Расстояние между стропилами шиферной крыши

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:

1. Форма крыши (двускатная, односкатная или многоскатная).
2. Угол наклона крыши.
3. Параметры бруса, который используется для изготовления стропил (ширина, толщина).
4. Конструкция стропильной системы (наслонная, висячая или скользящая).
5. Совокупность всех нагрузок на крышу (вес покрытия, атмосферные осадки и др.).
6. 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:

1. Статические, куда входит вес самой стропильной системы, вес кровли, лежащего на крыше снега и доборных элементов.
2. 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:

При этом расчете старайтесь добиться, чтобы самое длинное стропило было у вас в проекте не более шести с половиной метров, в противном случае – наращивайте их по длине. Для чего это нужно? На крышах с уклоном скатов до 30 градусов стропила — так называемые «сгибаемые элементы». Т.е. они работают именно на изгиб, и к ним есть определенные требования. А возможность прогиба стропил рассчитывают по специальной формуле. Если результат превышает норму, тогда стропила увеличивают по высоте и делают новый расчет.

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.

Источник

Обрешетка под шиферную кровлю

Кровли из шифера очень распространены в бюджетном строительстве. Материал достаточно прочен, долговечен и прост в монтаже. Но несоблюдение правил укладки может привести к продуванию стыков, протечкам и растрескиванию листов. Мы расскажем, как правильно устраивается обрешетка под шифер — основание, к которому крепится кровельное покрытие.

Устройство кровельного пирога под шифер

Разновидности обрешетки

Шифер можно укладывать на кровли с уклоном от 9° или исходя из соотношения 1:6 высоты конька к половине ширины крыши. Листы выдерживают 150-200 кг на м² в зависимости от толщины материала, поэтому им не страшны высокие снеговые или ветровые нагрузки. Но к изгибу шифер менее устойчив, чем более эластичные кровельные покрытия, и склонен к образованию трещин. Чтобы разрушение не произошло раньше времени (а срок эксплуатации шифера до 30 лет), обрешетка должна быть правильно смонтирована.

Как влияет угол наклона на конструкцию

Сплошная

Представляет собой настил из плит OSB, влагостойкой фанеры, обрезных или шпунтованных досок. Устраивается при уклоне крыши менее 20°.

Чтобы при перепадах температуры и влажности дощатый настил не покоробился, между рядами досок нужно оставить расстояние от 10 до 100 мм. Фанера и OSB гораздо меньше реагируют на изменение условий. Они изготавливаются из деревянных фрагментов, уложенных в различных направлениях, поэтому колебания размеров не так критичны. Между плитами достаточно 3-4 мм, чтобы компенсировать возможные деформации.

Доски должны быть обрезными или шпунтованными. Применение необрезных пиломатериалов не допускается. Под обзолом могут скрываться вредоносные насекомые и грибки, которые вызывают быстрое разрушение древесины.

Толщина доски, фанеры и ОСП для сплошной обрешетки зависит от шага стропил. Определить ее можно по таблице, где рекомендации даны для мягкой кровли, но их вполне можно использовать для шифера.

Для крепления сплошной обрешетки используются гвозди, саморезы. Плиты и доски укладываются со смещением относительно предыдущего ряда, то есть в шахматном порядке.

Если шаг стропил соответствует размерной сетке листовых материалов, их фиксируют непосредственно к стропилам. В случае, когда размеры ОСП или фанеры не кратны и не совпадают с расстоянием между стропилами, для их крепления устраивается дополнительная обрешетка.

Ее можно устроить, например из рубероида. Он недорогой, но эффективно предотвращает попадание воды в помещение.

Сплошной настил под всю площадь шиферной кровли используется в малоуклонных крышах для укладки гидроизоляции. Ее можно устроить, например из рубероида. Он недорогой, но эффективно предотвращает попадание воды в помещение.

Также сплошная обрешетка необходима в местах внутренних стыков скатов — ендовах. На жесткий щит крепится специальный лоток для отвода воды — фасонный профиль или деталь из оцинкованной стали.

Разреженная

Это наиболее распространенный вид обрешетки под шифер, где каждый лист опирается на 3 доски — по краям и центру. Для ее изготовления используются бруски или доски шириной не более 140 мм. Они менее склонны короблению и выкручиванию, лучше сохраняют геометрию обрешетки.

Отличие обрешетки под шифер и металлочерепицу

Для монтажа разреженного настила используются пиломатериалы хвойных пород деревьев — сосны, ели — не ниже 2 сорта. Они обладают оптимальными физико-механическими характеристиками, просты в обработке и доступны по цене. Перед применением желательно их пропитать антисептиками и антипиренами, чтобы продлить срок службы.

Влажность пиломатериалов не должна превышать 20-22%. Сырая доска при усушке может потерять форму, что приведет к деформациям кровли вплоть до разрыва покрытия.

Разреженную обрешетку нужно устраивать таким образом, чтобы уложить целое число листов как в продольном, так и поперечном направлении. Поэтому перед началом работ производится осмотр материала для определения его габаритов.

В России асбестоцементные волнистые листы изготавливаются с 5, 6, 7 и 8 волнами. Стандартная длина всех видов — 1750 мм. Толщина 5,8, 6 и 7,5 мм. Шаг волны обычных листов — 150 мм, усиленных — 200 мм, а высота 40 и 54 соответственно. В частном секторе используется 7- и 8-волновый шифер, усиленный, как правило, больше востребован в промышленном строительстве.

Если целое количество листов разместить не удается, их обрезают по требуемому размеру. При установке долей листов в поперечном направлении нужно следить, чтобы они располагались в предпоследнем ряду у фронтона, в продольном — укороченные фрагменты укладываются около конька.

Чтобы не резать материал, допускается немного изменить величину карнизного свеса. По нормативу он должен выступать за край последнего ряда обрешетки на 50 мм, если есть водосточная система, или на 100 мм, если ее нет.

Особенности укладки шифера

Листы волнистой или плоской формы производят из цемента и распушенного асбестового волокна, играющего роль армирующей сетки. Он придает материалу прочность при изгибе, увеличивает ударную вязкость и снижает хрупкость.

Нахлест кровли

Для кровель чаще используется волнистый профиль как более жесткий и устойчивый к нагрузкам. Он спокойно выдерживает вес человека, снег или ветер.

Но наряду с прочностью шифер склонен к образованию трещин при изгибе, а стыки между рядами могут быть неплотными. Поэтому при устройстве обрешетки по возможности нужно компенсировать недостатки материала, для чего предусматривается ряд мероприятий.

Подрезка шиферных уголов

Чтобы при укладке шифера между рядами не оставались зазоры, бруски (или доски) для обрешетки должны иметь разную высоту:

• брусок для крепления 1 ряда вдоль карниза — 66 мм;
• следующий и каждый четный ряд — 63 мм;
• остальные — стандартную толщину 60 мм.

Понятно, что никто не будет резать пиломатериалы с разницей в 3 мм, поэтому под них подкладываются обрезки фанеры, куски рубероида и т.д. толщиной 3 или 6 мм. Благодаря такой конструкции обрешетки края листов плотно прилегают друг к другу, в стыки не задувает ветер, не попадает снег.

Как рассчитать максимальный шаг обрешетки под шифер

Волнистые листы имеют высокую жесткость. Они сохраняют геометрию даже опираясь всего в 2 точках. Но по требованиям технологии крепление допускается минимум на 3 бруска. Исходя из длины листа и величины минимального нахлеста можно подсчитать шаг обрешетки.

Если длина листа 1750 мм, то при наложении рядов она уменьшится на величину нахлеста. Для шифера она составляет 250 мм. Если оставшуюся часть разделить на 2 отрезка, получаем 750 мм, то есть максимальное расстояние между осями досок или брусков не должно быть больше 750 мм.

Обрешетка под шифер на крыше своими руками: пошаговая инструкция

Перед началом работ проверяется плоскостность всех скатов. Если обнаруживаются отклонения, их можно исправить на этом этапе с помощью выравнивающих прокладок.

Материалы сортируются и укладываются вблизи зоны монтажа. Они должны быть защищены от падения, в том числе при ветре. Все ненужные предметы необходимо убрать, остальные закрепить для безопасности.

Первый ряд обрешетки крепится к стропилам параллельно краю карниза. Для создания опоры для шифера под бруски укладывается прокладка из обрезка фанеры толщиной 6 мм. Для разметки линии обрешетки используется шнурок. Его фиксируют по краям ската и выравнивают по нему все элементы.

Каждый брусок прибивается к стропильной ноге оцинкованным гвоздем или прикручивается саморезом длиной 90 мм. Доски крепятся 2 метизами в каждом соединении. Чтобы избежать растрескивания, от кромки нужно отступить не менее 4 диаметров гвоздя.

Второй ряд укладывается с шагом, принятым для данного типа обрешетки. Для однородных пиломатериалов удобно использовать шаблон — обрезок доски, бруска или кусок фанеры, длина которого равна расстоянию между обрешетинами. Чтобы стык в ряду получился со смещением, начинать нужно с более короткого элемента. Толщина обрешетки здесь должна быть увеличена на 3 мм, поэтому необходимо подложить прокладку.

Третий ряд — это опора для верха листов первого ряда и низа листов второго ряда. Здесь толщина покрытия максимальна, поэтому прокладка не требуется. Стык так же смещается относительно предыдущего ряда брусков.

Далее цикл повторяется до достижения верха крыши. Последний ряд укладывается с шагом, получившимся по факту. Если на скате должно поместится целое число листов, промежуток будет равен шагу. Если расстояние другое, шифер придется подрезать.

Как сделать обход труб

Участок крыши вокруг трубы при неправильном устройстве абсолютно негерметичен, что часто является причиной протечек. Для начала нужно аккуратно уложить и закрепить обрешетку. Для этого между стропилами устраивается дополнительный каркас:

Сначала ниже и выше трубы устанавливаются ригели. Они ориентируются строго вертикально. Сечение балок должно быть усиленным, особенно если на балку опираются стропила. Можно изготовить их из сдвоенных досок.

Между ригелями крепятся дополнительные доски. Они будут служить основанием для крепления обрешетки.

Теперь по готовому каркасу можно монтировать бруски.

Чтобы избежать перегрева деревянных конструкций, вокруг дымохода нужно оставить противопожарный разрыв не менее 130 мм. Для защиты кровли от осадков в этом слабом месте на трубу устанавливаются фартуки из оцинкованной стали. Верхний лист должен лежать таким образом, чтобы вода стекала с него не под кровлю, а на ее поверхность.

Обязательна ли гидроизоляция

Асбестоцементный шифер не обладает способностью к образованию конденсата в отличие от металлических кровельных покрытий. К тому же он паропроницаемый, то есть не оказывает на деревянные конструкции вредного воздействия.

Но из-за неплотности стыков ветер может задувать на чердак целые сугробы, а в случае косого дождя под кровлю напрямую попадают осадки. Гидроизоляция, уложенная по обрешетке, защищает крышу от всех этих неприятностей. К тому же гвоздевые крепления со временем могут стать негерметичными и пропускать воду.

Если шифер треснул в самое неподходящее время, гидроизоляция поможет дождаться более благоприятного момента для ремонта. А на малоуклонных кровлях гидробарьер — необходимость, поэтому технологией предусматривается сплошное основание для укладки гидроизоляционных материалов.

Крепление шифера к обрешетке

Как бы грамотно и аккуратно ни был устроен настил, нельзя пренебрегать правилами крепления самих асбестоцементных листов к обрешетке. Иначе возможно растрескивание, течи или другие проблемы, и кровлю придется часто ремонтировать.

Вот основные правила, которые помогут продлить срок службы кровли из шифера:

• Монтаж начинается с нижнего ряда от угла. Листы нужно располагать таким образом, чтобы волна, где напечатана маркировка, перекрывалась волной без всяких знаков. Шифер изготавливается с крайними волнами разного размера для возможности создать плотный продольный стык, поэтому следите за расположением надписей.

Правильная обрезка углов

• Крепление производится только в 5 точках — 4 по углам и 1 в середине. Допускается дополнительно закреплять материал еще в одной точке вдоль фронтонов. Тут важно придерживаться правила — чем меньше гвоздей, тем лучше. От большого количества соединений шифер может потрескаться.

  

• В качестве крепежа применяются кровельные гвозди с широкой шляпкой и дополнительной прокладкой — стальной или полимерной. Можно использовать кусочки рубероида. Гвозди устанавливаются в верхнюю волну. Загонять нужно не до конца, чтобы оставить возможность кровле смещаться при температурных деформациях.

Отверстия желательно предварительно рассверливать на несколько мм больше диаметра метиза, а не пробивать его гвоздем. Это позволит крепежу иметь некоторую свободу, которая при динамических нагрузках сохранит хрупкий шифер от повреждений.

При укладке 4 соседних листов в углу образуется большое утолщение. Чтобы его уменьшить, углы диагонально расположенных элементов косо обрезаются. Также для уменьшения толщины стыка листы могут укладываться в шахматном порядке.

Заключение

Обрешетка под шифер с первого взгляда кажется довольно простой и немудреной. Но чтобы кровля была прочной и надежной, нужно использовать качественные пиломатериалы и соблюдать технологию. Тогда обрешетка и покрытие будут долговечными и прослужат не один десяток лет.

Источник