Строительство крыши частного дома своими руками

Общие требования и этапы строительства

Дома рассчитаны на многолетнюю эксплуатацию, таким же требованиям должны отвечать и крыши. Какие исходные пожелания застройщиков необходимо учитывать во время выбора конкретного проекта стропильной системы?

Механическая прочность

Конструкция должна удерживать вес кровельных материалов, снега и усилия, возникающие после сильных порывов ветра. Величина этих усилий зависит от климатического региона расположения строения, типа кровельных материалов и эксплуатационных особенностей фасадных стен.

Ветровая нагрузка на крышу

К примеру, если дом деревянный, то крыша не должна негативно реагировать на неизбежные естественные колебания линейных размеров здания. Изменение параметров может составлять несколько сантиметров, конструкция крыши должна полностью компенсировать смещения, а покрытие оставаться герметичным. Понимая сложность расчетов и непредвиденность максимальных значений некоторых нагрузок, во время строительства крыши рекомендуется всегда предусматривать запас по прочности нагруженных конструкций и соединительных узлов.

Последствия пренебрежения расчетами

Минимальная себестоимость

Технически очень сложный вопрос, требует взвешенного подхода

Обратите внимание, здесь не столько экономика, сколько именно знание основ конструирования и расчета стропильных систем имеют главное влияние

Современные материалы и технологии дают возможность застройщикам иметь надежные и устойчивые конструкции крыш при относительно незначительных финансовых потерях

Но каждое решение нужно принимать лишь после профессионального анализа возможных последствий, главное внимание следует обращать на надежность и безопасность конструкции, а не на ее стоимость

Крыша обязательно должна быть надежной

Для изготовления крыши допускается применять только пиломатериалы не ниже первого класса, на качестве древесины сэкономить не удастся. Зато можно уменьшать площадь сечения главных несущих элементов крыши за счет использования дополнительных упоров, выбора правильного профиля и сечения.

Пиломатериалы для строительства крыши стоит выбирать максимально качественные

К примеру, вместо дорогих квадратных брусьев размером 200×200 мм использовать доски 50×200 мм, но замена возможна только в тех случаях, когда они работают на изгиб. Если элемент будет работать на сжатие, то такая замена невозможна, доска легко гнется и полностью теряет способность выдерживать указанные усилия.

Есть много различных ситуаций, нужно понимать принципы распределения и направления в них действующих усилий, знать азы теории сопротивления материалов. Только после анализа всех факторов и понимания возможных негативных последствий следует принимать окончательное решение.

Максимальная комфортность чердачных помещений

Даже в односкатных крышах можно использовать пространство между стропильной системой и потолочным перекрытием. Конечно, для проживания придется увеличивать размеры стен, на которые в дальнейшем будут упираться стропила. Но и в стандартных вариантах чердачное пространство допускается использовать для хранения различных бытовых предметов.

Односкатная мансардная крыша

Что касается мансардных помещений, то они должны отвечать строгим требованиям санитарных норм и правил. Регламентируются не только сами размеры, но и виды отделочных материалов для отделки внутренних поверхностей стен, утеплители крыши, уровень естественной освещенности и кратность обмена воздуха в помещениях.

Типы конструкций в частных домах

На фото представлены схемы крыш разных типов.

Дизайн и конструкция крыши в частном доме может быть выполнена скатным либо плоским типом. Как правило, плоские конструкции используют в странах с жарким климатом, а скатная встречается чаще. Это обусловлено тем, что скатная крыша не задерживает осадки на поверхности. В конструкции крыши скатного типа обязательно соблюдается угол в 10 градусов и более, а само строение крыши позволяет обустроить чердак. Конструкции могут быть:

• односкатными;
• двускатными;
• четырёхскатными шатровыми;
• четырехскатными вальмовыми;
• мансардными;
• шатровыми;
• шпилевидными.

Строение стропильной конструкции

Стропильная система полувальмовой крыши.

Нагрузки, оказываемые на систему стропил, специалисты делят на два типа — переменные и постоянные. Постоянные нагрузки зависят от веса используемых в строении элементов. Переменные составляют нагрузки, оказываемые на конструкцию за счет веса человека, находящегося на крыше, снега, лежащего на крыше в зимний период, и ветровой нагрузки.

Снеговые и ветровые нагрузки, оказываемые на стропильные системы, определяют по спецкартам нагрузок, которые прилагаются к строительным нормам.

Основными элементами стропильной конструкции частного домостроения являются следующие:

• стропильная нога;
• затяжка;
• мауэрлат;
• прогон;
• стойка;
• лежень;
• подкос;
• ветровая балка;
• кобылка;
• шпренгель;
• нарожник.

Стропильная система односкатной крыши.

Элементы выполняют следующие функции:

1. Стропильная нога, или стропило, создает угол наклона кровельной плоскости. Этот элемент представляет собой опору для кровли. На стропило оказывают влияние силы, которые стремятся его выгнуть и повернуть в горизонтальное положение.
2. Затяжка обеспечивает соединение нижних концов стропил, которые расположены друг напротив друга. Этот элемент призван предупредить расползание стропильных ног.
3. Мауэрлат представляет собой брус, закрепляемый на наружной стене. Этот конструктивный элемент служит опорой для нижних концов стропильных ног. Назначением этого конструктивного элемента является равномерное распределение оказываемой на стены нагрузки.
4. Прогон — это брус, на который опираются стропила в верхней части.
5. Стойки обеспечивают поддержку прогона и воспринимают вертикальные нагрузки. Стойки опираются на внутренние несущие стены или на лежень.
6. Лежень является брусом, который укладывается на стену.
7. Подкосы используют для препятствования прогибу стропильных ног.
8. Ветровая балка представляет собой доску, связывающую между собой стропильные ноги на скатах. Доска крепится к стропилам. Ветровая балка обеспечивает увеличение устойчивости стропильной конструкции к оказываемым на нее ветровым нагрузкам, которые направлены вдоль конькового прогона.
9. Кобылка обеспечивает создание свеса крыши и изготавливается из доски или бруса.
10. Шпренгель представляет собой брус, который укладывается на углах дома, с опорой на смежные стороны мауэрлата.
11. Нарожник — это укороченное стропило.

Все перечисленные элементы встречаются практически во всех стропильных системах.

Фронтон

Фронтон представляет собой продолжение стены, ограниченное скатами кровли. Если предусмотрена двускатная крыша, фронтоны дома имеют форму треугольника. При монтаже стропильной конструкции в первую очередь устанавливаются крайние фермы, которые в дальнейшем служат каркасом для фронтонов.

Необходимо строго проверить вертикальность конструкций и проследить, чтобы они имели одинаковую высоту. В верхней части фронтонов крепится коньковый прогон, к которому в дальнейшем монтируются остальные стропильные конструкции.

фронтон на двускатной крыше

Обычно фронтоны зашиваются после окончания кровельных работ, но это можно сделать и на более раннем этапе. Монтаж досок 50×100 или 50×150 мм выполняется в вертикальном или горизонтальном направлении. Фронтон, который можно построить своими руками, нередко снабжается окнами.

Необходимо предусмотреть и утепление фронтонов.

Назначение мауэрлата

Чтобы разобраться с тем, как строить крышу, необходимо знать, что такое мауэрлат и какие функции он в себе несет. Мауэрлат – это балка опоры, выполненная из дерева и имеющая размеры приблизительно 150×150 миллиметров. Она укладывается по периметру всей площади здания на верхушки стен, то есть в те места, где будут крепиться стропильные ноги

Важно понимать, зачем нужен мауэрлат. Установка мауэрлата крайне важна, поскольку именно благодаря этому элементу вся нагрузка, идущая на стены, распределятся равномерно

Балку необходимо плотно закрепить. Сделать это можно с помощью проволоки, но такой вариант подойдет только для крыш, имеющих малую парусность.

Крайне важно помнить, что все элементы конструкции, состоящие из дерева необходимо обработать антисептиком, чтобы предотвратить их возможное гниение, а те места, в которых дерево соприкасается с бетоном или кирпичом, обязательно нужно оснастить гидроизоляцией

Подробная инструкция по монтажу двускатной крыши

После подготовки инструментов и расчистки территории вокруг дома владелец может приступить к монтажным работам. Следует соблюдать установленную последовательность действий и проводить периодическую проверку корректности установки элементов. Обнаруженные ошибки проще исправить на стадии строительства, чем полностью переделывать каркас или снимать кровельный материал для устранения перекосов.

Подготовка

На этапе подготовки следует приобрести строительные материалы и пропитать деревянные элементы жидкостью, снижающей скорость гниения. Комплектующие следует уложить под навесом для защиты от атмосферных осадков. Перед нарезкой заготовок рекомендуется несколько раз проверять размеры, что позволит снизить риск брака. Установка элементов двускатной крыши требует участия бригады из 2–3 человек, выполнить монтажные работы без помощников невозможно.

Укладка мауэрлата

Сечение бруса для опорной рамы подбирают в зависимости от толщины внешних стен дома. Элемент каркаса крепят заподлицо с внешней поверхностью перегородки, в которой на этапе строительства монтируют направляющие шпильки.

Мауэрлат подбирают в зависимости от толщины стен дома.

Установка конькового бруса

Для монтажа верхнего бруса требуется собрать каркасы фронтонов, если боковые стенки выложены из силикатного кирпича или блоков, то вырезают пазы для укладки направляющей. Между деревом и бетоном укладывают гидроизоляцию. Под брусом укладывают параллельный лежень, к которому крепят вертикальные стойки, расположенные под каждой стропильной парой. Для длинного здания возможна сборка конькового бруса из нескольких заготовок, соединенных металлическими косынками.

Монтаж стропил

Стропила соединяют на крыше или на поверхности земли с последующим подъемом вручную либо краном. Монтаж осуществляют с напарником, предварительно разметив мауэрлат. Стропила располагают параллельно, перекосы не допускаются, применение шаблона повышает точность монтажных работ. Для соединения деталей используют стальные косынки или деревянные накладки, под стропилами помещают вертикальные стойки и подкосы.

Монтаж стропил происходит с применением шаблона.

Крепление обрешетки

На заключительном этапе строительства необходимо установить планки обрешетки для монтажа финишной отделки. Элементы крепят перпендикулярно стропилам, а затем закрывают слоем пленки для гидроизоляции. Поверх устанавливают второй ряд обрешетки с элементами, направленными под прямым углом к нижнему каркасу. Двойная обрешетка формирует вентилируемый зазор для удаления влаги естественным путем.

Утепление

Для защиты чердачного помещения от утечек тепла используют:

• листовой пенополистирол или пенопласт;
• рулонную минеральную вату.

Для утепления пенопластом достаточно нарезать листы на заготовки по ширине между стропилами. Но поскольку материал является горючим, лучше использовать минеральную вату. Маты плотно заполняют зазор между балками, не оставляя щелей или мостиков холода.

Утепление крыши и монтаж кровли

На стропильную систему набивается обрешетка, шаг которой рассчитывается исходя из характеристик кровельного материала – его размеров и жесткости, способа монтажа.

Если предусмотрено использование гибких материалов (битумной черепицы, пленки ПВХ, рулонных битумных кровель), необходимо делать сплошной ровный настил.

кровельный пирог двускатной крыши с мансардой

К утеплению крыши необходимо отнестись максимально внимательно, так как в противном случае тепловые потери будут весьма существенны. Обычно двускатная кровля сразу выполняется с учетом применения тех или иных материалов для утепления – при строительстве стропильной системы своими руками шаг стропил рассчитывается относительно ширины листового утеплителя.

Это позволяет построить крышу с минимальными экономическими затратами, так как материал для утепления не придется резать. Кроме того, данный подход ускоряет и упрощает монтаж системы утепления и пароизоляции.

Возведение двускатной крыши рекомендуется выполнять поэтапно с двумя помощниками. Соблюдение технологии работ позволяет построить надежную, долговечную конструкцию.

В этом качественном видео можно подробно увидеть, как сделать двускатную крышу самостоятельно и убедиться, что в этом нет ничего сложного.

Особенности и функции крыш

Крыши частных домов делят на несколько различных категорий, которые отличаются между собой несколькими критериями:

• формой;
• конструктивными элементами;
• сложностью устройства и некоторыми другими.

Зависимость материалов от угла наклона крыши.

Выбор схемы кровли при осуществлении строительства зависит от многих факторов, основными из которых являются следующие:

• количество атмосферных осадков;
• прочность конструкции;
• ветровая нагрузка;
• внутренняя планировка;
• наличие или отсутствие жилых комнат в чердачном подкровельном помещении.

Крыша здания призвана выполнять несколько функций, наиболее важные из них:

• обеспечение гидро- и шумоизоляции;
• защита от ветрового воздействия;
• функция теплового барьера между внутренней и наружной атмосферой.

От качества материалов, применяемых в устройстве кровли, и качества сборки зависит долговечность конструкции. От качества материалов зависят затраты на эксплуатацию кровли и необходимые на обогрев помещений дома.

Висячие стропильные системы

Висячая разновидность стропильных систем представляет собой треугольник. Две верхние стороны треугольника сложены парой стропилин, а основанием служит соединяющая нижние пятки затяжка.

Применение затяжки позволяет нейтрализовать действие распора, потому на стены с висячими стропильными конструкциями действует только вес обрешетки, кровли плюс в зависимости от сезона вес осадков.

Характерные черты стропильных конструкций висячего типа:

• Обязательное наличие затяжки, выполненной чаще всего из древесины, реже из металла.
• Возможность отказаться от использования мауэрлата. Раму из бруса с успехом заменит уложенная на двуслойную гидроизоляцию доска.
• Установка на стены готовых замкнутых треугольников – стропильных ферм.

К достоинствам висячей схемы относят свободное от стоек пространство под кровлей, позволяющее организовать мансарду без столбов и перегородок. Есть недостатки.

Первый из них — ограничения по крутизне скатов: угол их уклона может быть минимум 1/6 пролета треугольной фермы, настоятельно рекомендованы более крутые крыши. Второй минус заключается в необходимости доскональных расчетов для грамотного устройства карнизных узлов.

Кроме всего прочего, угол стропильной фермы устанавливать придется с ювелирной точностью, т.к. оси соединяемых компонентов висячей стропильной системы должны пересекаться в точке, проекция которой обязана попадать на центральную ось мауэрлата или заменяющей его подкладочной доски.

Затяжка – самый длинный элемент висячей стропильной конструкции. Со временем она, как свойственно всем пиломатериалам, деформируется и провисает под действием собственной массы.

Владельцев домов с пролетами 3-5 м указанное обстоятельство не слишком беспокоит, а вот хозяевам зданий с пролетами 6 и более метров стоит задуматься об установке дополнительных деталей, исключающих геометрические изменения затяжки.

Чтобы предотвратить провисание в схеме монтажа стропильной системы для большепролетной двускатной крыши имеется весьма значимый компонент. Это подвеска, называемая бабкой.

Чаще всего она представляет собой брусок, прикрепленный деревянными прибоинами к вершине стропильной фермы. Не следует путать бабку со стойками, т.к. ее нижняя часть вообще не должна соприкасаться с затяжкой. И установка стоек в качестве опор в висячих системах не применяется.

Суть заключается в том, что бабка как бы висит на коньковом узле, а уже к ней присоединяется затяжка с помощью болтов или прибитых деревянных накладок. Чтобы корректировать провисающую затяжку используются хомуты резьбового или цангового типа.

Регулировку положения затяжки можно устроить в зоне конькового узла, а бабку с ней соединить жесткой врубкой. Вместо бруска на нежилых чердаках для изготовления описанного стягивающего элемента может быть использована арматура. Бабку или подвес рекомендуется устроить еще и там, где затяжка собирается из двух брусьев, для поддержки участка соединения.

В усовершенствованной висячей системе подобного типа бабку дополняют подкосные балки. Силы напряжения в образовавшемся ромбе гасятся самопроизвольно благодаря грамотной расстановке действующих на систему векторных нагрузок.

В результате стропильная система радует стабильностью при незначительной и не слишком дорогой модернизации.

С целью увеличения полезного пространства затяжка стропильных треугольников для мансарды переносится ближе к коньку. У вполне резонного перемещения есть дополнительные плюсы: оно позволяет использовать затяжки в качестве основы для подшивки потолка.

Присоединяется к стропилам она путем врубки полусковороднем с дублированием болтом. От провисания ее оберегают посредством установки короткой бабки.

Ощутимый недостаток мансардной висячей конструкции заключается в необходимости точных расчетов. Самостоятельно рассчитать ее слишком сложно, лучше воспользоваться готовым проектом.

Установка стропильной системы

Задумываясь над тем, как правильно построить крышу, необходимо знать, что самым главным несущим элементом кровельного каркаса является стропило. Оно представляет собой балку, имеющую размеры 150×70 миллиметров. Однако параметры могут и отличаться в зависимости от того, какой вес имеет крыша, а также с каким шагом расположены стропильные ноги.

Очень важно правильно закрепить стропила к мауэрлату. Для этого, заранее выполнив необходимый надрез, нужно упереть стропильную ногу в балку опоры

Далее углы скрепляются между собой при помощи угла из металла (детальнее: «Установка стропил на мауэрлат «).

Также можно закрепить стропила с помощью вбивания трех гвоздей.

Делается это следующим образом:

1. Один гвоздь вбивается под углом слева.
2. Один гвоздь вбивается под углом справа.
3. Один гвоздь вбивается с целью затяжки.

Такой способ укрепления сможет защитить всю конструкцию от непредвиденного смещения под воздействием нагрузок. Еще один важный момент: древесина, применяемая для устройства каркаса, должна иметь показатель влажности, не превышающий 20%.

Видов стропил существует 2: наслонные и висячие. Наслонные стропила получили более широкое распространение. Связано это с тем, что в отличие от висячих они имеют упоры, расположенные между несущими стенами сооружения. Именно поэтому такие стропила являются более простыми в установке. Применение висячих стропил обычно связано со случаями, когда функции упора несут лишь стены здания. Этот тип конструкции, безусловно, является более сложным, к тому же он требует использования дополнительных элементов. Висячие стропила можно увидеть в нежилых постройках, таких, как, например, хранилища, фермы и т.п. то есть в тех сооружениях, где перегородки не требуются.

Строительство комбинированной крыши, смотрите на видео:

Гибкая битумная черепица

Для облегчения перекрытия и равномерного распределения черепицы процесс следует начинать с середины карниза. С гонта снимают защитную пленку и приклеивают его к основанию.

Затем гвоздями прибивают по краям. Оптимальным вариантом являются оцинкованные гвозди с достаточно широкими шляпками. Стыки гонта должны быть закрыты выступами.

Если по проекту предполагается наличие труб, то вдоль периметра выреза гонта прикрепляются особые проходные элементы. Черепица должна клеиться внахлест на месте конька.

При наличии кирпичной трубы, которая нагревается, лучше будет положить брусок треугольной формы на угол трубы и крыши. На расстоянии примерно 20 см от трубы настилают подкладочный ковер, а на трубу надевают специальный разъем. Щели следует заделать при помощи герметика.

Листовая сталь

Достоинство подновления кровли данным материалом в простоте укладки вне зависимости от конфигурации кровли. В случае применения неоцинкованных листов, картины обрабатываются горячим битумом с обеих сторон.

Обрешетка устраивается с сечением брусьев 50*50 мм, шаг в 20 см. Возможен монтаж сплошной обрешетки с настилом, укладка конструкции производится поверх толя или рубероида – материалов, выполняющих функции гидроизоляции.

Фальцевая кровля соединяется фальцами: с короткой стороны это лежачие детали, с длинной – стоячие. Кляммеры прикрепляют кровельный материал к обрешетке и прибивают гвоздями в 50 мм длиной. Крепление осуществляется только с боковой стороны основания, количество кляммеров на одном листе не меньше 3 штук.

Перекрытие крыши фальцевым материалом производится перпендикулярно коньковому элементу, затем только соединять картины лежачими фальцами.

После окончания процесса, картины закрепляются посредством кляммеров к обрешетке. Завершение отделки конькового элемента требует скрепления покрытия одного ряда со стенным желобом двойным лежачим фальцем. Свесы карнизов опираются на костыли, желоба на стенных конструкциях монтируются на крюках, водосточные элементы крепятся стременами.

Перекрыть крышу своими руками заново можно, обладая терпением и знаниями. Следует заранее подобрать материалы для ремонта и правильно рассчитать весовую нагрузку. В случае укладки натуральной черепицы или других тяжелых штучных элементов, сделать усиление системы опор, а если перекрываем мягкую кровлю, то подобные расчеты не требуются.

Самостоятельное планирование строительства

Рассмотрим более подробно, как правильно построить крышу дома своими руками, получив при этом, максимально качественный вариант кровли.

Уклон крыши подбирается из следующих условий:

• в районах, с количеством осадков больше среднего, угол уклона приближается к 45°, а в районах с частыми ветрами кровлю стараются сделать более пологой;
• штучные кровельные материалы (шифер и другие) применяют на скатных конструкциях с углом не менее 22°, что помогает предостеречь образование протеканий в местах стыков;
• чем больше уклон крыши, тем выше расход кровельных материалов и, соответственно, стоимость строительства кровли.

Основным конструктивным элементом кровли является стропильная система, которая несет на себе практически всю нагрузку, создаваемую крышей. Она состоит из следующих элементов конструкций:

• стропил;
• обрешетки;
• подкосов (ригелей, затяжек и т.п.);
• мауэрлата.

Поверх несущей конструкции укладываются следующие кровельные слои:

• гидроизоляции;
• теплоизоляции;
• пароизоляции;
• контробрешетки;
• кровельного покрытия.

Любая кровля должна обладать повышенной механической прочностью, чтобы выдерживать собственный вес и воздействие внешних атмосферных влияний (снега, дождя, порывов ветра).

Проектирование крыши дома большой площади

Если планируется строить частный дом большой площади, то не рекомендуется использовать односкатную крышу. Если желание изготовить её всё-таки есть, следует предусмотреть наличие нескольких односкатных крыш. Их надо будет совместить и разместить под наклоном в разных направлениях. Если нет желания возводить высокие стены, то крыша не должна иметь большого уклона.

С точки зрения эстетики, лучшим решением является применение вальмовой ломаной крыши. В ней нужно предусмотреть наличие слуховых и мансардных окон, чтобы крыша могла проветриваться.

Ели планируется изготовить вальмовую ломаную крышу, то следует позаботиться о монтаже слуховых окон

В подобной конструкции можно сделать мансардный этаж, что добавит зданию полезную площадь. При размещении слухового окна нужно позаботиться о том, чтобы:

• угол наклона крыши был более 35°;
• размеры створок находились в пределах от 80х60 до 120х80 см;
• надстройка над проёмом кровли была удалена от внешних стенок на небольшое расстояние.

Чтобы обустроить кровельные слуховые окна, можно использовать следующие облицовочные материалы:

• черепицу;
• медные листы;
• листы стали.

В процессе составления проекта крыши понадобится сделать отдельный чертёж слуховых окон. Во время создания проекта надо учитывать такие нюансы:

• ширина проёма под подобное окно должна быть больше половины ширины мансардного помещения;
• опоры должны быть той же толщины, что и стропильные рейки крыши;
• элементы каркаса следует закреплять стальными крепежами.

Монтаж мауэрлата

Рассмотрим пошагово способ постройки своими руками крыши с наслонными стропилами и чердачным помещением. На первом этапе выполняется установка на продольных стенах дома верхней обвязки – мауэрлата. Обвязка воспринимает на себя давление всей кровельной системы и равномерно передает ее строительным конструкциям – стенам и фундаменту.

Мауэрлат изготавливается из бруса (сечением от 50×150 до 150×150 мм), обработанного специальными защитными средствами для предохранения от гниения и возгорания.

Мауэрлат можно делать различными способами :

• в кирпичную кладку вмуровывается катаная проволока, посредством которой брус закрепляется на стене (проволока продевается сквозь специально выполненные отверстия и плотно закручивается);
• в кладку вмуровываются длинные металлические шпильки диаметром от 12 мм;
• в верхней части стены выполняется монолитная бетонная балка с вмурованными стальными шпильками.

Шпильки должны располагаться с шагом не более 120 мм. Высота выступающего конца крепежного элемента должна на 20-30 мм превышать суммарную толщину гидроизоляции и бруса, в котором следует заранее сделать отверстия. Брус надевается на шпильки и плотно притягивается гайками с широкими шайбами.