Ресипрокальная крыша дома

Ноя 13, 2019 Стройка

Ресипрокальная крыша дома

Устройство стропильной системы крыши

Чтобы отстроенный дом прослужил много лет, будучи крепким и надежным, ему нужен не только хороший фундамент. Не менее значимым элементом является стропильная система крыши, которая принимает на себя все превратности непогоды. И она с честью должна выдержать нагрузки в виде порывов ветра, обильных снегопадов и сильных ливней. Поговорим о том, как устроена и как правильно построить эту систему.


Требования предъявляемые к стропильной системе

Жесткость

Прежде всего, каждая деталь системы, а также места соединений обязаны быть жесткими, не деформируясь ни при усилии сдвига, ни при усилии распора. Основа всей конструкции – треугольник. Именно такую форму имеют рамы (фермы), которые закрепляются параллельно друг другу. Их жесткая фиксация обеспечивает крыше необходимую устойчивость. А вот если фермы получились подвижными, недалеко и до беды. Такая неполноценная крыша и сама может разрушиться, и стены обвалить.

Небольшой вес

Крыша не должна быть тяжелой, поэтому систему стропил, как правило, делают из дерева. Если же вес кровли солидный, то несущую основу делают из металла. Или берут хвойное дерево, не ниже первого сорта, с влажностью ниже 18 процентов. Использование антисептической обработки и применение антипиренов для защиты от огня – два обязательных условия. Тогда узлы крепления стропильной системы кровли будут прочными и крепкими.

Высокое качество материала

Дерево для стропил должно быть следующим:

  • Древесина берется 1 — 3 сорта. Трещин и сучков должно быть по минимуму. На метр может быть 3 сучка высотой не более 3 см. Трещины допустимы не по всей глубине, длиной до половины длины доски.
  • Несущие элементы делают из деревянных деталей толщиной от 5 см, площадью от 40 см2.
  • Хвойные доски могут быть длиной до 6,5 м, а лиственные – до 4,5 м.
  • Прогоны, подушки и мауэрлат делают из твердых лиственных пород дерева. Их обрабатывают антисептиком.


Основные части конструкции стропильной системы

Продумывая устройство стропильной системы крыши, необходимо знать, из каких деталей эта самая система состоит.

#1. Мауэрлат – это как бы фундамент всей системы. Он помогает равномерно распределить нагрузку на стены.

#2. Стропильная нога определяет угол наклона ската, а также общий вид кровли, жестко фиксируя отдельные элементы.

#3. Прогон – скрепляет ноги стропил. Коньковый прогон находится вверху, боковые прогоны – сбоку.

#4. Затяжка – не дает стропильным ногам разъезжаться, соединяя их внизу.

#5. Стойки и подкосы – дают ногам стропил дополнительную устойчивость. Они упираются в лежень (который лежит внизу параллельно коньку).

#6. Обрешетка — набивается перпендикулярно стропильным ногам и представляет собой обрезные бруски или доски. Она призвана передавать всю нагрузку от кровельного материала на стропильные ноги.

#7. Конек крыши — это место соединения двух скатов крыши. Вдоль конька набивается сплошная обрешетка для усиления данной части крыши.

#8. Кобылки — применяют для создания свеса в случае если длинна стропильных ног не достаточна.

#9. Свес крыши — это элемент предназначенный для защиты от попадания на стены избыточного количества осадков.

Теперь рассмотрим такой сложный узел как стропильная ферма. Она имеет плоскую форму, а входят в нее, кроме стропил, растяжки, стойки и раскосы. Их располагают так, что нагрузки на стены внутри дома не происходит. Лишь внешние его стены являются опорами, причем нагрузка идет вертикально. Расстояние между фермами определяется расчетами. Если пролет большой, то ферма состоит из нескольких деталей. У чердака нижний пояс фермы служит в качестве потолка.


Выше приведены примеры деревянных стропильных ферм, кроме этого в некоторых случаях применяют фермы сделанные из бетона и металла.

Формы крыш и стропильных систем

Односкатная крыша.

Самое простое устройство стропильной системы имеет крыша с одним скатом, который наклонен под углом от 14 до 26 °. Если дом маленький, а пролет его не превышает 5 м, то нужна система стропил наслонного типа. Опирается она на внешние стены, а также на стену внутри здания (если она есть). Когда пролет более 5 м, нужно использовать стропильные фермы.


Устройство стропил односкатной крыши.


Двускатная крыша

Крыша с двумя скатами также несложная, под ней располагается мансарда или чердак. Уклон ее от 14 до 60 °. Если внешние стены отстоят друг от друга менее чем на 6 метров, делают висячую стропильную систему. Наслонные стропила нужно использовать тогда, когда пролет велик и есть внутренние опоры.


Устройство висячих и наслонных стропиль двускатной крыши.

  • Подробнее о ней в материале: Стропильная система двухскатной крыши и ее устройство

Четырехскатная крыша

Крыша с четырьмя скатами называется вальмовой или полувальмовой. Ее уклон бывает от 20 до 60 °, а пролет может составлять – до 12 м. При этом должны иметься внутренние опоры. Фронтонные стены в данном случае отсутствуют, что экономит материалы. Однако монтаж подобной крыши сложнее, чем двухскатной. Для такой конструкции крыш стропильные системы делаются либо наслонного типа, либо с применением стропильных ферм.


Особенности конструкции четырехскатной крыши.

Ломанная крыша

Крыша ломаная, или мансардная, внизу может иметь уклон до 60 °. А вот вверху она обычно более пологая. За счет этого площадь мансарды увеличивается. Такая крыша хороша для домов, где ширина не достигает 10 м. Как и в предыдущих случаях, можно применять наслонную систему стропил. Однако фермы использовать предпочтительнее.


Устройство ломанной крыши.

  • Выше перечислены наиболее распространенные, но далеко не все формы крыш, подробнее смотрите материал: Виды крыш частных домов по конструкции и геометрическим формам


Типы стропильных систем — чем они отличаются между собой

Выбирается тот или иной тип стропильной системы не спонтанно, а в зависимости от конструкции строящегося дома и его размеров. Далее о каждом виде стропильных систем.

Система с висячими стропилами

Они хороши для крыш с двумя скатами, где пролет не более 6 метров, а стен внутри не имеется. Внизу опорой стропил служит мауэрлат, а вверху – они опираются друг на друга. Еще имеется затяжка, уменьшающая распор стропил на стены дома. Балочные затяжки размещены в самом низу стропильных ног – они одновременно служат в качестве балок перекрытия. Кстати перекрытие верхнего этажа, выполненное из железобетона, тоже может играть роль затяжки. Если затяжку делают повыше, она уже называется ригелем. Если пролет между наружными стенами более 6 м необходимо применение опорных стоек и раскосов для поддержания стропильных ног. При этом длинна нижней части стропил т. е. части после подпорки, должна быть не более 4,5 м.

Перечислим несколько важных фактов об их конструкции:

  • Опирать свес крыши на низ стропильных ног, выведенных за пределы стены, не стоит. Гораздо лучше для опоры таких стропильных систем крыши подойдет кобылка (при этом ширину свеса делают до метра). И тогда нога будет всей плоскостью опираться на мауэрлат. Сечение кобылок обычно меньше сечения стропильных ног.
  • На скате нужно прибить ветровую доску, от конька к мауэрлату. Наклон делают от чердака. Это необходимо, чтобы крыша стала жесткой, не шаталась и не разрушалась ветром.
  • Если влажность деревянного стропильного материала более 18 %, готовьтесь к тому, что система стропил после высыхания дерева может стать шаткой. Поэтому соединяйте такое дерево не гвоздями, а болтами – их подтянуть можно в случае чего. А еще лучше использовать винты или ершенные гвозди.

Наслонные стропильные системы

Они подходят для крыш, где пролет составляет от 10 до 16 м. Уклон может быть любым, а внутри здания должны быть несущие стены или колонны. Вверху стропила опираются на коньковый прогон внизу — мауэрлат. Коньковый прогон поддерживается либо внутренней стеной (лежнем), либо стойками. Так как нагрузки имеются лишь вертикальные, то в затяжке потребности нет.

Когда пролет большой (до 16 м), можно заменить прогон конька двумя боковыми, которые будут опираться на стойки. Чтобы стропильные ноги не гнулись, нужны подкосы и ригели. Если изготавливают мансарду, опорой наслонных строил можно сделать стену, высота которой от 1 до 1,5 м. Ну, или применить ломаную мансардную крышу (с ломаными скатами).

На что необходимо обращать особое внимание:

  • Каждый из элементов данной системы не должен иметь толщину менее 5 см.
  • Гладкая прогаблеванная поверхность всех узлов стропильной системы – необходимое условие. Так они не прогниют и не так сильно будут подвержены грибку.
  • Добавление дополнительных узлов «от фонаря» в рассчитанную систему стропил запрещено. Иначе нагрузки могут возникнуть совсем не там, где нужно.
  • Мауэрлат (его подошва) обязан лечь строго горизонтально относительно стен. Требует горизонтальности и поверхность стыковки мауэрлата со стропильной ногой. Иначе может и опрокинуться опора.
  • Стойки и подкосы располагают максимально симметрично.
  • Чтобы стропила не мокли и не подгнили, делают хорошую вентиляцию. Для этого в крыше мансарды предусматривают щели, в крыше чердака – продухи.
  • Там, где стропильные узлы стыкуются с каменной кладкой, нужна гидроизоляция. А то конденсат испортит дерево.
  • Не имеющая опоры или подкоса, нога стропил, делается длинной не более 4,5 м.

Соединительные элементы

Чтобы крыша получилась надежной, узлы стропильной системы должны правильно соединяться. Нужно при этом учесть направление и силу нагрузок (как статических, так и динамических). А еще важно предусмотреть возможное растрескивание дерева от усушки, сделав так, чтобы узлы системы стропил при этом не перестали исправно работать.

Ранее все детали стропильной системы скрепляли между собой врубками. Это надежно, но не слишком экономно. Ведь для этого нужно, чтобы деревянные конструкции имели большие сечения, которые позволяли бы делать врубки безопасно ослабляя деревянные элементы.

Поэтому в нынешнее время узлы стропил скрепляют не врубками, а нагелями и болтами.

Способы крепления стропильных ног.

Популярно применение перфорированных стальных накладок, имеющих покрытие от коррозии. Закрепляют накладки гвоздями или пластинами с зубцами, утопленными в дерево. Такой крепеж для стропильной системы удобен тем, что:

  • Накладки уменьшают расход дерева на одну пятую, так как требуются элементы меньшего сечения, чем при врубке;
  • они могут монтироваться мастером с не очень большим опытом;
  • они закрепляются весьма быстро.

Перфорированные пластины использующиеся для крепления стропил.

На последок можете посмотреть полезное видео в котором рассказывается о всех самых важных моментах конструирования стропильной системы крыши.

Видео. Стропильная система крыши, что нужно знать для правильного конструирования

Если вы заметили ошибку, не рабочее видео или ссылку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter. Поделиться: 0

Мы возвели стены нашего экодома и, казалось, самое тяжёлое — позади. Всего-то делов: сделать перекрытие и крышу. Но была одна загвоздка: наш дом круглый, да ещё и вкопан в холм, а потому обычные варианты крыш нам не подошли бы.

Вариантов выбора было немного: либо закруглённая односкатная крыша, либо круглая шатровая крыша. Признаюсь честно, сделанный нами выбор мы считаем ошибкой, которая в последствие довольно дорого нам обошлась…
Нет, крышу не унесло ветром. Просто на крышу и перекрытие мы потратили гораздо больше денежных и — главное — временных ресурсов, чем планировали, и это очень сильно изменило наши планы. Но прошлого не изменить. Можно лишь проанализировать процесс принятия решений, чтобы избежать проблем в будущем.

Принятие решения

Изначально мы с женой хотели простую закруглённую односкатную крышу (справа). Она довольно просто и быстро делается, её легко обсчитать и ещё проще крыть, ведь получается плоскость. Минусы: из-за зруглой формы дома нужно было продумать как обыграть боковые фронтоны, и эта картина никак не складывалась у меня в голове. Усугублялось это тем, что для опирания односкатной крыши необходимо было несколько столбов, которые бы сильно ограничили планировку дома. Плюс, у отца, профессионального строителя, было своё мнение, и не прислушиваться к нему мы не могли.

Отец считал, что если сделаем односкатную крышу, то вся вода, которая будет течь по холму, будет протекать и по нашей крыше, и жёлоб (5) не поможет. Если же сделать шатровую, то эта вода будет замечательно обтекать и крышу, и дом. Ещё одним фактором, более всего лично меня подкупившим, было наличие чердака, который получается при сооружении шатровой крыши. Не столько за дополнительное пространство для размещения всякого хлама, сколько за возможность обслуживать перекрытие. Плюс, можно обойтись одним, центральным, столбом. Да и визуально такая крыша выглядит более эстетично.

Сложив все факторы, решение было принято в пользу шатровой крыши. Появившийся технологически центральный столб (про него уже писал) предопределил циркулярное перекрытие. Это когда все балки перекрытия идут от стен к центру.

Пиломатериал или брёвна?

Ещё один вопрос, не дававший нам покоя: из чего делать балки и стропила? Из пиломатериала или брёвен? С одной стороны, пиломатериал дешевле, да и к тому же мы не нашли в продаже брёвна диаметром 100-150 мм, а 400-миллиметровые нам продавать отказались. С другой стороны, в шаговой доступности от нас находится лес из монгольского дуба и чёрной и белой берёзы, который не просто можно, но и нужно было проредить.

Чем нас привлекали брёвна? Во-первых, в наших глазах они гораздо красивее пиломатериала. Во-вторых, они гораздо прочнее. Плюс, засчёт круглой формы из них можно изготавливать ресипрокальные конструкции крыши (ещё пишут «реципрокальные» — самоопирающиеся). Если вы про них ничего не слышали — поищите, почитайте. Вид такой крыши изнутри можно увидеть на картинке этой статьи. Самое главное их достоинство помимо внешнего вида — они могут нести невообразимо огромный вес, причём без всякого центрального столба. На эту тему мы даже провели эксперимент на спичках:

Но все виды ресипрокальных крыш, которые мы нашли в интернете, были симметричными. Плюс, все точки опоры на стены находились в одной плоскости. Нам же необходимо было сделать несимметричную крышу с точками опоры на разной высоте. Плюс, не всё было ясно с нашим огромным южным окном… Как поведёт себя такая неравномерная ресипрокальная конструкция? Ни у нас, ни у знающих людей, с которыми консультировались, не было внятного ответа на этот вопрос.

Последней каплей было мнение отца о том, что деревья из нашего леса вряд ли будут обладать необходимыми прочностными качествами, да и, вероятнее всего, со временем будут гнить. Сейчас, проведя ряд экспериментов, я понимаю что это не так в обоих случаях. Но в тот момент данных эксперимента у меня не было, а его проведение заняло у меня более полугода. Поэтому мы склонили свой выбор в сторону пиломатериала. Но, признаюсь честно, мы до сих пор мечтаем о такой крыше. И если мне доведётся строить ещё один дом — я приложу все усилия, чтобы его крыша была ресипрокальной.

Шатровое перекрытие

Балки перекрытия мы делали из 4-хметровой доски сечением 100х25. Кому-то это покажется мало, но на деле этого оказалось достаточно. Тем более что балки шли с шагом 50-60 см вместо обычных 100-120 см. На площадке центрального столба все 40 балок не поместились, поэтому делал врезки (см фото ниже).

Балки зашивались горбылём. Получалось довольно красиво, почти как ресипрокальная крыша. Но законченный рисунок перекрытия мы увидели только после завершения крыши. Сначала закрыли только те места, которые необходимы для работы над крышей, а уже потом доделывали перекрытие.

Интересный момент: на этапе возведения стен нам с женой было лень класть ещё один ряд мешков, и мы решили сделать шатровое перекрытие. Уровень стен у нас получился на 20 см ниже уровня площадки, врезанной в центральный столб для опирания балок перекрытия. Так что балки лежали не в плоскости, а под углом около 5°. В привыкшем к прямым углам мозгу это создаёт интересное ощущение искривлености пространства, которое не передаст ни одна фотография.

Продолжение следует…

< Предыдущая статья
«Строим из мешков с грунтом»

БлагоДарное

Реципрокальная крыша

Как рисуют города на рисунках? Коробки. Большие и маленькие. Мне захотелось построить что-то более красивое, радостное и естественное.

Почему я выбрал такую крышу?

+ она круглая

+ оригинально (мы побили рекорд по количеству возгласов «ух-ты!»)

+ красиво

+ лаконично, потому что мало элементов, всяких там опор и укосин, только лучи-стропила

+ получаешь много площади, без дополнительных столбов в центре дома

+ весело (особенно, если ходить в каске по стройке)

Как же это сделать?

Все изучить

Если не изучается, написать мне письмо. В заголовке указать «помогите!»… раза три… или больше…

Вкратце, суть в том, что реципрокальная крыша опирается сама на себя. При этом получается весьма прочная конструкция. Хороший способ освоить ее устройство и, заодно оценить прочность, провести вот такую тренировку на кухонном столе.

Соединение лучей-стропил на вершине таково, что они сами за себя цепляются и не дают крыше поехать 🙂 Лучей может быть от трех до.. (штук сто вам хватит?). В центре всегда образуется прекрасное отверстие, которое можно заделать, сделать там круглое или панорамное окно, поставить витраж. И цветные лучи на восходе будут освещать вашу кровать и… на чем мы остановились? Еще дымоход для костра можно сделать.

Как правило, используется круглый лес: бревна, стволы и пр. Можно и прямоугольный брус (если просчитаете все углы соединений). На сайтах есть формулы, определяющие зависимости между размером строения, высотой, углом крыши, диаметром бревна, размером отверстия.. Можно попытаться сделать на глаз (я сам считал по формулам). Ну и хорошо бы просчитать нагрузку и диаметр бревен, чтоб они просто не сломались под февральским снегом. В моих строениях (в 2011 году построен легкий 9 метровый шатер и теплый козлятник, тоже 9 метров), при кол-ве лучей 12-15, и диаметре 9 метров, толщина бревна из сосны в самом тонком месте 12 см. Это позволяет крыше держать большой снег, 5 см грунта и 50 см соломы (я так утеплил козлятник), даже если все козы и соседи заберутся на крышу (двойной запас прочности).

Разработать проект и все подготовить

Это значит, вам надо определиться с местом, размерами, материалами, инструментами, людьми и прочим. По сути, реципрокальная — это просто крыша. Кладется она на примерно ровную (можно наклонную) и примерно круглую (овал допускается) поверхность. Вы можете выбрать любые стены: бревно, камень, саман, землебит и прочее. В моем случае я просто вкопал столбы и сверху соединил их горизонтальными бревнами. Получился этакий стоунхендж.

Уже получилось оригинально, красиво, кругло и весело. Пока дождь не пойдет. Ну ладно, дальше крыша. Самое интересное.

Возвести

На этом этапе вы уже должны знать, из чего хотите сделать крышу, сколько должно быть лучей-стропил и это должно лежать кучкой неподалеку.

У меня в кучке было около дюжины окоренных сосен, три неокоренных, моток проволоки, гвозди, молоток… И еще была пара помощников, потирающих руки от нетерпения, (хотя, можно и самому собрать, если осилите подъем бревен и все будете делать безопасно).

Кстати. Для начала, если не уверены в расчетах и своей ловкости, собирайте все на земле. Чтоб понять лучше, сверить высоту, отверстие и прочее с расчетными. Потом разберите и…

Поставьте в центре временный опорный столб. Кстати, лучше треногу, по ряду причин. К нему крепится первое бревно-луч. Крепеж сделайте веревкой, и не в плотную, а как-бы подвесьте. На первое бревно кладется второе и так далее.

Возможно, потребуется временный крепеж лучей к стене, чтоб не съехали (потом временный крепеж уберете). У вас, при виде снизу, начнет получаться многоугольник — центральное отверстие.

Длинна его граней определяется формулой и зависит от диаметра центрального отверстия. Имейте в виду, что нужно выкладывать бревна сразу правильно. Потом, когда они будут опираться сами на себя, поправить их будет сложно. Как бревна кончатся, надо последнее подсунуть под первое. Скрепить бревна у центрального отверстия и у стены проволокой, гвоздями или деревянными шпунтами. Это все для надежности.

Теперь залазьте наверх и с веселыми воплями прыгайте на новой крыше. А она весело пружинит.

Сверху это все можно проложить обрешеткой,

утеплить,

покрыть непромокаемым слоем,

а гурманы могут украсить все это дерном с ромашками. Не забудьте круглое витражное окно, лучи которого…

admin

Поadmin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *