После установки двух фронтонных стен и одной внутренней стены (с центральной несущей стойкой под конек) пришла очередь обустройства конька и стропил каркасного дома. Кровлю я запланировал двускатную с углом наклона 400 (исходя из параметров мансардного помещения и условий рационального расходования 6 м досок 200 х 50 мм на стропила), покрытие из металлочерепицы МП Монтеррей толщиной 0,45 мм (Расчет потребного количества металлочерепицы).
Перед началом строительства, на подготовительном этапе, конечно же необходимо составить проект стропильной системы крыши моего каркасного дома, учтя все нагрузки, которые будут приходиться на крышу (в т.ч. ветровые, снеговые и т.д.). При проектировании в уяснении некоторых вопросов вам поможет свод правил СП 17.13330.2011 "Кровли. Актуализированная редакция СНиП II-26-76", который распространяется в т.ч. на проектирование кровель из металлочерепицы, применяемых в зданиях различного назначения и во всех климатических зонах Российской Федерации (что мне и было нужно).
При проектировании стропильной системы вы должны учесть:
- размеры и конструктивные особенности дома (выбор висячих или наслонных стропил);
- наличие чердачного помещения или мансарды, их характеристики для удобного использования (это влияет на угол наклона скатов);
- возможные варианты формы крыши (я выбрал простую двускатную - без ребер и ендовых, хотя и у неё есть свои недостатки, например, увеличение ветровой нагрузки на фронтоны);
- возможные варианты кровельных материалов (различные способы перекрытия крыши, прочностные характеристики).
Как я уже указал выше мой выбор остановился на двускатной крыше с наслонными безраспорными стропилами (с коньковой балкой), углом наклона скатов 400 и покрытием из металлочерепицы.
Выбранная мной конструкция крыши является одной из самых оптимальных:
- простая форма (без рёбер и ендовых) с достаточно большим углом наклона скатов для полной защиты от дождевой воды и снижения снеговой нагрузки;
- наличие небольшого, но достаточно просторного холодного чердака (утеплитель укладывается на чердачное перекрытие, наличие слуховых окон позволяет эффективно просушивать подкровельное пространство и снизить нагрев верхнего этажа в летнюю жару; в случае протечки кровли место протечки довольно легко обнаружить и отремонтировать);
- относительная простота строительства.
Расчет стропильной системы каркасного дома
Для расчета стропильных ног я использовал программу "Расчет стропил и балок перекрытия". В качестве исходных данных вам потребуется знание ветровой и снеговой нагрузки на кровлю.
Определение снеговой нагрузки на кровлю
| № зоны | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| S, кг/м2 | 80 | 120 | 180 | 240 | 320 | 400 | 480 | 560 |
Если район строительства находится на границе регионов, выбирайте большее значение нагрузки.
Я строю дом в Челябинской области что соответствует 3 зоне со снеговой нагрузкой в 180 кг/м2.
Определение ветровой нагрузки на кровлю
Для определения ветровой нагрузки на кровлю моего каркасного дома я использовал карту ветровых нагрузок РФ. По этой карте выбираем соответствующий номер региона и определяем для него значение ветровой нагрузки. Полученное с помощью карты значение необходимо умножить на поправочный коэффициент:
| Высота строения, м | А | В |
| 5 ≤ | 0,75 | 0,5 |
| 10 | 1,0 | 0,65 |
| 20 | 1,25 | 0,85 |
Прим.:
- столбец А - открытые побережья морей, озёр и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи и тундры;
- столбец В - городские территории, лесные массивы и др. местности равномерно покрытые препятствиями.
Учтите, что если с разных направлений разный характер местности, то выбирают наихудшие условия.
Мой дом будет находиться в 1-м ветровом регионе, планируемая высота дома 8 метров, побережье озера. Тогда значение поправочного коэффициента k=0,75, и ветровая нагрузка будет равна: 32 х 0,75 = 24 кг/м².
Расчет стропильных ног крыши каркасного дома
Для расчета стропильных ног я использовал программу "Расчет стропил и балок перекрытия". После скачивания запустил программу (файл в Exel) и ввел исходные данные:
На вкладке "Нагрузка" в таблице «Исходные данные» угол наклона на 40° ; шаг стропил (у меня 0,5 м); нагрузка кровли (собственного веса кровельного материала) - из таблицы (или по данным производителя):
| Материал скатной кровли | Масса 1 м² кровельного материала, кг |
|---|---|
| Волнистые а/ц листы: | 13 |
| Волнистые целлюлозно-битумные листы | 6 |
| Мягкая (гибкая) черепица | 9-15 |
| Из оцинкованной жести | 3-6,5 |
| Керамическая черепица | 50-60 |
| Цементная черепица | 45-70 |
| Металлочерепица | 5 |
Надпись «Несущая способность обрешётки обеспечена!» меня удовлетворила. Если несущая способность обрешётки не была бы обеспечена, то надо было бы подбирать другие размеры обрешётки.
В результате все надписи внизу под схемой стропил будут «Условие выполнено». Таким образом, по расчету в качестве стропил мне необходимо использовать доску 200 х 50 мм длиной 6 м (доска 150 х 50 мм по этому расчету не проходит).
Установка стропил крыши каркасного дома
Итак, с учетом того, что для стропильной системы моего каркасного дома будет использоваться доска 200 х 50 мм, которую таскать вверх-вниз довольно тяжело, было решено рассчитать и выпилить шаблоны для верхнего и нижнего конца стропил: верхний - для узла упора на конек, нижний - для узла упора на мауэрлат (в роли которого выстапит верхняя обвязка боковой стены мансарды). Кроме этого, шаблоны позволят сделать повторяющиеся детали стропильной системы полностью идентичными друг другу.
Замечание: Крепление верхней части стропил в моем случае подразумевает устройство единого жесткого конькового узла с коньковым прогоном. При этом нижняя часть стропил делается со скользящим узлом крепления и опирается на верхнюю обвязку боковой несущей стены второго этажа (мансарды), которая по высоте состоит, как правило, из двух досок. Ширина обвязки принимается не менее высоты сечения стоек.
|
|
Устройство подобного крепления в местах опирания стропил на мауэрлат позволяет создать двухскатную крышу, устойчивую к деформации под нагрузками и не передающую распор на стены дома. Если наслонные стропила двускатной кровли жестко крепятся и к мауэрлату, и в коньке, возникают распирающие нагрузки на строительные конструкции. Чтобы их избежать, устанавливают дополнительные элементы – подкосы и затяжки.
После недолгих расчетов и разметки указанные шаблоны были выпилены и проверены на плоскости и по месту (на коньке и мауэрлате). Далее по этим шаблонам была выпилена пара стропил, с помощью которой была проверена возможность использования шаблонов для всех стропильных пар (в одном месте установки были выявлены небольшие погрешности геометрии дома, место обозначено карандашом для дальнейшего учета при разметке конкретных стропил).
После проверки шаблонов работа пошла довольно быстро: один человек размечал и распиливал, двое - поднимали и устанавливали стропила.
Конек и стропила были установлены за полтора дня.
Для установки стропил были сооружены импровизированные леса, которые впоследствии я даже и разбирать не стал: в будущем они будут удобны для ревизии крыши (чердачный пол я настилать не планирую). Помимо этого, на каждую пару стропил были установлены затяжки из доски 150 х 50 мм, которые крепились к стропилам 4-я гвоздями 4х120 мм в каждом узле. В дальнейшем все затяжки в поперечном направлении были скреплены между собой импровизированными строительными лесами, что увеличило общую жесткость конструкции.
Все конструктивные элементы стропильной системы были обработаны антисептиком для наружного применения.