Выбор размеров и сечения мауэрлата при строительстве крыши

Материалом для конструкции служат деревья хвойных пород, но в некоторых случаях могут использовать металлический швеллер или профилированную трубу.

Выбор материала для мауэрлата

Выбор материала напрямую зависит от веса планируемой крыши. Как правило, брус, используемый для мауэрлата, имеет сечения стандартных размеров: 10х10, 10х5, 15х15, 8х18 и 20х20 см.

При выборе древесного строительного материала, самое главное обратить внимание на длину сучков – он не должна превышать 2/3 от толщины самого бруса. Почему это так важно? Потому, что такие места плохо растягиваются и со временем на них могут появиться трещины, что может привести к печальным последствиям с целостностью крыши и даже постройки.

Мало того, если на сучок попадает крепление стропила, то в него сложнее вкрутить крепежный элемент или шпильку, а впоследствии все эти крепежи будут очень плохо держаться.

Ни в коем случае не стоит экономить и приобретать деформированный брус: его будет трудно монтировать на ровные поверхности фасада.

В таблице ниже приведены размеры сечений пиломатериалов, чаще всего используемые при сооружении мауэрлата для крыши.

Таблица размеров деревянных элементов стропильной системы:

Элементы стропильной системы Сечение пиломатериала, мм
Мауэрлат Брус 100×100, 100×150, 150×150, а иногда и более.
Стропильные ноги Доска или брус 60×150, 80×150, 100×200 – по результатам расчетов.
Прогоны Брус 100×100, 100×150, 100×200.
Затяжки (ригели) Доска 50×100, 50×150.
Стойки Брус 100×100, 150×150.
Подкосы, кобылки, доска карнизного короба Доска 50×100.
Ветровые торцевые и подшивные доски Доска 20×100, 25×150.

Для легких каркасных домов допускается использование скрепленных досок, вместо цельного бруса, который, как правило, достаточно тяжеловесен. В итоге получается вполне надежный и легкий маурлат.

Для двухскатной крыши вполне можно задействовать балки из металлических труб, но надо учесть, что в таком случае деревянная часть мауэрлата не должна выступать за периметр фасада. Трубы к стенам постройки крепятся – они и становятся главной опорой конструкции. Очень важно, чтобы металлические детали отвечали определенным требованиям: маленькое по размеру сечение, максимальную прочность и качественный сплав из стали.

В принципе, стальные металлические профили используются достаточно редко, а вот сочетание древесины и металла – вполне любимый вариант многих строителей.

В процессе эксплуатации подобного варианта нагрузка от стропил распределяется не только на древесину, но и на трубу, которую укладывают на деревянный брус и закрепляют хомутами. Последний вариант хорош еще тем, что стропила не закрепляются жестко на мауэрлате (они крепятся при помощи скользящих креплений), а это позволяет небольшие смещения при усадке новой постройки.

Нагрузки, действующие на крышу и формулы их расчета

Сбор нагрузок на кровлю представляет собой процесс, в котором для получения условий задачи, необходим ряд исходных данных. Они рассчитываются экспериментально или берутся из статистики.

За основу берутся такие виды нагрузок:

  • Снеговые. Получаются из приложений к картам. Информация в таблицы вносится по усредненным результатам многолетних наблюдений. Для крыш с наклоном до 25º нагрузка составляет в пределах 80-560 кг/м² для снеговых районов I-VIII категорий с шагом 80. При крутизне скатов 30-55º вводится понижающий коэффициент 0,5-0,7.
  • Ветровые. Эти данные также получают по справочным таблицам, заполненным по статистической информации. Расчет проводится в кгс/м² по климатическим зонам и типам местности. Нагрузка составляет 17-85 кгс/м² для местности типов I-VIII. Оказывает влияние на результат и высота здания. Чем больше оно возвышается над землей, тем больше коэффициент, который составляет 0,75-1,25 для домов 5-15 м.
  • Вес кровли является одним из определяющих факторов и определяется в весе одного квадратного метра покрытия с учетом технологических накладок и швов. Удельный вес, а равно и давление материала составляет в кг/м²: мягкая черепица — 12, профнастил — 5, керамическая черепица — 50, шифер — 13, битум — 6, сланец — 45, фальц — 6. Общий вес определяется путем умножения удельного веса на общую площадь.
  • Вес чернового настила и обрешётки. Основание для кровли особо не влияет на прочность каркаса и делается максимально легким, чтобы снизить расходы на материал и вес каркаса. В среднем вес обрешетки составляет 15-25 кг/м². Данный показатель определяется углом крыши и видом конструкции. В случае с решетчатой схемой он минимальный, а при сплошной основе — максимальный.
  • Вес утеплителя. Наиболее распространенные сегодня пенопласт и пенополиуретан настолько легки, что принимаются в расчет, когда проектируются сложные конструкции для эксплуатации в сложных условиях, где имеет значение буквально каждый килограмм. Утепление весит в среднем 10-20 кг/м². Самым тяжелым, но и эффективным является базальтовая вата.
  • Вес стропильной системы. Альтернативы древесине не существует, поэтому для сборки каркаса используется легкий и прочный брус из сосны и ели. Применение ценных пород древесины оправдывается только в условиях влажного климата, особенно в приморских районах страны. В зависимости от выбранного материала вес стропильной системы рассчитывается по нормативу 10-20 кг/м².
  • Вес проводящих ремонт рабочих. Учитывая специфику монтажа или ремонта кровельного покрытия, одновременно на крыше может находиться не более четырех человек с каждого ската. При этом давление оказывается не только на всю поверхность, но и точечно — по отдельности на каждую опорную деталь. Поэтому нагрузка от строителей считается максимальной и рассчитывается в пределах 80-120 кг/м² в зависимости от комплекции ремонтника.
  • Несущая способность материала зависит от таких факторов, как вид и сорт древесины, ее сечение (высота и ширина бруса), степень просушки и обработки специальными жидкостями.
Читайте также:  Ондулин. Плюсы и минусы. Преимущества и недостатки

Чтобы посчитать потребность материала и составить грамотный чертеж стропильной системы, нужно найти достоверные данные, обобщить их, а затем свести в единую формулу. При этом в проекте имеет значение каждый нюанс — угол кровли, частота установки, длина и толщина стропил.

Общие требования к креплению

При креплении матицы к стене в первую очередь необходимо обратить внимание на физические параметры бруса. Так, для деревянных домов лучше использовать раму из древесины лиственных пород ввиду большей прочности (требование из ГОСТа).

Срез планок выбирается квадратный или прямоугольный — оптимальная площадь для крепления с максимальной устойчивостью. Круговое сечение должно быть исключено, чтобы не делать лишнюю работу по спилу одной из сторон. Самостоятельный срез не получится ровным, а это негативно скажется на устойчивости всей стропильной конструкции.

Длина бруса для будущей рамы берется с запасом — немного больше, чем длина стены.

После того, как расчет материалов произведен, брусы закуплены, необходимо подготовить их для крепления. Первый и самый важный шаг — обработать древесину, чтобы защитить от гниения. Антисептик, который для этого используется, убережет еще и от огня. Дополнительной защитой будет слой гидроизолирующего материала, который прокладывается между стеной и рамой. Это может быть рубероид, стеклохолст или современные аналоги. Способ называется отсечной гидроизоляцией и предупреждает скопление капиллярной влаги.

С наслонными стропилами

В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.

Простейший вариант наслонных стропил

Безраспорные схемы и узлы врубок

Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.

Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами

Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.

Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.

Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.

Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.

Вариант крепления стропил без распора на стеныУсиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках

Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.

Варианты стропильных систем со схватками

Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.

Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками

К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.

Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу

Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.

Как сделать двухскатную крышу (фотоотчет) читайте тут. 

Монтаж мауэрлата под двускатную крышу

Монтаж мауэрлата – основы/фундамента строящейся кровли — выполняется сразу после подбора стройматериала и непосредственного его изготовления. Существует 2 основных способа монтажа мауэрлата – без армирующего/усиливающего пояса на прочных стенках, и монтаж на предварительно обустроенный армпояс. Сооружают такой упрочняющий пояс на стенках с недостаточной прочностью, чтобы возводимой кровле было на что опираться.

Это тоже важно знать: Способы завязывания франтона стропильной системы двухскатной крышиСхема крепления мауэрлата к газобетону

На хрупких стеновых стройматериалах, например, на газобетоне, необходимо обязательно обустроить поверх него более прочную кирпичную или бетонную надстройку-конструкцию, потому что мауэрлату нужно опираться на твердое основание. Но можно обойтись обустройством только армирующего пояса.

Толщина армпояса определяется на основании данных расчетных нагрузок, которые будут действовать на кровлю. В любом случае значение ширины армирующего пояса должно быть не меньшим, чем у самой опорной стенки. Минимальный значение ширины — 25х25 см.

На каркасные и стенки из деревянных брусьев мауэрлат прикрепляют саморезами или обыкновенными гвоздями. Чтобы крепление было прочнее применяют перфорированные спецсоединители.

Если общая площадь домостроения большая, и кровля площадью не меньше 250 кв. м, тогда прикреплять мауэрлат на стенки необходимо при помощи шпилек. В качестве шпилек используются длинные стальные резьбовые штыри, которые распределяются на мауэрлате через 2-2,5 метра (и обязательно устанавливают по краям стенок).

Читайте также:  Дымоход через стену: что это такое? Монтаж

Вначале на стенках заливается бетонная стяжка — армпояс, а потом в него строго вертикально замуровывают стальные резьбовые шпильки. Высота резьбовой шпильки над поверхностью стенки должна быть больше на 3 см, чем толщина брусьев — основы-мауэрлата. Только так можно будет крепко закрепить мауэрлат на стенке гайками с подкладными шайбами.

Также иногда используются для крепления мауэрлата стальные прочные скобы, анкера и стальная проволока, которая отлично гасит растяжения.

Применение проволоки-катанки — самый несложный способ крепления мауэрлата из всех. Для этих целей в междурядья кирпичин за 3-4 ряда до последней верхней кладки посередине размещают отрезок проволоки таким образом, чтобы его кончиков было достаточно после укладки оставшихся рядов для обвязки мауэрлатных брусьев.

Важно на готовый армирующий пояс закрепляется обязательно гидроизоляционный слой (например, из рубероида), чтобы древесина не соприкасалось с бетонным/кирпичным основанием.

Стропильная система мансардной крыши

Большинство частных домов имеет эксплуатируемое подкровельное пространство, называемое мансардой. Такая конструкция отличается увеличенной высотой ската, что вызвано необходимостью создания жилого помещения удобной высоты. Как правило, скаты мансардной крыши ломаные, имеющие изменяющийся угол уклона. Для их установки применяют двойную стропильную систему.

Крутизна нижних полускатов мансардной крыши значительно превышает наклон верхних их продолжений. Плоскостная нагрузка, воспринимаемая ими, не велика. Благодаря этому стропила в нижней части могут устанавливаться с максимальным шагом. Верхние коньковые скаты рекомендуется монтировать с уменьшенным промежутком друг от друга.

Устройство мауэрлата: его размеры и материал

Рисунок 1. Варианты устройства маурлата

Используется мауэрлат для крыши

не только при двускатных кровлях, его применяют также при односкатных и плоских вариантах. В зависимости от конструкции крыши, для его устройства и крепления мауэрлата используют брус с размерным сечением от 100×100мм.

Существует негласное правило – сечение бруса равно 1/3 толщины стены, на которую он будет опираться.

Брус должен иметь влажность не более 20%, желательно с предварительной пропиткой антисептиком для того, чтобы убрать вероятность появления насекомых в древесине. Укладывается мауэрлат только на те стены, на которые будет опираться стропильная система, то есть: если конструкция крыши предусматривает лишь стандартный двускатный вариант с фронтонами, то мауэрлат монтируется только на продольные стены, перпендикулярно фронтонам, если тип крыши четырехскатный – по всему периметру.

Рисунок 2. Варианты стыковки (соединения) стыковка брусов маурлата

В случае разницы размеров мауэрлата и стены – устройство мауэрлата происходит так, что его куски стыкуются с максимальной длиной каждой части. То есть при стандартном размере пиломатериалов – 6м, а длине стены 7м, использовать 2 бруса длиной в 3,5м, но никак не 6м и 1 м. В местах соединения брусков мауэрлата производят запил на половину сечения балки. Место соединения мауэрлата прибивается гвоздями длиной 150мм в количестве не менее 6 штук, и фиксируют в кладку.

При стыковке балки в углах производят такой же запил с забивкой в оба бруса скобы с арматуры диаметром не меньше 10мм.

Забить скобу необходимо так, чтобы она являлась гипотенузой равнобедренного прямоугольного треугольника.

Располагают мауэрлат ближе к внутреннему краю (отступ – не меньше 5см от края), или по центральной оси стены. Это производится для дальнейшего удобства монтажа кровельной системы и надежной фиксации самой балки в толще кладки.

Делаем правильные надрезы на стропилах

А теперь переходим к практике. Первым делом вам обязательно нужно изготовить удобный шаблон, по которому вы сделаете ровные одинаковые стропила:

И следуем таким инструкциям:

С жестким креплением придется повозиться:

Если же речь идет о подвижных узлах, тогда следуйте такому принципу:

На практике все на самом деле просто:

Как вы видите, глаза боятся, а руки делают!

Общие рекомендации по монтажу стропильной системы

  1. Затяжки для усиления стропил изготовляются по такому принципу:  чем ближе к коньку располагаются затяжки, тем массивнее они должны быть. Их надо делать из деревянного бруса большего сечения и обязательно проконтролировать надежность соединительных узлов.
  2. Для того чтоб капли дождя не попадали верхние края стен дома и на стропильную конструкцию, необходимо сделать свес (длина от 55 см).                                                                                                            
  3. Стропила  из древесины перед установкой обязательно надо обработать антисептическим, противогрибковым средством и антипиренами для обеспечения пожаробезопасности.
  4. При болтовом соединении стропильных элементов обязательно надо использовать металлические пластины или шайбы – они помогут не допустить «утапливания» гайки в древесину.

Способы соединения элементов стропильной конструкции: видео

Кол-во блоков: 20 | Общее кол-во символов: 29963Количество использованных доноров: 8Информация по каждому донору:

  1. -domov/ustanovka-stropil-poshagovaya-instruktsiya: использовано 3 блоков из 9, кол-во символов 3085 (10%)
  2. : использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 2298 (8%)
  3. -sdelat-dvuhskatnuju-kryshu-doma-poshagovaja-instrukcija/: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 3856 (13%)
  4. -krysh/dvuskatnaja/: использовано 1 блоков из 7, кол-во символов 971 (3%)
  5. -sistema/: использовано 2 блоков из 10, кол-во символов 1191 (4%)
  6. -doma/krysha-i-krovlya/: использовано 2 блоков из 8, кол-во символов 3551 (12%)
  7. : использовано 4 блоков из 7, кол-во символов 7729 (26%)
  8. -stropilnoy-sistemyi/: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 7282 (24%)
Читайте также:  Инструкция по монтажу пароизоляции крыши

Материалы изготовления мауэрлата

Мауэрлат может быть изготовлен из деревянного бруса, доски, бревна, а также из металлических профилей — швеллера, трубы, двутавровой балки.

  • Чаще всего мауэрлат делают из бруса. Его размер в сечении в определенно степени зависит от размера, а значит, и веса будущей кровельной системы, а также от размера стропильных ног.

Однако, учитывая то, что мауэрлат должен прочно укладываться по торцу стены, распределяя нагрузку, скрывающие или изгибающие напряжения в нем невелики, а с нагрузкой на сжатие древесина справляется неплохо. Поэтому сложных расчётов сечения мауэрлат в большинстве случаев не требует, и обычно используются брусья со сторонами, кратными 50, начиная от 100×100.

В таблице ниже приведены размеры сечений пиломатериалов, наиболее часто использующихся при возведении конструкций крыш в индивидуальном строительстве.

Таблица размеров деревянных элементов стропильной системы:

Элементы стропильной системы Сечение пиломатериала, мм
Мауэрлат Брус 100×100, 100×150, 150×150, а иногда и более.
Стропильные ноги Доска или брус 60×150, 80×150, 100×200 – по результатам расчетов
Прогоны Брус 100×100, 100×150, 100×200.
Затяжки (ригели) Доска 50×100, 50×150.
Стойки Брус 100×100, 150×150.
Подкосы, кобылки, доска карнизного короба Доска 50×100.
Ветровые торцевые и подшивные доски Доска 20×100, 25×150.
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата

Брус для мауэрлата необходимо выбирать тщательно, обращая внимание на его ровность и целостность. Поведенный, деформированный пиломатериал приобретать не стоит даже в целях экономии, так как его сложнее будет установить на ровные поверхности стены, не создавая в нем внутренних напряжений. На древесине не должно быть глубоких и широких трещин и сучков.

Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата

Сучки опасны не только тем, что отличаются от всей древесины своей плотностью и выделением из них смолы, как думают многие, но еще и тем, что значительно ослабляют брус. Кроме того, если на сучок попадает крепление стропила, то в него сложнее будет вкрутить крепежный элемент или забить скобу, и к тому же они будут плохо держаться в такой структуре древесины.

Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
  • Доски, скрепленные между собой, используются для более легких стропильных систем, не имеющих утеплительного «пирога», например, при постройке дачного летнего домика. Для такого варианта мауэрлата, подойдут, например, доски толщиной в 30÷50 мм, уложенные в один или два слоя.
  • Из металлических элементов мауэрлат изготавливается редко, но профили иногда используют для комбинированных вариантов, в которые входят как древесина, так и металл.
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата

При использовании такого варианта нагрузка от стропил распределяется не только на древесину, но и на трубу, уложенную поверх бруса через деревянные вкладыши и притянутую к мауэрлату хомутами. При выборе труб для усиления мауэрлата необходимо придерживаться некоторых критериев их выбора:

Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата

— так как трубы будут пропущены в сквозные отверстия в нижней части стропил, они не должны иметь слишком большого диаметра – достаточно 40÷50 мм.

Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата

— необходимо брать только новую трубу, причем перед установкой ее обязательно нужно покрыть антикоррозийной краской.

Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата

Отверстия в стропилах для прохождения трубы необходимо делать, отступив от их нижнего обреза примерно 100÷120 мм.

Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата

В деревянном мауэрлате делаются вырезы, в дно которых будет упираться торцевая сторона стропильной ноги. Иногда на доске мауэрлата отверстия для установки стропил формируются с помощью закрепления на определенном расстоянии друг от друга отрезков бруса высотой в 80÷100 мм. Ширина между устанавливаемыми отрезками брусков должна превышать толщину стропилины, примерно на 8÷10 мм, чтобы она свободно входила в подготовленный зазор.

Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата

Благодаря тому, что стропила не будут жестко закреплены на мауэрлате, а установлены на скользящие крепления, система получит возможность небольших смещений при усадке строения.

Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата
Материалы изготовления мауэрлата

На данной схеме представлен вариант с использованием комбинированного варианта мауэрлата, состоящего из деревянного и трубы, выходящей за пределы несущих стен по их длине. Эта конструктивная особенность позволяет сразу же сделать основу для защитного козырька на фронтонной части крыши.

Материалы изготовления мауэрлата

Разработка проекта

«Сломав» кровельные скаты под различными углами, можно увеличить объем пространства под мансардной крышей. Ломаная конструкция, как и другой вид мансардной кровли, массивнее и тяжелее стандартной щипцовой крыши, что следует учитывать при оборудовании мансардного этажа в процессе реконструкции дома. Предварительно необходимо обследовать состояние фундамента и стен сооружения, чтобы определить, смогут ли они выдерживать повышенные нагрузки. Если устройство массивной мансардной конструкции планируется на этапе подготовки к строительству своими руками, это должно быть учтено при разработке проекта фундамента и стен дома.

К созданию проекта мансардной крыши следует отнестись внимательно, так как погрешности в расчетах или неправильно подобранные параметры элементов стропильной системы могут привести к повреждению самой крыши, а в некоторых случаях и стен дома, в процессе эксплуатации.

Разработку проекта мансардной крыши рекомендуется доверить профессионалам. Также есть возможность воспользоваться специальными компьютерными программами, с помощью которых выполняется расчет оптимального угла наклона крыши и других параметров. Все расчеты выполняются согласно документу СНиП «Нагрузки и воздействия».

При выборе проекта мансарды, строительство которой можно осуществить своими руками, в первую очередь необходимо обратить внимание на зависимость параметров помещения от угла наклона кровли. Жилое помещение должно иметь высоту более 2,2 метров. Если скаты крыши прямые, то угол их наклона серьезно влияет на ширину помещения.

Ломаная мансардная кровля позволяет максимально расширить помещение, обеспечив необходимую высоту потолков по всей его ширине. При этом боковые (нижние) стропила располагаются под углом около 60 градусов, а угол наклона верхних можно выбрать на свое усмотрение, исходя из эстетических предпочтений, а также снеговых и ветровых нагрузок, характерных для района строительства.