Как сделать крышу на металлическом каркасе
Система стропил составляет основу для скатной крыши. Чаще всего для них используется дерево. Металлические стропила применяются в тех случаях, когда требуется придать несущей конструкции повышенную прочность. Рассмотрим подробно достоинства, недостатки, правила выбора материала и особенности монтажа конструкции, а также необходимые условия предпочтения именно металла для каркаса.
Роль стропил в постройке
Стропильный каркас представляет собой основу формирования ската крыши. Для того чтобы эта система выдерживала нагрузки, должны быть проведены соответствующие расчеты.
Каркас кровли выполняет следующие функции:
- придание крыше требуемого уклона для лучшего стока дождевой воды;
- формирование формы ската;
- создание основы для монтажа кровли;
- распределение нагрузки, которое зависит от расстояний между стропилами и их сечения.
Несущая конструкция каркаса должна выдерживать общий вес:
Кроме этого, следует учитывать нагрузки, которые могут возникать периодически. Например, сильный ураганный ветер, сейсмическая нестабильность.
Какие бывают стропила
Существует несколько видов стропильных систем, включающих каркас и обрешетку. Чаще всего для этих целей применяется древесина, но при большой нагрузке и значительных площадях наклонных поверхностей этот материал не подходит.
Металлические конструкции
В качестве материала изготовления выбирается профиль из оцинкованной стали. Обрешетка и стропила из данного материала влагоустойчивы, прочны и достаточно легки.
Допустимый шаг может составлять до 200 см. Применяется этот вариант для скатов от 7 м. Кровля по металлическим балкам крепится при помощи специальных дополнительных деталей, сварки. Применение гнутого профиля позволяет минимизировать расход материала.
Деревянные стропила
Древесина подходит для скатов до 7-10 м.
Крепеж может выполняться при помощи металлических элементов, саморезов и гвоздей.
Допустимый шаг – порядка 0,8 м.
Комбинированные системы
Сочетание деревянных и металлических элементов позволяет построить стропильную систему, которая дешевле металлической. И имеет шаг стропил шире, чем у деревянной системы.
Комбинированная система монтируется с соблюдением определенных условий: специальной обработки используемых деревянных элементов и применения гидроизоляции. Это необходимо для увеличения эксплуатационных качеств древесины при ее близости к металлу.
Достоинства металлического каркаса
Металлоконструкции для кровли имеют следующие плюсы:
- Большой срок службы. При правильном подборе материала и качественном монтаже конструкция прослужит более века.
- Пожаробезопасность. Изготовление производится с применением негорючих материалов.
- При локальных возгораниях подобная система дольше сохраняет форму и удерживает крышу, чем дерево.
- Минимум отходов при монтаже.
- Простое обслуживание. Специальное покрытие стали выполняет защитную функцию, что предотвращает разрушение материала, и приводит к отсутствию необходимости ежегодной обработки.
- Отсутствует серьезная нагрузка на несущие стены и основание здания.
- Экологичность сооружения, отсутствие необходимости обработки химическими реагентами.
Недостатки применения металлоконструкций
Несмотря на большое число достоинств, каркас крыши из металла используется реже, чем деревянный. Минусы металлических стропил:
- Сложность монтажа, при котором зачастую требуется задействовать специальную технику для поднятия тяжелых элементов.
- Необходимы слесарные навыки для выполнения работ.
- Высокая цена, в сравнении с деревом.
- Неудобство транспортировки.
- Большая теплопроводность.
- При высоких температурах металл деформируется. Это может представлять опасность обрушения во время пожара.
- Возможно промерзание при низких температурах.
Разновидности металлических стропильных конструкций
Существует большое количество стропильных конструкций (ферм), которые отличаются друг от друга по качественным характеристикам:
Стропила подразделяются на следующие группы:
- арочные (отличаются высокой эстетикой, с ними возможно создание сложных форм, что влияет на увеличении расходности материала);
- винтовые;
- балочные (имеют небольшой вес и требуют минимального расхода материала);
- рамные.
Основные элементы конструкции
Существует определенный перечень конструкционных элементов стропильных систем. К нему относятся пояса, которые и образуют контур, а также решетка, собираемая из роскосов.
Металлические стропила для крыши изготовляются из таких элементов:
Все элементы должны хорошо примыкать друг к другу. Решетка крепится к поясам при помощи специальных элементов.Для опоры несущих сооружений служат подстропильные элементы. Их применяют в тех случаях, когда балки имеют неравномерный шаг.
Пояса
По форме поясов фермы бывают:
- Треугольные. Они оптимальны для большого угла наклона. Требуют значительного расхода материалов.
- Полигональные. Ориентированы на мощные строения и большие пролеты. Для небольших построек подобный вариант будет излишне усложненным и нерентабельным.
- Односкатные (трапециевидные). Имеют высокие показатели прочности с узлами рам высокой жесткости.
- Параллельно расположенные. Этот вариант подходит для мягкой кровли в качестве универсального варианта, включающего повторяющиеся узлы.
Решетки
Системы решеток подразделяются на 3 вида:
- Раскосные, требующие значительного расхода материала.
- Треугольные, применяемые чаще всего при монтаже параллельных или поясов-трапеций.
- Прочие специальные, например, крестовые.
Обоснованность выбора металла
Стропила из металла – это основательная конструкция, которая обладает повышенной прочностью к нагрузкам. Металл применяется в тех случаях, когда каркасу нужна высокая жесткость, используется брус от 7 или 10 метров, уклон ската от 1º.
Металлические стропила требуют наличия навыков и подходящих инструментов для монтажа. Крепление стропил должно быть особенно тщательным, с привариванием уголков.
Конструкция металлической кровли будет оправдана экономически только в том случае, когда проведены расчеты нагрузки, и она составляет не менее 450 кг. И скат имеет длину более 10 метров.
Материалом изготовления служит оцинкованный металл. Чаще всего это парный профиль. Для крепежа применяется:
При расчете металлоконструкции учитываются сечения элементов, просчитывается количество сварочных швов и количество дополнительных расходных материалов.
Профильные трубы – наиболее частый выбор для организации стропил частного дома. В сравнении с другими системами, эта выигрывает за счет более простого монтажа и меньшего веса. Размер сечения подбирается в зависимости от конкретной системы стропил, размера крыши, угла наклона ската, расчетной нагрузки и других параметров.
Видео описание
В видео можно увидеть стропильную систему с применением металлического каркаса:
Заключение
Если от каркаса крыши требуется повышенная прочность, то металл – именно тот материал, который способен выполнить это требование. Но надо помнить, что монтажные работы требуют определенных навыков и квалификации. При изготовлении каркасов из металла лучшим выходом будет доверить эту работу специалистам.
Читайте также: