Стропильная система: из чего складывается крыша

Из чего состоит каркас крыши

В частном доме набор деталей почти всегда один и тот же, меняется только их размер и схема опирания. Разберём по порядку, снизу вверх.

Мауэрлат

Брус, уложенный по верху стены. Он принимает нагрузку от стропил и раздаёт её по кладке, чтобы давление не концентрировалось в точках. На газоблочной стене мауэрлат крепится к армопоясу шпильками, заложенными при его заливке, — именно поэтому армопояс делают до кровли, а не «когда дойдём».

Между мауэрлатом и кладкой обязательно идёт гидроизоляция: дерево, лежащее прямо на бетоне, тянет влагу и гниёт первым. Это дешёвая полоска рубероида, про которую забывают чаще, чем про что-либо ещё в кровле.

На деревянном доме мауэрлата в привычном виде нет — его роль играет верхний венец сруба. Отсюда особенность, которая всплывает при ремонте старых домов: если верхние венцы повело, крыша встаёт криво, и выравнивать приходится сначала сруб, а уже потом собирать стропила. Ставить новую крышу на перекошенный сруб бессмысленно — она повторит его геометрию.

Стропила и схема опирания

Стропильная нога — основная несущая деталь. Опираться она может по-разному, и от этого зависит и сечение, и цена работы.

В наслонной схеме стропило опирается на мауэрлат внизу и на прогон или стойку в середине. Пролёт делится пополам, сечение получается меньше. В висячей схеме опор в середине нет, и пара стропил с затяжкой работает как треугольная ферма: распор гасится затяжкой, а не стеной. Ошибка здесь — самая дорогая: без затяжки висячие стропила разводят стены в стороны, и трещина идёт по кладке.

Обрешётка

К обрешётке крепится покрытие, и её шаг диктует именно покрытие. Под металлочерепицу делают шаговую обрешётку с шагом под волну листа, под профнастил — реже, под мягкую кровлю нужна сплошная: плита ОСП или доска без зазоров, иначе гибкое покрытие продавливается. Какое покрытие что требует, разобрано в статье чем крыть крышу дома.

Что задаёт нагрузку в нашем климате

Здесь чаще всего и промахиваются: считают вес покрытия, а он в общей нагрузке далеко не главный.

Снег важнее покрытия

Калужская область относится к третьему снеговому району по СП 20.13330 «Нагрузки и воздействия». Вес снегового покрова на квадратный метр кровли в разы превышает вес самого покрытия — и именно снег определяет сечение стропил. Поэтому крыша, собранная «как в Краснодарском крае», у нас прогибается на третью зиму, хотя материал тот же.

Уклон крыши работает вместе с нагрузкой: чем круче скат, тем меньше снега на нём задерживается. Пологая кровля собирает снег и требует более мощной системы — это ещё одна причина, по которой форму крыши выбирают вместе с расчётом, а не отдельно.

Ветер и свесы

Вторая нагрузка — ветровая, и работает она на отрыв. Чем больше свес крыши, тем сильнее её пытается поднять. Отсюда требование, которое выглядит формальностью и ею не является: мауэрлат должен быть механически связан со стеной, а стропила — с мауэрлатом, через скрутку или металлический крепёж.

Третья нагрузка появляется не каждый год, но именно она ломает крыши — неравномерный снег. Ветер сдувает снег с одного ската и намётывает сугроб на другом, особенно в ендовах и у примыканий к стенам. Расчёт это учитывает коэффициентами, а «на глаз» — нет: крыша, которая спокойно держит ровный слой, может не выдержать перекоса нагрузки на одну сторону.

Свес: маленькая деталь с большими последствиями

Свес — вынос кровли за плоскость стены. Он отводит воду от фасада и цоколя, и чем он больше, тем меньше воды попадает на стену и в отмостку. Короткий свес экономит немного материала и стабильно возвращается сырым цоколем, зелёным налётом на фасаде и работой по отмостке, которая перестаёт справляться.

Обратная сторона: чем больше свес, тем выше ветровая нагрузка на отрыв и тем крепче должны быть узлы. Поэтому свес — это решение, а не «сколько получится»: его назначают вместе с расчётом креплений.

Холодная крыша или тёплая мансарда

Это решение принимается до сборки каркаса и меняет в нём почти всё.

Холодный чердак

Утеплитель лежит по перекрытию, чердак остаётся холодным и проветривается. Стропильная система в этом случае работает только на нагрузку и остаётся сухой сама по себе — это самая надёжная и самая дешёвая схема. Если чердак не нужен как комната, выбирать стоит её.

Тёплая мансарда

Утеплитель уходит в скаты, между стропил. Здесь появляются два новых слоя: пароизоляция снизу и вентзазор сверху, между утеплителем и покрытием. Толщина стропила при этом определяется не только нагрузкой, но и толщиной утеплителя плюс зазор — доски 150 мм для мансарды обычно уже мало.

Пиломатериал: что именно покупать

Каркас крыши — это в первую очередь дерево, и половина будущих проблем закладывается на этапе закупки, а не на этапе сборки.

Влажность доски

Доска естественной влажности дешевле и доступнее, но она сохнет уже в конструкции: меняет размеры, выкручивается, ослабляет узлы. Для холодного чердака это терпимо — крепёж подтягивают, и на этом всё заканчивается. Для мансарды, где к стропилам крепится отделка, такая доска означает трещины по потолку через сезон.

Камерная сушка дороже, но стабильна. Разумный компромисс, который мы применяем чаще всего: сушёный пиломатериал на ответственные элементы — стропила и прогоны, — и естественной влажности на обрешётку, где подвижки не критичны.

Сорт и геометрия

На стропила берут доску без больших сучков в растянутой зоне и без обзола по кромке. Крупный сучок в нижней части стропила работает как надрез: именно оттуда идёт трещина при нагрузке. Кривая по пласти доска ещё до сборки означает, что плоскость ската придётся выводить подкладками, и крыша получится волнистой — это видно на готовом покрытии, особенно на металлочерепице с её глянцем.

Сколько дерева уходит

Ориентироваться по объёму полезно уже на этапе разговора с бригадой. На двускатную крышу обычного одноэтажного дома уходит порядка трёх-пяти кубометров пиломатериала на стропильную систему и обрешётку, на вальмовую с ендовами — заметно больше за счёт подрезки и отходов. Если в смете стоит одна строка «кровля под ключ» без объёмов, попросите разбивку: дерево, крепёж, гидроизоляция, покрытие и работа считаются отдельно.

Узлы, на которых всё держится

Каркас крыши выходит из строя не целиком, а в конкретных точках. Их немного.

Крепление мауэрлата и стропил

Мауэрлат к армопоясу — на шпильки, стропило к мауэрлату — на запил с креплением. Здесь экономят на метизах, и это видно только при сильном ветре. Проверить просто: у нормально собранной крыши каждое стропило имеет механическую связь с мауэрлатом, а не просто лежит на нём.

Ендова и примыкания

Ендова — внутренний угол между скатами — собирает воду с двух плоскостей сразу и остаётся самым нагруженным местом кровли. Под неё делают сплошное основание и укладывают дополнительный слой гидроизоляции. Ровно то же касается примыканий к трубе и стенам. Почему именно эти узлы дают течь, разобрано в статье когда крышу чинят, а когда перекрывают.

Вентиляция подкровельного пространства

Воздух должен входить у карниза и выходить у конька. Если продухи перекрыты утеплителем или подшивкой, влага остаётся внутри и конденсируется на нижней стороне покрытия. Дальше мокрый утеплитель, чёрные пятна на стропилах, и через несколько лет — замена системы.

Проверить это можно и на готовой крыше: с чердака должно ощущаться движение воздуха, а подшивка карниза — иметь перфорацию или зазор. Глухая подшивка пластиком «чтобы птицы не лезли» встречается часто и означает, что крыша не дышит.

Что можно увидеть с чердака самому

Осмотр чердака — самый дешёвый способ понять состояние крыши, и для него не нужен специалист. Смотреть надо на три вещи. Первая — цвет дерева: тёмные разводы и чёрные пятна означают, что вода сюда доходит. Вторая — гвозди и саморезы со стороны чердака: ржавые подтёки вокруг них говорят о конденсате. Третья — утеплитель: он должен быть сухим и лежать ровно, без провалов и мокрых участков.

Если что-то из этого нашлось, дальше вопрос в масштабе: локальная течь лечится за день, системная сырость означает, что переделывать придётся вентиляцию и, возможно, часть стропил. Разница между этими двумя случаями — в деньгах на порядок, и определяется она на месте, а не по фотографии.

Источники. Снеговой и ветровой районы, расчётные нагрузки — СП 20.13330 «Нагрузки и воздействия»; требования к деревянным конструкциям — СП 64.13330 «Деревянные конструкции». Конкретные сечения и шаг для вашего дома считаются под пролёт и выбранное покрытие, приведённые в статье диапазоны — ориентир.

Стропильную систему мы собираем и на новых домах, и на старых, где меняем ветхую крышу целиком. Состав работ и варианты покрытия — на странице кровли под ключ; если крыша меняется на деревянном доме, рядом почти всегда идёт ремонт сруба.