Стропильная ферма щипцовой крыши под профильный лист

Щипцовая крыша пользуется огромной популярностью при строительстве за городом. Это можно объяснить обычностью стропильной фермы, небольшой ценой и возможностью оборудовать жилое подкровельное помещение. Жёсткая конструкция двускатной системы обладает ветроустойчивостью и может держать большие нагрузки снега. В отличии от остальных железных материалов для кровли, профильный лист отличается низкой ценой, легкостью монтажа и небольшим весом, а с целью улучшения потребительских параметров производственники красят данное покрытие в разнообразные цвета. Выбор крыши с наклонной поверхностью под профильным листом считается идеальным, и мы поговорим про то, как её выстроить.

Расчёт стропильной фермы щипцовой крыши под профильный лист

Проектирование щипцовой крыши просит учёта нескольких моментов, в числе которых размеры постройки, условия климата региона, вес крыши и площадь кровли. Все такие параметры связаны благодаря тому, что от атмосферной нагрузки зависит конструкция стропильной группы, а это означает, её вес, крутизна наклона скатов и расход профилированого настила. Выбор конструкции крыши зависит от возможной переменной нагрузки, которую делают факторы климата. Оценить средние размеры воздействий атмосферы от снеговой, ливневой и ветровой нагрузок можно по данным статистикам метеослужбы.

Галерея фотографий: нагрузки климата на щипцовую крышу

Толщина снега и нагрузка ветра просят уточнения в региональных отделениях МЧС и Гидрометцентра России. На основе данных данных, а еще с учитыванием требований СП 20.13330.2016. «Свод правил. Нагрузки и влияния», выполняется расчёт прочности и шага стропильной фермы, а еще подбирается наклонный угол ската с учитыванием аэродинамического коэффициента. Для средней полосы нагрузка ветра находится в границах от 24 до 53 кг/м 2 , благодаря этому наклонный угол кровли с наклонной поверхностью выбирают в границах от 30 до 50°. Вес снегового покрова имеет усреднённое значение от 100 до 350 кг/м 2 и принимается во внимание при расчётах несущих ферм крыши. Обозначение полной нагрузки на кровлю выполняется с учитыванием крутизны ската и вычисляется по формуле: S_п.н. = К х S_расч., где S_п.н. — нагрузка снгега полная; S_расч. — нагрузка снгега расчётная; К — показатель, равный 1 при угле наклона ската менее 25°, и равный 0,7 при угле наклона более 25°.

Наклон ската немаловажна благодаря тому, что при крутизне профнастиловые кровли более 60 о снег на ней не слёживается и предрасположен к соскальзыванию под своей тяжестью. В пользу большого наклонного угла ската говорит и возможность сделать объёмное обитаемое подкровельное помещение.

При угле наклона ската 45 градусов в пространство между гидроизоляцией и кровельным материалом можно включить мансарду приличных размеров

Этот параметр, как регулярная нагрузка, зависит от всего веса стропил, добавочных конструкций и пирога кровли. Зная вес крыши, можно определить сечение пиломатериала, расположение и вид добавочных компонентов, что даст возможность разделить вес на стенки сооружения намного равномернее. Хвойный пиломатериал весит в зависимости от влаги от 710 до 840 кг/м 3 , благодаря этому можно подсчитать вес конструкций из дерева по следующей таблице.

Таблица: кол-во пиломатериала в м 3 для расчёта веса стропильных систем, добавочных компонентов и обрешётки

Доска имеет размер, мм	Кол-во досок при длине 6 м в кубометре досок	Объём одной доски длиной 6 м (м 3 )
25х100	66,6	0,015
25х150	44,4	0,022
25х200	33,3	0,03
40х100	62,5	0,024
40х150	41,6	0,036
40х200	31,2	0,048
50х50	67	0,015
50х100	33,3	0,03
50х150	22,2	0,045
50х200	16,6	0,06
50х250	13,30	0,075

Для стропильных систем подбирают брус 50х250 мм с шажком от 80 до 120 см, для обрешётки применяется доска 25хсто пятьдесят миллиметров с шажком не менее 15 см для профилированого настила. Кол-во и сечение добавочных компонентов зависит от конструкции крыши и рассчитывается по плану. Для того чтобы установить кол-во и вес профилированого настила, важно знать площадь щипцовой крыши, которая вычисляется по формуле: S = (A х B) х 2, где S — площадь крыши, A — ширина ската, B — длина ската.

Кол-во профилированого настила стоит рассчитывать с учитыванием нахлёста, который составляет 10–15 см в вертикальном положении и одну волну между листами. Вес материала для кровли толщиной 0,5 мм равён в среднем 5 кг/м 2 .

При отсутствии проектных данных появляется потребность определить высоту конька или длину ската, это можно создать по следующей формуле: С 2 = А 2 + В 2 , где С — длина ската, А — половина ширины строения с учитыванием карнизов крыши, В — высота конька.

Длина ската при популярной ширине строения и высоте конька вычисляется по формуле для прямоугольного треугольника

Если известны ширина строения и наклонный угол ската, то для расчёта высоты конька и длины ската воспользуйтесь формулами с тригонометрическими функциями: H = L1/2 x tgA; L = H : sinA, где H — высота конька, L1/2 — половина ширины строения, A — наклонный угол крыши, L — длина стропильных систем.

Высоту конька и длину стропильных систем можно высчитать с применением тригонометрических функций

Для окончательного расчёта применяем значения тригонометрических функций для различных наклонных углов ската по таблице.

Таблица: значения тригонометрических функций для подобранных наклонных углов ската

Наклонный угол крыши, градусы	Тангенс tgA	Синус sinA
5	0,09	0,09
10	0,18	0,17
15	0,27	0,26
20	0,36	0,34
25	0,47	0,42
30	0,58	0,5
35	0,7	0,57
40	0,84	0,64
45	1,0	0,71
50	1,19	0,77
55	1,43	0,82
60	1,73	0,87

С целью упрощения расчётов мы рассматриваем параметры для одного кровельного ската, благодаря этому для получения суммарных значений данные необходимо удваивать для щипцовой кровли. Более того, необходимо принимать во внимание свесы карниза и затраты на раскрой пиломатериала, который рассчитывается с использованием коэффициента 1,1–1,15.

Конструкция стропильной фермы щипцовой крыши под профильный лист

Стропильная несущая система считается жёсткой треугольной системой и применяется для распределения постоянных и переменных нагрузок на стенки дома. Кровельные скаты делают меньше вес нагрузки снгега и помогают отводу ливневой воды. При больших габаритах строения и малых уклонах скатов стропильная группа становится очень сложной и тяжёлой, потому как шаг стропильных ног становится меньше, а сезонная нагрузка на несущие детали больше. Большие наклонные углы скатов (40–50°) уменьшают вес снега и облегчают конструкцию, особенно за счёт стоек и затяжек жилого подкровельного помещения.

Большой наклонный угол и вписанное помещение мансардного этажа одинаково распределяет переменную нагрузку на стропильную группу

Стропильная ферма щипцовой крыши состоит из ряда узлов и составляющих, любой из них делает какую-то функцию и нужен для увеличения прочности и жесткости ферм. Ключевыми опорными несущими конструкциями крыши являются эти элементы, как:

• мауэрлат — опорная связующая балка между поверхностью стены дома и несущими фермами крыши; в домах, выстроенных из бревен или бруса, мауэрлатом считается последний венец;
• конёк — образуется стропильными ногами, опирающимися на поверхность стены дома или затяжку, соединёнными сверху;
• коньковый или боковой прогон — соединяет стропильные ноги между собой по обоим бокам или в районе конька;
• затяжка — является опорой для стропил и опирается на мауэрлат;
• стойка — главная или переходная вертикальная опора для стропильных систем;
• схватка — горизонтальный брус, объединяющий стропила одной фермы;
• подкос — брус между стропилом и стойкой;
• обрешётка — применяется для качественного крепления профилированого настила и фиксируется перпендикулярно к стропильным системам.

Ключевые конструктивные детали щипцовой крыши предназначаются для выполнения конкретных функций

Применение дополнительных конструктивных компонентов дает возможность повысить стабильность крыши, но увеличивает её вес, благодаря этому следует уменьшать сечение бруса там, где это дает возможность сделать расчётная нагрузка снгега, к примеру, взамен стропильных систем 100х250 во многих случаях применяют брус 50х250. Такая же рекомендация относится к стойкам, прогонам и другим жёстким элементам.

Схема стропильной фермы щипцовой крыши под профильный лист

Стропильные системы и схема их расположения и монтажа определяется выбором конструкции, который зависит от условий климата или от обитаемости подкровельного помещения. Крайние фермы могут иметь более непростую, усиленную конструкцию и на них через прогоны опираются промежуточные упрощённые стропильные группы с конкретным шагом. Это выполняется с целью снижения веса несущей системы и для обеспечения монтажа помещения мансардного этажа. Более того, есть стропильные ноги висячего и наслонного типа и схема их сборки значительно отличается.

Монтаж висячих и наслонных стропильных систем выполняется по различным схемам

Висячие стропильные ноги верней частью опираются один на один в районе конька, а нижней — на затяжку, которая лежит на мауэрлате. Чтобы придать жёсткости конструкции при ширине строения более шести метров применяют ригели, бабки и подкосы.

Наслонные стропила частью вверху через прогон опираются на жёстко закреплённую стойку, стоящую на поверхность стены строения. Нижняя область стропил через мауэрлат крепится к стенке строения. Потому как эта схема применяется на зданиях шириной более десяти метров, то нужны дополнительные элементы крепежа, такие, как схватки, подстропильные ноги и подкосы.

По избанной схеме выполняется монтаж отдельных ферм и всей стропильной группы в общем. На трудных ломаных крышах чердачного типа необходимо обратить свое внимание на наличие висячих и наслонных стропильных систем в одной ферме, что может «настойчиво попросить» дополнительных узлов жёсткости с применением откосов и бабок в зависимости от атмосферной нагрузки в регионе.

Галерея фотографий: конструкция и схема расположения несущих компонентов крыши

Во время сборки стропильной группы необходимо понимать, что пиломатериал не имеет замечательных размеров, благодаря этому сборку по схеме крепления необходимо начать с крайних ферм и по натянутым шнурам устанавливать дальнейшие конструкции.

Шаг стропильных ног щипцовой крыши под профильный лист

Частота расположения стропильных систем крыши зависит от постоянной и переменной нагрузки, наклонного угла ската, сечения стропильных систем и показателей материала для кровли. Высокая нагрузка снгега и крутизна ската меньше 30° просят более постоянного расположения ферм, шаг между которыми подбирается от 60 до 100 см. С увеличением крутизны ската снеговое действие становится меньше и шаг между стропильными ногами можно сделать больше от 100 до 180 см. Расстояние между фермами также зависит от длины стропил и сечения бруса.

Таблица: сечение пиломатериала для заданной длины стропильных систем и расстояние между ними

Длина стропильной ноги	Расстояние между стропилами
	100 см	140 см	180 см
	Сечение стропильной ноги
До 280 см	40х25 мм	40х175 мм	40хдвести миллиметров
280–350 см	40х175 мм	40хдвести миллиметров	40х225 мм
350–420 см	40хдвести миллиметров	40х240 мм	50х250 мм
420–500 см	40х225 мм	60х250 мм	75х250 мм
Более 500 см	60х250 мм	75х250 мм	100х250 мм

На увеличение шага стропильных ног оказывает влияние наличие дополнительных узлов жёсткости из стоек и подкосов, а на уменьшение расстояния между фермами влияют размеры подобранного материала для кровли. У поставщика необходимо уточнить полезные размеры профилированого настила, которые высчитываются с учитыванием продольных и поперечных нахлёстов, и на основании данных данных исправлять шаг стропильных ног.

Виды профилированого настила и шаг обрешётки

Профильный лист определяет устойчивость к влияниям механики, к осадкам атмосферы и дешевизна. Материал в установке сложностей не вызывает, весит мало и очень легко перевозится грузовым транспортом. Для работ по устройству кровель применяются дешевые листы с оцинкованным покрытием либо же профиль, покрашенный порошковой краской с высоким служебным сроком и цветовым многообразием.

Многообразие сортов, палитры цветов и потребительских параметров дает возможность сделать прекрасный выбор

В наименовании разнообразных видов профилированого настила отражается название по ГОСТ, высота гофры и рабочая ширина листа, а еще из таблицы можно выяснить толщину материала и вес погонажного метра профиля. Прокатные станки дают возможность делать листы до 14 м длиной, но транспортировать их можно лишь с привлечением спецмашин. Благодаря этому длину листа определяет заказчик, и типовыми являются размеры от 1 до 6 метров с шажком 0,5 м. Шаг обрешётки рассчитывается с учитыванием наклонного угла ската и толщины профилированого настила.

Шаг обрешётки зависит от варианта профилированого настила

Нахлёст по длине и ширине для разнообразных видов профилированого настила, а еще шаг обрешётки нужно уточнить у поставщика материала для кровли. При этом толщина металла не должна быть менее 0,5 мм и продукция обязана иметь документ качества.

Узлы стропильной фермы щипцовой крыши под профильный лист

Важными узлами стропильной фермы щипцовой крыши могут считаться детали и их соединения, которые несут значимую нагрузку и формируют форму сооружения в общем. Не зря сама крыша и её части имеют жёсткую треугольную конструкцию, способную выдерживать высокое давление без разрушения. Также в функции крыши входит одинаковое распределение веса нагрузки на стенки сооружения, и она состоит из следующих ключевых узлов:

• крепление мауэрлата к стенке строения;
• соединение нижней балки (затяжки) с мауэрлатом;
• скрепление стропильной ноги с затяжкой, образующее карниз;
• соединение стропильной ноги со стойкой, ригелем и подкосом;
• стык 2-ух стропил, создающий конёк.

Ключевые узлы стропильной фермы щипцовой крыши дают возможность распределять нагрузку на стенки

Крепление мауэрлата к стенке строения выполняется замоноличенными шпильками, а в случае стен из дерева — выполняется резьбовыми болтами, проходящими не менее чем через два венца. Соединение затяжки с мауэрлатом осуществляется при помощи скоб, болтов или спайдерных крепежей, аналогичным способом с затяжкой сочленяется стропильная нога. В других узлах детали соединяются болтами либо при помощи самых разных железных спайдерных крепежей.

Соединения в узлах стропильной фермы отвечают не только за стабильность крыши, но и за её геометрию, благодаря этому нужно важное отношение к монтажу конструкций несущего типа. В случае тяжелого веса стропильных систем необходимо собирать фермы на земля по шаблону и лишь потом устанавливать и подгонять их на высоте. Крепление узлов должно быть очень жёстким и прочным и вычеркивать даже маленькой люфт. Перед финальной сборкой детали из мебели обязаны быть обработаны огнестойкими и дезинфицирующими составами.

Монтаж двускатной стропильной фермы под профильный лист

Начинается монтаж стропильной фермы щипцовой крыши с приготовления хорошего пиломатериала и покрытия для кровли. Готовится инструмент и элементы крепежа, а еще исследуется исправность лесов и наличие страховочных верёвок. После чего приступим к монтажу, который выполняется в этой очередности:

1. На земля собирается шаблон, по которому произойдет подготовительная сборка стропил и сопутствующих элементов.
2. Затяжка под прямым углом фиксируется к мауэрлату с учитыванием длины карниза крыши.
3. Фиксируются стропила к затяжке и крепятся косынкой, образовывая конёк, ставятся крайние фронтонные фермы.

Затяжка фиксируется к мауэрлату под прямым углом

При нехватке длины стропильные ноги соединяются из нескольких брусков

Гидроизоляционная плёнка ложится в горизонтальном положении снизу вверх

Качественные элементы оберегают ранимые участки крыши

При большой длине стропильных систем в очередность монтажа необходимо добавить корректировки, которые заключаются в установке коньковых и боковых прогонов в начале сборки стропильной группы. Прогоны монтируются на стойки, на них опираются стропила и образовывается шаблон для разрезания дальнейших стропильных систем. Способов монтажа есть множество, и выбор наиболее комфортного и безопасного способа должен быть направлен на увеличение качества сборки щипцовой крыши.

Монтаж стропильной фермы происходит на довольно большой высоте, благодаря этому выполнение правил техники безопасности считается просто обязательным, тем более зимой.

Видео: монтаж стропильной группы щипцовой крыши

Перед сооружением стропильной фермы щипцовой крыши под профильный лист необходимо выполнить нужные расчёты и подобрать крышную конструкцию. При этом значение имеют ключевые узлы несущих ферм, шаг между стропильными ногами и очередность монтажа. Есть очень большой выбор вариантов сборки ферм и самые разнообразные виды профилированого настила, выбирать только вам.