Выбираем брус для крыши: на что обратить внимание
Выбрать правильный брус для крыши — это сделать если не половину, то минимум треть работы по строительству надежной и долговечной стропильной системы. В конце концов, срок службы каркаса крыши, в первую очередь, зависит от качества пиломатериалов и только потом — от мастерства кровельщиков. В частности, как бы хорошо ни была спроектирована и смонтирована стропильная система, если в ее основе недосушенные стропила из бруса, то их прогиб и растрескивание уже на следующий год после установки — вполне вероятный сценарий.
Для тех, кто хочет сделать крышу минимум на 50 лет, а не ремонтировать ее уже через 10-15 лет, рассказываем, каким должен быть качественный брус на крышу и как его правильно выбрать.
Содержание
Ключевые требования к брусу для кровли
Полный список требований к пиломатериалам для кровли содержится в СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции». Согласно нормативу, брус для кровли частного дома должен быть:
Внешняя и внутренняя обрешетка крыши — это не несущая, а ограждающая конструкция, поэтому требования к ней не такие жесткие. Для обрешетки можно использовать брус влажностью 15-20%, при этом количество и размеры здоровых сучков особого значения не имеют.
Также для обрешетки можно использовать «синюю» древесину — брус, поменявший свой цвет из-за поражения грибком во время хранения. Но дерево нужно предварительно отбелить: выжечь грибок с помощью хлорсодержащего состава. Такая обработка нарушает структуру древесины и делает ее более рыхлой, поэтому отбеленный брус нежелательно использовать для обрешетки, если расстояние между стропилами большое.
Какой брус для крыши выбрать
Кроме основных требований, при выборе, с какого бруса сделать крышу, нужно учитывать:
Порода древесины для бруса
Обычно брус для кровли делают из сосны, ели или лиственницы. Встречаются пиломатериалы из дуба, ясеня и других пород древесины, но это исчезающе редкие случаи, поэтому их рассматривать не будем.
Сосна дешевая, прочная и повсеместно распространенная, но она склонная к растрескиванию, сучковатая и очень смолистая. Поэтому сосновый брус при поверхностной обработке нужно покрывать огнезащитными составами в два, а то и в три слоя. Кроме того, важно хранить его правильно — если пиломатериалы из сосны наберут избыточную влагу во время хранения, после монтажа они почти гарантированно растрескаются.
По сравнению с сосной ель легче, у нее не так много смолы. Но за это приходится платить меньшей устойчивостью к нагрузке на изгиб. Поэтому еловые стропила из бруса — неудачное решение, в то время как для мауэрлата, затяжек и конькового прогона ель подходит хорошо.
Очень прочная и долговечная лиственница отлично подходит для деревянных несущих конструкций, но из-за высокой цены ее используют редко — в основном для стропильных систем коттеджей премиального уровня. К тому же, подобрать качественный брус на крышу из лиственницы сложно. Первосортный материал обычно используют для производства отделочных материалов и мебели, поэтому в качестве пиломатериалов для кровли часто предлагают неликвидные остатки со всеми вытекающими из этого последствиями.
Сорта древесины для бруса на крышу
По ГОСТ пиломатериалы делятся на пять сортов, из которых для деревянных несущих конструкций на крыше подходят три: отборный, первый, в некоторых случаях, второй:
По европейскому стандарту DIN 68126 для несущих конструкций подходит сорта Extra, A, B. Их характеристики почти полностью перекликаются с отборным, первым и втором сортом по ГОСТ соответственно.
Виды бруса для крыши
Для стропильной системы подходит брус трех видов: цельный, калиброванный, клееный.
Цельный брус — это просто бревно, опиленное с четырех сторон. Из-за дешевизны и доступности именно такой брус для кровли используют в большинстве случаев. И это рациональный выбор: недостатки, которые приписывают этому материалу, вроде растрескивания или подверженности грибку, актуальны для свежего или плохо высушенного леса. То есть для тех категорий пиломатериалов, которые для стропильной системы не используют.
Калиброванный брус делают так же, как и цельный. Только после опиливания его еще раз обрабатывают, чтобы размеры бруса как можно точнее соответствовали эталону. Поэтому калиброванные пиломатериалы существенно дороже, но вывести их в плоскость намного проще, чем цельные. Это хороший вариант для каркаса крыши, особенно если планируются стропила из бруса.
Клееный брус состоит из нескольких ламелей — досок, которые сначала высушили, а потом скрепили друг с другом специальным клеем с чередованием направлений волокон. В результате получается очень прочный материал, который не растрескивается и не коробится. Это лучший вид бруса для кровли по характеристикам, но стоят клееные пиломатериалы в 2,5-3 раза дороже цельных. Поэтому использование в стропильной системе частного дома клееного бруса — это почти всегда неоправданные траты.
Размеры бруса для крыши
Сечение элементов стропильной системы нужно рассчитывать под конкретные условия — универсальных решений нет. Но при выполнении этих расчетов часто отталкиваются от стандартных размеров балок и стропил, меняя наклон скатов и шаг стропильных ног, чтобы добиться нужной несущей способности. Эти размеры такие:
По длине брус для кровли должен перекрывать пролет. Если это невозможно из-за большого расстояния, тогда брус сращивают вполдерева примерно посередине между начальной и конечной точкой.
Подведем итоги
Брус для крыши должен быть:
Деревянные стропила для крыши: особенности устройства надежной конструкции из дерева
Для изготовления стропил в индивидуальном строительстве обычно используют деревянные материалы: доски, брус, бревна. Несмотря на относительную дешевизну, деревянные стропила для крыши обладают достаточной прочностью, чтобы выдержать все кровельные нагрузки и служить верой и правдой долгие годы.
Другие возможные материалы для стропильных систем – металл и железобетон – для частного строительства применять нецелесообразно, ввиду их тяжелого веса, сложного монтажа и высокой стоимости.
Содержание
Что лучше — бревна, брус или доски?
Стропильная система обязана быть прочной, но не тяжелой. Конечно, для несущей основы кровли крупных промышленных зданий и многоэтажек, приходиться использовать металл или железобетон. А для обычных частных домов – это ненужное излишество. Стропила в этом случае делают деревянными – из досок, бруса (обычного или клееного), бревен.
Бревна используются редко, исключительно для срубов. Этот материал слишком увесистый, требующий от плотника высокого профессионализма и способности выполнять сложные врубки в местах креплений.
Брус – самый лучший вариант, из которого можно смонтировать прочные и долговечные стропила. Единственный недостаток бруса – высокая цена.
В качестве замены брусу часто используют более дешевые доски, толщиной минимум 40-60 мм. В список их преимуществ также можно включить небольшой вес, удобство в монтаже и высокий запас прочности.
К выбранному пиломатериалу предъявляют следующие требования:
Основные части деревянной стропильной системы
Основной составляющей единицей деревянной стропильной системы является ферма – плоская треугольная конструкция. Стороны «треугольника» образуют стропильные ноги, соединенные сверху под углом. Для соединения стропил по горизонтали используются затяжки, ригели, схватки.
Стропильную систему составляют из нескольких ферм, выставленных на мауэрлат, и скрепленных между собой прогонами.
Чтобы лучше понять специфику фермы, определимся с ее элементами. Их состав и количество в одной конструкции зависит от типа крыши, ее габаритов и вида примененных стропил.
Итак, составные части могут быть такими:
Также в стропильную систему можно отнести детали, не относящиеся непосредственно к фермам, но использующиеся для их монтажа и сборки. Они такие:
Типы стропильных систем
Из дерева можно собрать множество вариантов ферм и, соответственно, стропильных систем. Но всех их можно разделить на два типа: висячие и наслонные.
Висячие стропильные системы
Применяются для помещений без внутренних стен. Фермы, составленные из стропил, опираются исключительно на наружные стены, необходимости в дополнительной опоре нет. То есть висячими стропилами перекрывают один пролет, шириной 6-14 м.
Обязательной частью висячих ферм, кроме стропильных ног, соединенных вверху под углом, является затяжка – горизонтальная, соединяющая стропила балка. Затяжка становится основой «треугольника» фермы. В большинстве случаев она располагается снизу конструкции, соединяя нижние концы парных стропил. Но также используются схемы с приподнятой затяжкой. А также с ее видоизмененным вариантом – ригелем, который выглядит как приподнятая затяжка, но работает на сжатие, а не на растяжение, как истинная затяжка.
От наличия затяжки и ее расположения в ферме зависит необходимость использования мауэрлата. Если затяжка располагается у основания стропильных ног, то мауэрлат не нужен. При монтаже ферму опирают на наружные стены через имеющуюся затяжку, которая одновременно становится балкой перекрытия. Если же затяжка приподнята кверху или же вместо нее используется ригель, то в схему обязательно включается мауэрлат, как основа для крепления стропилин на верхних краях стен.
В качестве дополнительных элементов в висячей системе применяют бабки и подкосы. Они служат для упрочнения фермы, при перекрытии широких пролетов.
Бабка по своему виду напоминает вертикальную стойку, идущую от центра затяжки до верхней точки фермы (коньковой части). На самом деле бабка – это подвес, функция которого заключается в поддержке слишком длинной затяжки (более 6 м) и исключении ее прогиба.
В тандеме с бабкой, при еще большем увеличении длины затяжки, используют подкосы – диагональные балки. Их упирают одним концом в стропильную ногу, другим – в бабку. В одной ферме применяют два подкоса, с обеих сторон от бабки.
В дачных и небольших частных домах висячие стропила из дерева хороши тем, что позволяют устраивать просторные мансардные помещения без перегородок внутри. Конечно, речь идет о схемах, где отсутствуют подкосы и бабки. Их наличие возлагает на застройщика необходимость делить мансарду минимум на две комнаты.
Наслонные стропильные системы
Наслонная конструкция деревянных стропил применяется для помещений с внутренними капитальными стенами, которые служат дополнительной опорой для системы. При этом расстояние между наружными стенами (общий перекрываемый пролет) может быть в пределах 6-15 м.
Наслонные фермы, в обязательном порядке, состоят из стропильных ног, опираемых на наружные стены, и вертикальной стоки, опираемой на внутреннюю стену. При наличии двух внутренних стен в схеме может быть использованы две стойки.
В отличие от висячей, в наслонной системе обязательно присутствует мауэрлат, к которому крепятся стропильные ноги. Стойки врезаются в некое подобие мауэрлата – лежень. Это брус, укладываемый по верху внутренней опорной стены.
При пролете 6 м и менее используется простейшая наслонная ферма, состоящая из двух парных стропильных ног и стойки. Устройство деревянных стропил при увеличении пролета требует внесения в схему дополнительных деталей, таких как схватки и подкосы (подстропильные ноги).
Схватки похожи на затяжки в висячих системах, но они всегда располагаются выше основания стропильных ног. Основное назначение схватки – повышение устойчивости системы.
Для устойчивости предназначены и подкосы, которые также называются подстропильными ногами. Подкос поддерживает стропильную ногу, то есть, по сути, становится для нее дополнительной (третьей по счету, после мауэрлата и конькового прогона) опорой.
Наслонные деревянные стропила являются наиболее распространенными для частных жилых домов, коттеджей. Как правило, такие постройки имеют одну или несколько внутренних капитальных стен-перегородок, которые могут стать опорой и дополнительной поддержкой для прочной стропильной системы.
Способы креплений стропил на мауэрлате
Узел крепления стропил к мауэрлату – один из наиболее важных, от правильности его выполнения зависит функциональность стропильной системы, ее способность воспринимать нагрузки.
Всего существует два типа подобных креплений: жесткое и скользящее. Выбор одного из них зависит от схемы стропильной конструкции. Замена жесткого крепления на скользящее или наоборот, а также недостаточное обеспечение необходимой степени сдвига стропильной ноги приведет к тому, что схема «поломается» и не будет работать.
Жесткое крепление обеспечивает прочное, неподвижное сочленение стропилины с мауэрлатом. Сдвиг не допускается, однако возможен поворот стропилины в шарнире. Организовывают такое крепление двумя основными способами:
Скользящее крепление (или как его называют кровельщики – «скользячка») несколько иного вида и функциональности. Оно позволяет стропильной ноге сдвигаться относительно опоры. Конечно, этот сдвиг не будет заметен глазу, но позволит стропильной системе не деформироваться при естественной усадке стен дома. Скользящее крепление особенно необходимо при строительстве деревянных срубов. Также оно реализуется при строительстве домов любого другого типа, если того требует схема и выполненный расчет деревянных стропил.
Чтобы обеспечить стропильной ноге небольшой запас хода относительно мауэрлата используются особые крепежные элементы – ползуны. Конструктивно они состоят из двух металлических элементов, первый из которых статичен, а второй – способен перемещаться относительно первого. Существует две разновидности скользящих креплений: открытого и закрытого типов.
Ползун открытого типа представляет собой сборную конструкцию, состоящую из двух отдельных частей: статичной планки-направляющей и уголка с загибом сверху. Направляющая продевается в загиб уголка и фиксируется на стропильной ноге, уголок крепится на мауэрлате. При изменении геометрических размеров постройки, направляющая может сдвигаться относительно жестко зафиксированного уголка на 60-160 мм.
Скользящее крепление закрытого типа по своему свойству точно такая же. Немного меняется конструкция, она уже не разборная, а цельная. Уголок, который крепится к мауэрлату, имеет в центральной части петлю. В нее вставлена направляющая, которая, в свою очередь, крепится к стропильной ноге.
Что собой представляют оба варианта креплений (скользящее и жесткое) показано в видео-ролике:
Соединение стропил в коньке
Другой важнейший узел стропильной фермы – узел крепления стропил в коньковой части. В частном домостроительстве для этих целей чаще всего применяют следующие варианты креплений:
Крепление внахлест считается самым простым вариантом. Верхние края парных стропилин просто-напросто накладывают друг на друга. Затем в обоих торцах выполняют отверстие и фиксируют соединение шпилькой или болтом с гайкой.
Для соединения встык верхние торцы стропильных ног спиливают под углом для того, чтобы появилась возможность совместить спиленные поверхности. Крепление выполняется с помощью гвоздей, которые забивают в торец коньковой части через обе стропильные ноги. Чтобы дополнительно зафиксировать гвоздевое соединение, используют деревянные горизонтальные накладки или металлические пластины, которые накладывают поверх соединения с двух сторон фермы.
Соединение вполдерева предусматривает предварительное выпиливание на верхних концах стропилин выемок на половину толщины бруса. Это позволяет совместить стропилины в коньке, как детали конструктора, не увеличивая при этом толщину конькового узла (как происходит при соединении внахлест). После совмещения деталей, их фиксируют гвоздями, болтами или нагелями.
Кроме описанных способов существуют и другие, менее распространенные. Например, соединение «шип-паз». Оно не является популярным, так как требует большого профессионализма от плотника. Суть крепления в том, что в одной стропилине выполняется углубление-паз, а на другой вырезается шип. Шип и паз совмещают и скрепляют гвоздевым боем или нагелем.
Одно из возможных соединений стропилин в коньке (встык, через коньковый прогон) рассматривается в видео:
Достоинства и недостатки деревянных стропил
Впрочем, никаких особенных сложностей работа с деревом и монтаж деревянных стропил не представляет. Кроме этого есть и другие преимущества использования дерева, как материала для стропил:
Недостатки выбора деревянных стропил незначительны, но их тоже необходимо знать «в лицо» перед началом строительства:
Таким образом, все недостатки являются, скорее, особенностями, чем реальными негативными сторонами. Этим и объясняется столь широкое распространение деревянных стропил в частном домостроительстве.
Брус для крыши: монтаж стропильной системы, расчёт пиломатериалов и уклона
Если вы хотите построить себе жильё или подсобное помещение, то вам, конечно, придётся узнать, как сделать крышу на доме из бруса. А вот количество скатов уже будет зависеть от конфигурации здания и вашего желания.
Скорее всего, вы возьметесь осуществлять проект односкатной или двускатной кровли, так как остальные требуют больших знаний и опыта, хотя ознакомиться с ними всё-таки не помешает. Поэтому основное внимание мы сосредоточим на первых двух моделях, которые вы сможете претворить в жизнь самостоятельно.
Стропильная система двускатной крыши
В дополнение к нашим сведениям более наглядно ответит на вопросы видео в этой статье.
Монтаж стропильной системы из бруса
Примечание. Стропильные системы зданий и других архитектурных сооружений не всегда бывают из пиломатериалов – в некоторых случаях их монтируют из металлического профиля.
Но в нашей конкретной ситуации нас интересует именно древесина.
Деревянный брус
Деревянный брус разного поперечного сечения
| Длина (м) | Поперечное сечение (мм) | Объём 1 штуки (м3) | Количество в м3 (штук) |
| 6 | 100×50 | 0,030 | 33 |
| 6 | 150×50 | 0,045 | 22 |
| 6 | 100×100 | 0,060 | 17 |
| 6 | 150×100 | 0,090 | 11 |
| 6 | 150×150 | 0,135 | 7 |
| 6 | 200×100 | 0,120 | 8 |
| 6 | 120×60 | 0,043 | 23 |
Параметры бруса из дерева
Характеристики материала таковы:
Расчёт пиломатериалов
Виды крыш: а) односкатная; б) двускатная; в) ломаная; г) шатровая; д) вальмовая; е) полувальмовая; ж) из косых плоскостей; з) производственная; и) сводчатая; к) складчатая; л) куполообразная; м) крестовый свод; н) многошипцовая; о) сферическая; п) плоская; р) шпилеобразная.
Для расчёта количества материалов вам необходимо знать такие параметры, как:
Составляющие стропильной системы
Как мы уже говорили, проще всего спроектировать рассчитать и построить проекты домов из бруса с крышей конвертом (двускатными) или односкатными. Основой всей крыши можно назвать мауэрлат – горизонтальный брус, на котором держится вся стропильная система вместе с кровельным материалом. Для жилищного строительства поперечное сечение такого профиля, как правило, бывает не менее 100×100 мм.
Помимо стропил и мауэрлата вам также понадобятся другие составляющие, как то:
В кирпичных, каменных и бетонных домах мауэрлат крепится по верху стен на анкерные болты с предварительно подстеленной отсечной гидроизоляцией. А вот если вы строите небольшой домик из бруса с односкатной крышей (двускатной), то роль мауэрлата выполняет верхний венец. В каркасных и бревенчатых зданиях – верхняя обвязка.
После монтажа мауэрлата переходят к установке стропил – если кровля будет двускатной или другого сложного типа, то стропильные ноги желательно собирать прямо на крыше, так как их достаточно сложно (неудобно) перемещать снизу наверх.
И здесь, конечно, возникнет вопрос, какой брус использовать для крыши, а это уже зависит от площади строения. Давайте для примера попробуем рассчитать здание с периметром 15×8м, где стропила будут устанавливаться поперёк длины (так делают всегда).
Примечание. Учитывая тот факт, что брус выпускают с наибольшей стандартной длиной 6м, желательно, чтобы стропильные ноги не превышали эту длину.
В противном случае их придётся сшивать, а это означает сокращение шага и, как следствие, перерасход материалов.
В данном случае кровля у нас двускатная равносторонняя, следовательно, с фронтальной стороны мы видим равносторонний треугольник. Выходит, что длина левой и правой наклонной будет соответствовать длине стропильных ног.
Однако чтобы точно определить их длину, нам нужно основание треугольника, а это 10м, плюс 50 см напуска на каждую сторону. Кроме того, нам нужна высота и от пола чердака до конькового прогона мы возьмём 4м, а дальше используем теорему Пифагора – a=√(b2+(c/2)2).
По значениям здесь:
Тогда мы получим a=√(b2+(c/2)2)=√(42+(9/2)2)= 6,02. То есть, в данном случае параметры вполне приемлемы и нога получится на всю длину деревянного профиля, только каждый из навесов будет на сантиметр короче, по 49 см. Но это не имеет значения.
На фото – монтаж стропильной системы
Как правило, для стропильной системы используют хвойные пиломатериалы, где:
Для расчётов вы можете обратить внимание на таблицу, приведенную ниже, которая создана с учётом климата центральной части России.
| Шаг (см) | Стропильная нога – длина (м) и поперечное сечение (мм) | ||||||
| 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | |
| 60 | 40×150 | 40×175 | 50×150 | 50×150 | 50×175 | 50×200 | 50×200 |
| 90 | 50×150 | 50×175 | 50×200 | 75×175 | 75×175 | 75×200 | 75×200 |
| 110 | 75×125 | 75×150 | 75×175 | 75×175 | 75×200 | 75×200 | 100×200 |
| 140 | 75×150 | 75×175 | 75×200 | 75×200 | 75×200 | 100×200 | 100×200 |
| 175 | 75×150 | 75×200 | 75×200 | 100×200 | 100×200 | 100×250 | 100×250 |
| 215 | 100×150 | 100×175 | 100×200 | 100×200 | 100×250 | 100×250 | — |
Таблица параметров: шаг, длина и поперечное сечение
Примечание. Если вы строите дом с плоской крышей из бруса, то тоже можете воспользоваться этой же таблицей.
Дело в том, что плоские кровли по СниПам должна иметь уклон от 2⁰ до 12⁰.
По такому же принципу рассчитывается и беседка из бруса: односкатная крыша одинакова везде.
Расчёт уклона
Данные для расчёта уклона: H – высота до конька, W – второй катет, равный половине ширины основы, L – гипотенуза (длина стропильной ноги).
Чтобы рассчитать оптимальный уклон, можно воспользоваться формулой i=H/L, где I – это крутизна склона в процентах или градусах. В нашем случае, в доме 15×8м это будет i=H/L*100=4/4,49*100=89%. Теперь, чтобы перевести проценты в градусы, вы можете использовать таблицу, расположенную ниже.
Крутизна уклона – соотношение градусов и процентов
Кроме того, крутизна уклона будет зависеть от кровельного материала, так как ему придётся выдерживать на себе некоторое время снежную массу в зимний период. Поэтому чтобы определить, какая крутизна наиболее приемлема – обратите внимание на график, где согласно материалу указан уклон в процентах.
График крутизны по материалам: 1) гонт, щепа, стружка; 2) черепица; 3) рулонные четырёхслойные материалы с защитным слоем; 4) рулонные трёхслойные материалы с защитным слоем; 5) рулонные трёхслойные материалы без защитного слоя; 6) рулонные материалы на горячих и холодных мастиках, металлочерепица; 7) волнистые асбестоцементные унифицированные листы; 8) черепица; 9) усиленные асбестоцементные листы; 10) листовая сталь; 11) асбестоцементные листы обычного профиля.
Заключение
Если вы хотите обустроить стропильную систему своими руками, то мы очень надеемся, что данная статья оказалась для вас полезной. При расчётах обязательно используйте таблицы, это поможет вам не ошибиться, а для монтажа выбирайте качественные пиломатериалы.