемого направления уклона) закрепляется фронтон. Благодаря этой простой конструкции будет задана требуемая разность высот.
При выборе конструкции системы стропил важно учитывать такой параметр как длина пролета. В случае если стены, на которые опираются стропильные ноги, удалены друг от друга не больше чем на 450 см, дополнительное укрепление стропил не делается
В противном же случае стропила подпираются при помощи подстропильной ноги – это брусок, нижний конец которого опирается на лежень
Последний же представляет собой дополнительный опорный элемент, зафиксированный вдоль стены, имеющей большую высоту. Данная рекомендация актуальна для случаев, когда пролет между соседними стенами составляет 4-6 м
В противном же случае стропила подпираются при помощи подстропильной ноги – это брусок, нижний конец которого опирается на лежень. Последний же представляет собой дополнительный опорный элемент, зафиксированный вдоль стены, имеющей большую высоту. Данная рекомендация актуальна для случаев, когда пролет между соседними стенами составляет 4-6 м.
Если пролет имеет длину в пределах 6-12 м, середина стропил должна надежно опираться на специальный прогон, зафиксированный на стойках. По бокам от такой стойки устанавливаются подстропильные ноги. Параллельно по отношению к опорным стенам располагается упоминавшийся ранее лежень. Расстояние между стойкой и стеной в каждом направление может составлять максимум 600 см.
Если же длина пролета составляет более 12 м, монтируются 2 опоры из прогона с привлечением лежня и укрепляющих стоек. Опоры располагаются не далее чем на 600 см от стен. Промежуток между отдельными стойками должен быть не больше 30-35% суммарной длины всего пролета. Для скрепления стоек друг с другом используйте схватку.
Между стропилом и опорными стойками закрепляются стропильные ноги. Каждая стойка комбинируется с одной подстропильной ногой. Стойки же закрепляются в направление к несущей стене, расположенной на минимальном удалении.
Инструкция к правильному утеплению
Каркасный дом шаг за шагом строится, и теперь необходимо заняться утеплением дома. Качественный утеплитель обеспечивает способность сохранять комфортную температуру в зимний период от холода, а также определяет ваши будущие расходы на оплату зимнего отопления. Поэтому исходя из этого лучше перестараться и утеплить каркасный дом своими руками хорошо, чем сэкономить и недостаточно теплоизолировать стены строения.
Минеральная вата в виде прессованных матов – оптимальный вариант утепления каркасной конструкции. Пропускает воздух, обеспечивает воздухообмен, ограничивает теплопотери из-за того, что не проводит тепло из дома на улицу, не слёживается и не теряет своих свойств и характеристик со временем. При установке – немного сжимается и после расправляется, что обеспечивает отсутствие монтажных швов, щелей, через которые также обычно происходят теплопотери.
Утепление стен минеральной ватой
Пенопласт – жёсткие плиты из пенополиуретана. Имеют одно преимущество перед матами из минваты – дешевле в цене. Во всём остальном уступают ватному утеплителю. Не сжимаются при монтаже и оставляют небольшие щели, которые необходимо задувать пеной. Не пропускают воздух и не обеспечивают воздухообмен
Требуют сооружения вытяжной вентиляции при постоянном проживании в жилом доме, из за содержания вредных веществ и на это надо обратить внимание
Поскольку теплоизоляция матами из минваты имеет явные преимущества – обратимся именно к этой технологии.
Минеральная вата – влаговпитывающий материал. Поэтому при установке внутрь стены её закрывают с наружной стороны специальной плёнкой. Эта плёнка должна быть выполнена из мембраны, которая не будет останавливать воздухообмен. То есть структура мембраны должна пропускать влажный пар только с одной стороны, т.е. не пропускать влагу из атмосферного воздуха и выпускать изнутри.
На заметку
Использование полиэтилена вместо мембраны сводит на нет усилия по сооружению «дышащей» стены дома. С таким же успехом можно, например, утеплить стену воздухонепроницаемым пенопластом.
Блокировать выведение влаги также может наружный отделочный материал. Поэтому между мембраной и наружными плитами предусматривается воздушный зазор – пустота или прослойка воздуха толщиной 50 мм. Через неё будет выходить тот влажный воздух, который скопился в каркасной стене. Для сооружения такого зазора используют деревянную обрешётку –деревянные планки шириной 50х50 мм. Их крепят вдоль опор поверх утеплителя. После на обрешётку крепят панели наружной стены.
Инструкция по выполнению работ
Перед тем как сделать односкатную крышу, необходимо правильно подобрать пиломатериалы для стропильной системы и обрешетки. На этот счет дадим такие рекомендации:
- для пролета шириной до 4,5 м подойдут стропила из бруса 15 х 5 см, до 6 м – из досок 200 х 50 мм, сращиваемых попарно или в длину;
- на стеновую обвязку (мауэрлат) и лежни пойдет брус 150 х 50 мм;
- сечение стоек, подкосов и прогонов – 10 х 5 см;
- обрешетка делается из досок толщиной 20—25 мм и шириной 10—15 см.
Для гидроизоляции вам понадобится рубероид и супердиффузионная мембрана, а для настилания финишного покрытия – металлочерепица, профнастил или другой кровельный материал. Если речь идет о жилом доме, не забудьте об утеплении: заготовьте минвату нужной толщины (или другой утеплитель) и пароизоляционную пленку.
Укладка мауэрлата
Обвязочный брус следует класть на 2 противоположные стены, куда опираются стропильные ноги. Если предусматривается опирание наслонной системы на внутренние перегородки, то на них тоже укладывается доска под названием лежень. Исключение – бревенчатые и каркасные дома, чьи стены готовы для монтажа стропил.
Технология укладки мауэрлата на стены из разных материалов выглядит так:
- В кирпичную кладку заранее вмуровываются шпильки, на которые крепится обвязочный брус. Перед монтажом каменная стена накрывается 2 слоями рубероида. Если шпильки не были поставлены, то мауэрлат закрепляется анкерными болтами или притягивается стальными полосами.
- Пористые стены, построенные из газобетона, перед монтажом мауэрлата полагается связать армированным железобетонным поясом, как сделано на схеме. Шпильки для крепления закладываются в монолит при заливке.
- В деревянных пристройках (верандах, террасах), возводимых своими руками, для опирания стропил нужно к верхней обвязочной балке стены прикрепить вторую доску такой же ширины. Чтобы установить верхний конец стропильной ноги, надо к стене существующего здания привинтить горизонтальный брус 15 х 5 см. Подробнее эта операция продемонстрирована ниже на видео.
Монтаж стропил пошагово
Перед тем как построить каркас, нужно определить реальную длину стропил с учетом выпусков за стены, формирующих карнизные свесы. Впрочем, козырьки можно нарастить и после монтажа, прибив к стропильным ногам отрезанные по размеру доски – так называемые кобылки. Минимальная длина свеса крыши – 300 мм.
Дальше действуйте в таком порядке:
- Чтобы нарастить внутреннюю перегородку до высоты наклонной плоскости крыши, соберите каркас из вертикальных опор, связанных снизу лежнем, а сверху – прогоном. Месторасположение каждой стойки должно совпадать с шагом стропил, которые будут на них опираться. Для устойчивости закрепите раму подкосами.
- Примерьте стропило по месту и подрежьте его снизу в трех опорных точках, дабы увеличить площадь прилегания к мауэрлату и лежням, как изображено на фото.
- Установите стропильную ногу и прикрепите ее с помощью саморезов на стальных уголках, Операцию повторите в 3 точках, затем переходите к следующей балке.
- Подрежьте ноги карнизных свесов, а после зашейте их снизу и по бокам вагонкой. Это удобнее делать, пока не уложено кровельное покрытие.
Если боковые фронтоны не выложены под скат будущей кровли, то их стоит облицевать сразу после сборки стропильной системы. Иначе потом придется выполнять эту работу с лестниц либо строить леса. Монтаж стропильной системы односкатной крыши большого здания смотрите в очередном видео:
Обрешетка и финишное покрытие
Перед укладкой досок на кровельный скат стропильная система накрывается полотнами супердиффузионной мембраны, обеспечивающей защиту от ветра и попадания влаги в чердачное пространство. Полотна нужно стелить горизонтально, начиная с нижней части, и крепить к верхней плоскости стропил брусками контробрешетки сечением 5 х 5 см. Мембрана должна немного провисать между стропильными ногами для стока воды, а соседние полотна проклеиваться между собой (величина нахлеста – 15 см).
Доски обрешетки прибиваются к стропилам с шагом, зависящим от типа кровельного покрытия:
- под металлочерепицу – 35 см;
- для профнастила и шифера – 50—60 см;
- под дранкой, битумной и керамической черепицей обрешетка выполняется сплошной.
Последний шаг – устройство покрытия и утепление (при необходимости). Теплоизоляцию односкатной крыши лучше делать по потолку, оставляя неэксплуатируемый чердак холодным. Как правильно утеплять потолки, рассказывается в нашем руководстве.
