0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Монтаж крыши на металлический каркас

Металлические стропила для крыши – особенности устройства и монтажа

Стропила и обрешетка – каркас крыши, который несет на себе всю тяжесть кровельного пирога, термоизоляции, снеговую нагрузку, поэтому они должны обладать высокой несущей способностью, прочностью. Идея использовать металлические стропила, чтобы конструкция кровли получилась более жесткой, не нова, но ранее она применялась в основном для перекрытия промышленных или хозяйственных сооружений. Сейчас стропильный каркас и обрешетка из металлопрофиля считаются реальной альтернативой деревянным элементам крыши, если длина ската превышает 10 метров.

Функции стропил

Конструкция стропильного каркаса крыши состоит из множества взаимосвязанных элементов, которые образуют фермы. Шаг, величину сечения между стропилами и другими опорами определяет расчет нагрузок, которым они подвергаются в процессе эксплуатации. Кровельный каркас выполняет следующие функции:

  1. Распределение нагрузки. Взаимосвязанные узлы, усиленные уголками, равномерно распределяют вес кровли, который может достигать с учетом снеговой нагрузки до 500-600 кг. Чем больше сечение стропил и меньше шаг между ними, тем большую несущую способность имеет конструкция.
  2. Придание уклона и формы. Стропила, расположенные под углом к основанию крыши, формируют наклонную плоскость скатов, благодаря чему на поверхности кровли не скапливается снег и вода.
  3. Формирование основания для фиксации кровельного материала. Крепление финишного покрытия кровельного пирога происходит к каркасу кровли. Обрешетка выступает как основа для фиксации покрытия, распределяющая его вес равномерно по стропильным балкам.

Обратите внимание! Какими должны быть все узлы, стропила и обрешетка кровельной конструкции определяет инженерный расчет. Чтобы определить необходимую несущую способность каркаса, необходимо вычислить суммарную нагрузку, которой он будет подвергаться. Для этого складывают вес кровельного материала, утеплителя, гидроизоляции, максимальную снеговую нагрузку с весом стропильной системы.

Виды стропильных систем

Наиболее распространённым материалом, из которого изготавливается обрешетка и стропила каркаса кровли, считается древесина. Однако, если вес кровельного материала достаточно велик, а длина ската больше 6 метров, то конструкция получается слишком массивной. Строителям приходится уменьшать шаг между стропильными ногами, увеличивать их сечение, из-за чего узлы кровли приобретают большой вес, увеличивая нагрузку на фундамент. Разгрузить несущие стены и основание постройки можно, используя более прочные, но легкие металлические стропила. По типу использованного материала выделяют следующие типы стропильных систем:

  • Деревянные. Стропила и обрешетка из дерева применяются для возведения крыш, длина ската которых не превышает 7-10 метров. Крепление элементов каркаса между собой происходит с помощью саморезов, гвоздей или подвижных металлических элементов. Шаг между ногами обычно бывает в пределах 50-80 см.
  • Металлические. Металлические кровельные каркасы изготавливают из стального металлопрофиля с цинковым покрытием, который не боится влаги. Стропила и обрешетка из этого материала легкие, прочные, поэтому шаг между ними можно увеличить до 1,5-2 метра. Крепление металлопрофиля выполняют при помощи сварки или крепежных элементов. Металлические узлы крыши применяют при длине ската от 10 метров.
  • Комбинированные. Стропильный каркас, сочетающий металлические и деревянные узлы, называют комбинированным. Сочетание опорных элементов из дерева и оцинкованной стали позволяет сделать более дешевую конструкцию, обладающую высокой несущей способностью, увеличив шаг между стропилами.

Учтите, что металлические и деревянные элементы каркаса нельзя соединять между собой без прокладки из гидроизоляционного материала или обработки антисептическим препаратом. Так как металл обладает высокой теплопроводностью, его соседство с деревом приводит к образованию конденсата и загниванию стропил.

Методы крепления

Металлические стропила собирают в фермы треугольной, трапециевидной или арочной формы. К балкам рамы прикрепляют внутренние ребра жесткости, которые образуют уголки, значительно увеличивающие несущую способность каркаса. Такая система позволяет сделать шаг между стропилами больше, сделав расчет на опорные возможности каждой фермы. Крепление металлических элементов каркаса крыши выполняют одним из следующих методов:

  1. Крепление с помощью сварки. Если сварить детали стропильной системы с помощью сварочного аппарата, можно получить жесткую конструкцию, обладающую высокой прочностью и несущей способностью. Если правильно выполнить расчет кровли, можно облегчить каркас и снизить нагрузку на фундамент сооружения. Недостаток этого метода в том, что выполнить сварку может только профессионал с помощью специального оборудования.
  2. Крепление с помощью болтов. Фиксация стропил с помощью крепежных элементов позволяет выполнить менее жесткое крепление. Этот способ сборки стропильного каркаса на основе металлопрофиля используется в частном домостроении, где длина скатов не превышает 10 метров. Отказ от сварки позволяет ускорить монтаж крыши.

Опытные мастера делают расчет на то, что металлическая обрешетка и стропила могут выдержать больший вес, чем деревянные, поэтому можно увеличить шаг между ними и уменьшить толщину сечения элементов. Более того, в строительных магазинах продаются готовые стропильные фермы, крепление которых выполнялось методом сварки, пригодные для перекрытия построек стандартной ширины.

Преимущества

Металлический стропильный каркас используют для возведения крыш любой формы, любой скатности с уклоном от 1-2 градусов. В качестве материала, из которого изготавливаются стропила и обрешетка, используются стальные уголки, трубы круглого и прямоугольного сечения, тавры. Чтобы правильно подобрать толщину элементов каркаса и выбрать шаг между ними, выполняют расчет конструкции крыши, учитывающий постоянные и временные нагрузки, которые передаются стропильным балкам в процессе эксплуатации. Достоинствами стропильной системы из этого материала считают:

  • Пожарная безопасность. В отличии от деревянных, металлическим балкам каркаса не страны возгорания, что повышает пожаробезопасность здания.
  • Простота обслуживания. Цинковое гальваническое покрытие, которым покрывают стальные уголки, защищает каркас крыши от коррозии в течении всего срока службы. Им, в отличии от деревянных, не требуется ежегодная обработка антисептиком.
  • Безотходность. Хотя металлические конструкции обходятся достаточно дорого, оно считается экономически выгодным, так как крепление выполняется сварным методом, а отходов практически не остается.
  • Долгий срок службы. Если правильно выполнить расчет нагрузок, то кровельный каркас из металла прослужит более 100 лет, что превышает срок эксплуатации даже самых устойчивых кровельных покрытий.
Читать еще:  Монтаж металлопрофиля на крышу пошаговая инструкция

Профессиональные кровельщики считают, что целесообразно использовать сварные металлоконструкции для изготовления стропильного каркаса крыши при длине ската от 10-12 метров. При этом главная задача – правильно выполнить расчет нагрузок, а затем определить шаг между ногами в соответствии с климатическими характеристиками и свойствами кровельного материала.

Недостатки

Несмотря на очевидные достоинства, металлические стропильные системы – не самое популярное конструктивное решение в частном домостроении. Даже большой шаг между стропилами и разреженная обрешетка при высокой стоимости метала не могут сделать конструкцию дешевле деревянной. Недостатками металлических стропил считают:

  1. Высокая теплопроводность. Металл обладает высоким коэффициентом теплопроводности, поэтому стропила и обрешетка крыши образуют мостики холодна. С точки зрения энергоэффектвности, каркас из металлопрофиля – не лучшее решение.
  2. Проблематичность транспортировки и монтажа. Выбирая металлическую стропильную систему, принимайте в расчет, что перевозить, поднимать на высоту и осуществлять крепление длинных и тяжелых элементов сложнее, чем стропила пиломатериалов стандартной длины.
  3. Сложность монтажа. Для подъема на высоту и фиксации ферм используется специальная техника, аренда или покупка которой обходится дорого.
  4. Деформация под действием высокой температуры. Хотя металл считают негорючим материалов, во время пожара он сильно деформируется, что обычно приводит к обрушению кровли.

Чтобы определить имеет ли смысл использовать более дорогие стропильные элементы из металлопрофиля, нужно выполнить расчет каркаса крыши. Если длина ската превышает 10 метров, а нагрузка более 450-600 кг, то монтаж металлического каркаса экономически целесообразен.

Видео-инструкция

Как сделать каркас кровли своими руками?

Один из важнейших этапов установки кровли — изготовление каркаса для крыши. Если допустить ошибки в расчетах и в процессе его монтажа, он долго не прослужит. При возведении жилых домов каркас для кровли чаще всего изготавливается из древесины. Поэтому многих частных застройщиков интересует вопрос, как сделать надежный деревянный каркас кровли, чтобы он простоял максимально возможный период времени.

Виды конструкций кровельных каркасов

Необходимо отметить, что каркас кровли может отличаться в зависимости от используемой кровельной конструкции, например:

  1. Каркас стропильного типа — изготавливается из пиломатериала, предназначен для скатных кровель зданий.
  2. Каркас железобетонный — производится из специальных плит перекрытия, предназначен для пологих кровельных конструкций.
  3. Каркас металлический — изготавливается из железных балок, применяется для обустройства крыш промышленных сооружений.
  4. Каркас из пиломатериалов — применяется в частном домостроении для двускатных крыш.

Разновидности стропильных систем

В зависимости от типа кровли каркасы могут обустраиваться в разных вариациях.

Для изготовления стропильной фермы используется деревянный брус с минимальным сечением 15х5 см. После закрепления отдельных компонентов стропильной конструкции между собой, фиксации их на доме к каркасу крепится обрешетка.

Структура стропильной системы бывает висячей, наслонной. Оба варианта применяются в частном домостроении. Их главные отличия:

  • В случае изготовления висячей системы стропил несущие балки упираются в мауэрлат, обустраиваемый по периметру дома без отделки. Его фиксируют к несущим стенам сооружения, на крайнюю кладку сверху. Мауэрлат — это обыкновенный брус из древесины сечением 100х100 мм. Фиксация стропильных ног сверху фермы осуществляется друг с другом коньковым брусом.
  • В случае использования наслонного варианта стропила сверху фермы между собой не фиксируются. Фермы в данном случае упираются на колонны, продольную центровую стену сооружения.

При выборе варианта конструкции стропильной системы огромное значение имеют габариты здания.

Материалы, инструменты для изготовления каркаса

Прежде чем начинать строительство каркаса кровли, нужно подобрать качественный расходный материал. Для обустройства стропильной системы используются деревянный брус, обрезная доска. Рекомендуется использовать стройматериал, изготовленный из хвойных пород деревьев, так как в нем присутствует натуральная смола, выполняющая функции антисептика, не допускающего гниения древесины. Брусья деревянные для изготовления каркаса должны иметь сечение 15х15 см, параметры обрезной доски — 5х15 см.

Также необходимо помнить, что стропильная конструкция включает в себя не одни лишь стропила — еще под них обустраиваются прогоны и стойки, в том числе перекрытие чердака, обрешетка, контробрешетка. Если чердачное помещение будет использоваться как склад, и не планируется его в дальнейшем его обустраивать в жилое помещение, тогда вполне достаточно для выполнения перекрытия чердака досок 5х15 см. Но если же будет обустраиваться мансарда, тогда нужно использовать брус сечением 15х15 см.

Для изготовления обрешетки, контробрешетки прекрасно подойдет брус сечением 4х4 см. Этот строительный материал способен выдержать нагрузку любой кровельной конструкции.

Необходимые строительные инструменты

  • Скобы, кронштейны, необходимые для крепления к брусу опорному стропил.
  • Шпильки металлические специальные для надежной фиксации мауэрлата (брус опорный).
  • Дополнительные элементы крепежа — гвозди оцинкованные, шпильки, саморезы.
  • Измерительная рулетка.
  • Отвес (строительный уровень).
  • Пила по дереву.
  • Топор.
  • Рубанок.
  • Электродрель.
  • Молоток.
Читать еще:  Монтаж снегозадержателей на крыше из металлочерепицы

Правила монтажа мауэрлата

Необходимо понимать, что мауэрлат представляет собой основную опорную конструкцию как для самого кровельного каркаса, так и всей кровельной системы. Именно мауэрлат будет полностью принимать внешние нагрузки на крышу, распределять их равномерно между несущими стенами постройки.

Это предоставляет возможность значительно продлить эксплуатационный период всего сооружения, потому что при отсутствии подобного бруса кровельные нагрузки будут на определенных участках разрушать стены. Можно уверенно говорить, что мауэрлат — ключевой опорный компонент любой стропильной конструкции.

В обустройстве мауэрлата нет необходимости, когда в качестве стропил используются бревна, брусья из дерева, крайний ряд которых и выполняет эти функции.

  • Описанный опорный компонент стропильной системы монтируется на уровне стен с внутренней стороны. Это дает возможность значительно упростить дальнейшие отделочные работы внутри здания.
  • С наружной стороны опорный элемент прикрывается металлической полосой, кладкой кирпича. Это дает возможность защитить пиломатериал от неблагоприятных воздействий природной среды.
  • Верхний ряд строительных блоков или кладки кирпича требует обустройства качественной отмостки из бетона, которая впоследствии накрывается плотным рубероидом в несколько слоев или битумной смесью. Рубероид не будет допускать попадание влаги, впитываемой стенами здания, в деревянный опорный брус.
  • Наиболее надежен и прост вариант крепления мауэрлата к несущим стенам здания при помощи специализированных металлических шпилек. В строительном блоке, кладке кирпича делаются отверстия установленного диаметра, затем в них опускаются металлические шпильки крепления (они делаются из обычной металлической арматуры). Далее на вставленные шпильки накладывается опорный брус, отмечаются точки отверстий, которые также нужно сделать в брусе. Длина шпильки берется такая, чтобы арматурный стержень после установки мауэрлата выступал за пределы бруса минимум на 1,5 см.
  • Нужно сделать на окончаниях арматурных стержней резьбу для финишной фиксации опоры гайками с шайбами.

Обустройство стропильного каркаса

Каркас крыши своими руками должен изготавливаться исключительно из высохших строительных материалов, чтобы древесина впоследствии не деформировалась.

  • В структуру фермы должны входить две стропильные ноги, соответственно соединительные стяжки для фиксации их нижней части. Для закрепления стяжки к стропильным ногам используются болты, анкерные компоненты. К мауэрлату приставляется необходимое число ферм. Для их крепления используется простая техника, которая заключается в следующем. В опоре нужно сделать пазы правильной формы соответствующего количества. Далее при помощи несложных манипуляций в сделанные вырезы вставляются стропила. Дистанция между отдельными стропильными фермами подбирается исходя из точных параметров кровли, отталкивающихся от размеров здания. Как показывает практика, расстояние между стропилами обычно составляет не более одного метра. Стоит отметить, что для некоторых кровельных каркасов используются стропила вертикального направления. Подобные элементы применяются для обустройства высоких кровельных конструкций с вертикальным параметром от трех метров.
  • Деревянная обрешеточная конструкция надежно связывает компоненты стропильного каркаса. Но перед ее монтажом нужно обязательно обеспечить стойкость ферм. Для этого вверху конструкции предусмотрен коньковый брус. Снизу конструкции выполняется временная обвязка, а после установки досок (планок) обрешетки она убирается. Обрешетка имеет огромное значение не только при монтаже кровельного покрытия, она также необходима для качественной связки всех элементов конструкции при изготовлении кровельного каркаса.
  • Обрешеточные конструкции по своему исполнению могут быть сплошного или промежуточного типа. Вариант обрешетки подбирается в зависимости от используемого для перекрытия крыши строительного материала. Промежуточный вариант обрешетки используется, когда кровельным покрытием выступают листовые стройматериалы. При этом между планками выдерживается установленное расстояние.
  • При использовании для перекрытия крыши дома мягкой кровли обрешетка выполняется сплошная, так как лишь на подобное основание возможно положить кровельный материал на качественном уровне, соответственно обеспечить крыше более продолжительный эксплуатационный период. Именно для мягкой черепицы прекрасно подходит сплошной вариант обрешетки, а на промежуточной обрешеточной конструкции мягкая кровля будет свисать под крышу, в результате некачественной эксплуатации быстро выйдет из строя.

Важно помнить! Древесина является горючим материалом, подвергается влияниям насекомых, грибка. Для обеспечения надежной защиты от подобных неблагоприятных факторов все деревянные элементы кровельной конструкции предварительно подвергаются обработке специальными антисептическими средствами. Для предупреждения возгорания древесины используются антипирены. Все эти мероприятия позволят существенно увеличить эксплуатационный период кровельного каркаса.

Преимущества и недостатки металлических стропил

Стропильная система выполняет роль основы любой скатной кровли. Ее элементы, как правило, изготавливают из древесины. Этот материал является экологичным, имеет малый вес, что облегчает процесс монтажа.

Возводить стропильную систему дерева можно без привлечения специальной техники. Однако использование деревянных стропил не всегда целесообразно. Если длина кровельного ската превышает десять метров, то лучше использовать металлические стропила.

Применение металлических стропил

Металл представляет собой тяжелый и довольно дорогой материал. Но в то же время он обладает высокой прочностью и ему можно придать практически любую форму.

В некоторых случаях при возведении каркаса крыши намного удобнее использовать металлические элементы вместо традиционных деревянных.

Стропильная система из металла применяется в следующих случаях:

  • Для изготовления стропильной системы требуется длинный брус (более 10 метров);
  • Для придания крыше дополнительной жёсткости.

Металлическая стропильная система применяется в основном при строительстве промышленных зданий, таких, как вокзалы, супермаркеты, бассейны, склады и т.д. В частном строительстве металлические стропила для крыши применяются достаточно редко, поскольку эти элементы имеют высокую стоимость. К тому же выполнить их транспортировку и монтаж довольно трудно.

Читать еще:  Монтаж крыши с нуля

Стропила из металла используются в случаях, когда длина ската кровли превышает 10 метров. В таких случаях уместно использовать выполненные из металла прогоны, опоры конька и мауэрлат. Мауэрлатный брус заменяется на мощный швеллер. Металлические стропила закрепляются к нему посредством приваренных уголков.

Преимущества и недостатки

Технология с применением легкого стального каркаса является передовой технологией использования металлических элементов. Элементы металлических ферм изготавливают из парного облегченного оцинкованного профиля.

Конструкции из металла обладают следующими преимуществами:

  • Пожаробезопасность. Стропильная система не содержит элементы из горючих материалов. За счет этого исключается вероятность возгорания постройки с крыши.
  • Не нужно выполнять ежегодную обработку конструкции с помощью антипиренов и антисептиков.
  • Длительный срок службы. Изготовители дают гарантию на сто лет. Такая конструкция не подвергается воздействию плесени, грибка и гнили. Защита металла от коррозии обеспечивается нанесением цинкового покрытия.
  • При выполнении работ полностью отсутствуют отходы. Это связано с высокой точностью параметров конструкции из металла. Выполнять монтаж подобной конструкции можно круглый год.
  • Экологичность. Конструкции состоят из экологически чистых материалов, которые легко поддаются утилизации. Важно отметить, что детали конструкции не нужно обрабатывать химическими реагентами, которые оказывают негативное влияние на организм человека.

Металлические стропила будут хорошим вариантом для многоэтажных зданий. Их также применяют в качестве основы под керамическую черепицу, так как этот материал оказывает существенную нагрузку на стропильную систему.

Однако в других случаях использование стропил из металла нецелесообразно, так как они имеют следующие минусы:

  • Выполнить транспортировку и монтаж таких стропил достаточно трудно.
  • Металлические стропила имеют большой вес. Потребуется специальная техника для их подъема и последующей установки.
  • При высоких температурах стропильные фермы из металла достаточно быстро деформируются. При пожаре они очень быстро провисают, в результате чего происходит обрушение всей крыши.
  • Высокая стоимость кровельной конструкции из металла.

Комбинированные стропильные системы

При возведении крыш достаточно часто применяются комбинированные стропильные системы. В них используются не только деревянные, но и металлические элементы.

У данного способа есть определенные нюансы, которые следует учитывать. Деревянные и металлические элементы не должны контактировать, так как при резком изменении температуры на металлических деталях образуется конденсат, который вызывает гниение частей из дерева.

Этого можно избежать, если предварительно обработать деревянные элементы влагостойкими составами и антисептиками. Также можно изолировать дерево от металла с помощью рубероида.

Виды металлических ферм

Классификация стропильных ферм из металла по поясам:

    • с параллельным поясом.Этот вариант имеет множество однотипных деталей, одинаковую длину пояса и стержней решетки, малое количество стыков, а также полную унификацию конструкции. Все это делает процесс монтажа металлических ферм достаточно легким. Стропильные фермы этого типа можно применять под мягкое покрытие кровли.

    • трапецеидальная(односкатная). Ее характеризует устройство узлов повышенной жесткости, а также отсутствие в средней части фермы длинных стержней. Такая конструкция является достаточно экономичной.

    • ферма полигональной конструкции. Этот вариант является достаточно сложным и обычно применяется при строительстве зданий с большим пролетом и весом. Использование ферм этого типа позволяет сэкономить большое количество стали. Применять подобную конструкцию для небольших построек нецелесообразно, поскольку экономия будет небольшой.

  • треугольная конструкция фермы.К преимуществам этого типа можно отнести легкость изготовления, а также возможность использования для крыш, имеющих большой угол уклона. Следует отметить, что большинство опорных узлов имеют сложное устройство. Для изготовления длинных стержней в центральной части фермы требуется значительное количество материала.

Что нужно учитывать при расчете металлических конструкций

Для выполнения расчета металлических ферм нужны определенные знания. Обычно расчеты выполняются специальных компьютерных программах. Расчеты должны быть точными, поскольку от этого будет зависеть прочность и надежность конструкции. При этом необходимо брать в расчет следующие факторы:

  • Постоянные нагрузки на конструкцию (вес кровельного покрытия и стропильной системы);
  • Дополнительные нагрузки (ветровые, снеговые, вес людей, находящихся на кровле);
  • Периодически возникающие нагрузки (ураганные, сейсмические).

Теплоизоляция металлических стропильных ферм

Важно отметить, что конденсат опасен не только для стропильного каркаса, но и для теплоизоляционного материала. Большая часть утеплителей утрачивают полезные качества при намокании. По этой причине его следует укладывать над стропильными ногами из металла или под ними.

При укладке теплоизоляционного материала под стропилами все остальные элементы кровельного пирога должны располагаться выше слоя утеплителя. Это делают для того, чтобы не допустить появление мостиков холода.

При возведении металлического каркаса крыши необходимо обратиться к кровельщикам, имеющим подобный опыт.

Выводы

  • Металлические стропила применяются в основном при строительстве промышленных и общественных зданий.
  • Конструкции из металла очень прочные. Они способны выдерживать огромные нагрузки.
  • Достаточно часто применяются стропильные конструкции комбинированного типа. В их состав входят металлические и деревянные элементы.
  • Основными элементами стропильных ферм из металла являются решетка, нижний и верхний пояс.
  • Прочность и надежность возводимой конструкции напрямую зависит от точности расчетов. На выбор вида металлических систем влияет величина уклона кровли.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector