Требования к лагам для крыши: их конструкции, материалу и правилам расчета

Стропильная система – скелет крыши. Именно она выдерживает все нагрузки, действующие на кровельную конструкцию, именно от нее зависит качественная и долгосрочная эксплуатация кровли в целом. Нередко стропила называют лагами для крыши. Чисто технически это неправильно, но среди обывателей и мастеров этот термин в ходу. В этой статье будем рассказывать о том, из каких материалов изготавливают кровельные лаги, каковы должны быть минимальные размеры, о технологии их расчета и монтажа.

Разновидности кровельных лаг

Начнем именно с разновидностей, потому что от выбранного типа зависит качество всей конструкции. Существуют два вида стропильных ног: наслонные и висячие. Отличаются они друг от друга тем, что в наслонной стропильной системе обязательно присутствует коньковый прогон, на который кровельные лаги упираются своими верхними концами. Висячие стропила верхними концами упираются друг в друга.

В частном домостроении в основном применяют наслонную систему. То есть лаги нижними концами упираются в мауэрлат, верхними - в коньковый брус. При необходимости, если пролет крыши превышает 6 м, под каждую лагу устанавливают опорные балки.

Из чего лучше делать стропильные лаги

Для этого используют пиломатериал хвойных пород, который обладает определенными достоинствами:

• невысокая цена;
• простота в обработке;
• неплохие прочностные характеристики.

Для стропил частного дома оптимально использовать или брус с минимальным сечением 100х100 мм, или доску с минимальным сечением 50х150 мм. При выборе очень важно обращать внимание на важность деревянных элементов, она не должна превышать 20%. Все дело в том, что более влажный пиломатериал в процессе его эксплуатации даст усадку, что приведет к изменению конфигурации и размеров самой кровли.

Правила расчета

Только профессиональный проектировщик может точно провести все расчеты, в которые входят определение длины стропильных лаг, их сечение и шаг установки между ними. В основу вычислений закладывают нагрузки, которые будут действовать в процессе эксплуатации кровельной конструкции.

Сегодня многое упрощено. То есть существуют табличные нормативы, в которых определено соотношение всех выше обозначенных параметров. К примеру:

• если для покрытия крыши требуются стропильные ноги длиной 3 м, а расстояние между ними не будет превышать 1,2 м, то их оптимальное сечение – 80х100 мм;
• та же длина стропильных ног, но шаг установки равен 1,8 м, то сечение уже будет другим – 90х100 мм.

В таблицах учтены практически все ситуации, поэтому с достаточно высокой точностью можно провести расчеты и гарантировать высокое качество конечного результата. Отталкиваясь от полученных параметров, легко подсчитать требуемое количество кровельных лаг.

Есть еще один немаловажный параметр. Это прогиб стропильных ног, от которого зависит несущая способность конструкции в целом. К примеру, если длина лаги составляет 5 м, то допустимый ее прогиб не должен быть выше 2 мм. Казалось бы, что показатель-то не очень большой. Но здесь необходимо учитывать, что нагрузки, особенно снеговые, могут данный параметр увеличить. А это приведет в первую очередь к прогибу всей кровли, что зрительно испортит внешний облик дома. Во-вторых, снижение несущей способности может привести к излому стропил, а соответственно к выходу из строя всей крыши.

Требования к стропильной системе крыши дома

О некоторых требованиях уже было сказано выше. Обозначим остальные.

• Жесткость соединения. Основной элемент кровельной конструкции – две пары стропильных лаг, которые устанавливаются через определенное расстояние, называемое шагом установки. По форме две стропильные ноги представляют собой треугольник. То есть фигуру, которая сама по себе уже является надежной и прочной. Просто необходимо эти треугольники жестко соединить между собой.
• Небольшой удельный вес.
• Высокое качество используемого пиломатериала. Здесь требуется материал сортаментом в пределах 1-3 сорт. Если стропильная система с теплоизоляционным пирогом и обрешеткой, плюс кровельным материалом – конструкция тяжелая, то лучше использовать древесину 1 сорта. Добавим, что стандартная длина досок и брусов хвойных пород – 6 м, лиственных – 4,5 м.

Разновидности кровельных конструкций

Необходимо понимать, что лаги крыши зависят от формы последней. То есть не всегда в кровельной конструкции две пары лаг собой представляют треугольник. Поэтому рассмотрим эту позицию подробно.

Односкатная крыша

Это самая простая конструкция, в которой лаги упираются на стены дома. Последние имеют разную высоту, и эта разница обеспечивает угол наклона кровли. Необходимо отметить, что односкатные крыши ограничены лишь длиной пролета. Он же, в свою очередь, может быть достаточно большим, то есть длиннее длины стропильных лаг. Поэтому стропила просто удлиняют и в месте соединения устанавливают опорные стойки.

Двускатная крыша

Здесь как раз и применяют стропильную систему из треугольников. При кажущейся простоте конструкции, необходимо отметить, что она не всегда собирается по простой технологии. К примеру, на фото ниже показана схема сборки стропильной системы двускатной кровли, в которой использовано достаточно большое количество разных элементов. При этом, чем длиннее пролет крыши, тем сложнее конструкция.

Мансардная крыша

Классическая мансардная кровля относится к категории «ломаные» кровельных конструкций, потому что состоит из нескольких лаг, которые располагаются в разных плоскостях. По сути, стропила формируют ломаную конфигурацию, которая и образует крышу. То есть с каждой стороны скат крыши формируется из системы двух стропильных ног: одна образует верхнюю плоскость ската, вторая нижнюю. Поэтому в процессе сооружения мансардной крыши сначала собирают каркас, на который затем устанавливают и крепят стропильную систему. При этом верхние лаги собираются по типу двускатной крыши, где используются или наслонная модификация стропил, или висячая.

Чтобы вы поняли, о чем идет речь, посмотрите на фото ниже. На нем четко виден каркас строения, а также две пары стропильных ног, состоящих из двух лаг.

Вальмовая крыша

В этой кровельной конструкции лаговая система сильно отличается от всех остальных. Хотя есть в ней и общие с другими кровлями элементы. Начнем с того, что вальмовая крыша относится к категории «четырехскатных». В ней два ската представляют собой треугольники, два трапеции. Именно это и создает нестандартную стропильную систему.

Итак, стропила вальмовой крыши собираются по типу наслонных элементов, то есть в конструкции кровли присутствует коньковый прогон. Но он по длине намного короче, чем длина самого дома. Поэтому в стропильной системе присутствуют три разновидности лаг:

• основные, которые формируют главную плоскость трапециевидных скатов;
• диагональные, их еще называют ребрами или накосными, которые соединяют торец конькового бруса и угол дома;
• нарожники – короткие лаги, которые верхним концом упираются в ребро стропильной системы крыши.

Шатровая крыша

Это тоже четырехскатная кровля, только состоящая из четырех одинаковых скатов, которые собой представляют равнобедренные треугольники. По своей конструкции они в точности повторяют треугольные скаты вальмовой крыши. При этом для их формирования используют четыре накосные стропила, четыре основные и несколько нарожников.

Многощипцовая крыша

Это самая сложная стропильная система. И сложность заключается в том, что состоит кровельная конструкция из сопряженных скатов, которые собой образуют как внешние углы конструкции, так и внутренние. При этом в состав стропильной системы входят как наслонного типа лаги, так и висячего. Поэтому ее часто называют смешанной или комбинированной.

Необходимо отметить, что многощипцовые крыши нельзя назвать типовыми. То есть для каждого дома проектируют свою конструкцию с учетом требований владельца и возможностей строения дома. Особенно это касается конструкций, под которыми будет организовываться мансардное пространство.

На самом деле многощипцовые крыши очень сложны в возведении. Особенно необходимо отметить два важных узла:

• Ендовы. Углы (внутренние), которые образуются двумя скатами, подвергаются огромным нагрузкам. Поэтому эти участки обязательно дополняются распорками и стойками.
• Участки сопряжения коньков между смежными скатами. Именно коньковые прогоны должны быть точно подогнаны друг к другу. Особое внимание способам крепления в местах стыковки двух брусов.

Способы соединения лаг стропильной системы

Существует большое количество соединения стропильных ног с другими элементами кровельной конструкции. Коротко расскажем о каждом из них.

Крепление к мауэрлату

Традиционный вариант – сделать врубку, подогнав лагу под монтаж к мауэрлату и закрепив доску с помощью гвоздя, длинного самореза или проволокой. Главная задача производителя работ – сделать соединение неподвижным.

Сегодня с приходом новых технологий и новейших материалов мастера используют более простые схемы крепления, в которых используют специальные металлические крепежные изделия. Самый распространенный – это перфорированный уголок, который саморезами крепится со стороны одной полки к брусу мауэрлата, другой полкой к стропильной лаге. Если есть необходимость увеличить прочность соединения, то устанавливают два уголка с двух сторон стропильной ноги.

Еще один вариант, где используются металлические уголки. Здесь совершенно другая система крепления, в которой применяют болты или шпильки. Для этого два уголка устанавливают по две противоположные стороны лаги, в которой предварительно сделаны сквозные отверстия. Через них и пропускают болты. К мауэрлату уголки могут крепиться длинными саморезами или болтами (шпильками). На фото ниже как раз такой вариант крепления показан.

И последний в этом разделе крепеж, который называют плавающим. Он обычно используется в деревянном строительстве, потому что деревянные и каркасные дома подвергаются естественной усадке. И чтобы не произошел перекос крыши в процессе просадки стен дома, делают так, чтобы стропильная система относительно самого здания не имела жесткого крепления. На фото ниже это хорошо видно.

Крепление к коньковому брусу

Здесь, как и в случае с креплением к мауэрлату, есть традиционные технологии и новые. Старый способ – с помощью врубки и длинных гвоздей. На фото ниже он показан.

На следующей фотографии показан вариант с применением стальных крепежных изделий. Их два: уголки и пластины, все перфорированные. Устанавливать можно с одной стороны стропильной пары или с двух. Нередко мастера не применяют пластины, обходясь только уголковыми элементами.

Третий вид крепежа – плавающий. Для чего используют четыре перфорированные пластины, установленные по разные стороны стропильных лаг. При этом попарно они соединены между собой с помощью болта. Их задача – не дать стропильным ногам разорваться в процессе естественной усадки деревянного дома.

Что можно в общем сказать по способам крепления лаг. Главное – надежность. Все остальное на ваше или мастера усмотрение. Многие идут по пути экономии, что в кровельной конструкции неприемлемо. Ее надежность – надежность дома, как и в случае с фундаментом.

Заключение по теме

Выбирая лаги на крышу, а также способ их крепления к коньковому брусу или мауэрлату, необходимо принять во внимание всю информацию, которую мы предоставили в этой статье. Как показывает практика, точный расчет стропильной конструкции, грамотно проведенный ее монтаж – основа гарантии долгосрочной эксплуатации крыши в целом.