Крыши с одним скатом редко водружают над малоэтажными жилыми домами. Правда, их незатейливая форма и простота линий весьма привлекательна для приверженцев стиля хай-тек. Однако пока новомодные явления не слишком прочно внедрились в отечественный ландшафт, односкатные кровельные конструкции возводят над гаражами, компактными дачами, верандами, бытовками.
Желание построить подобный несложный объект самостоятельно нередко посещает мастеровитых хозяев. Для оптимального результата домашним умельцам нужно знать, каким образом сооружается односкатная крыша своими руками, что следует предусмотреть и какие этапы работ предстоит провести.
Техническое определение односкатной крыши полноценно отражает суть устройства. В ее составе есть лишь одна скатная плоскость, сформированная самобытной стропильной системой. Оба края стропильных ног имеют под собой надежную опору, потому безоговорочно относятся к разряду наслонных.
Элементы системы укладываются отдельно, устанавливаются на разные по высоте стенки, с которыми соединяются через мауэрлат. Последний из указанных составляющих крыши не похож на стандартную деревянную раму. Его роль играют два бруса, уложенных параллельно на каменные стены, аналогично расположенные бревна сруба или противоположные стороны обвязки каркасных построек.
Иногда, чтобы не запутаться в терминологии, вышележащий отрезок мауэрлата называют коньковым брусом. Однако коньковый перелом он не формирует, а работает как опора.
Функция опор для устройства крыши с одним скатом выполняется:
- Непосредственно кирпичными, пенобетонными и деревянными несущими конструкциями.
- Рядом опорных столбов, предназначенных или непредназначенных для последующей обшивки.
Конструктивная простота не мешает односкатным сооружениям включать внушительное количество разновидностей и подкатегорий. По аналогии с прочими скатными собратьями они могут быть утепленными и холодными. Односкатные крыши строят с чердаком или без него.
В чистом виде чердачные варианты встречаются нечасто, т.к. противопожарными нормами запрещено устраивать чердак ниже 1,6м. Конструкции с одним скатом в основном пологие: наиболее распространенные величины уклона варьируют от 5º до 15º, в процентном выражении это будет от 5% до 25%.
Чердак при таких пропорциях может быть устроен только в случае, если между кровельной системой и потолочным перекрытием будет устроена или подобное помещение для хозяйственных нужд.
Односкатные крыши сооружаются:
- Над пристроенными к основному зданию террасами, банями, входными крыльцовыми группами, гаражами и др.
- Над отдельно стоящими бытовыми и жилыми строениями.
В сфере оснащения крышами пристроек односкатные представляют максимально приемлемое техническое решение, исключающее вероятность накопления снежного мешка. В случае архитектурной необходимости альтернативой им могут послужить . Указанные соперники привлекают интересной формой, но разочаровывают увеличенными затратами и более сложной технологией сооружения.
Благодаря разнице в высоте опорных стенок отвод осадков со ската происходит самопроизвольно. Это значит, что в организации внутреннего стока нет нужды. Чаще всего к низкой стороне односкатной крыши крепится водосточный желоб, превосходно справляющийся с задачами водоотведения в летний и демисезонный период. Зимой на пологих скатах может скапливаться снег. Залежи осадков удаляют по правилам очищения плоских крыш.
Уклон односкатной крыши может быть обеспечен:
- Традиционно разными по высоте стенами или рядами опорных столбов.
- Половинчатыми фермами заводского или собственноручного производства, установленными на стены или ряды столбов равной высоты.
- Прикрепленными к стене основного здания опорными конструкциями, расположенными выше уровня противоположной стены пристройки.
В качестве кровельного покрытия односкатных крыш используются преимущественно , профлист, кровельная жесть, . Если требует архитектурный облик усадьбы, применяется пластик, сланцевая плитка, керамическая или цементно-песчаная черепица.
Заметим, что монтаж штучной кровли производится только при значении угла наклона, допущенного производителями материала. Незначительные по крутизне конструкции с одним скатом не покрывают дранкой, соломой, тростником из-за возможности быстрого загнивания.
Технология устройства односкатной крыши
Для детального ознакомления с принципами сооружения односкатной крыши рассмотрим реальные примеры построения стропильных каркасов из пиломатериалов. Ведь древесина наиболее простой в работе и доступный по стоимости материал.
Учтем, что предварять работу должна проектная разработка с расчетами, ориентированными на индивидуальные условия строительства. Сечение деталей стропильной системы для навесов, по которым никто не будет перемещаться, необходимо определить с учетом веса кровельного пирога и снеговой нагрузки.
Для крыш отдельно стоящих построек расчеты следует производить с учетом всех типов статических и динамических нагрузок, действующих на конструкцию в течение года. Отметим, что стропильные ноги односкатных систем рассчитываются, как горизонтальные балки.
Тонкости и нюансы проектирования
Изучим общие принципы проектирования такой крыши. Стропильные каркасы над частными объектами принято сооружать из древесины, что обусловлено экологическими и экономическими достоинствами материала. Однако будущим строителям нельзя забывать о специфике натуральной органики.
Следует учесть, что древесине свойственно менять линейные размеры от колебаний влажности и перепадов температуры. Ей характерна провисающая деформация солидных по длине элементов, не имеющих дополнительных опор под проблемными сегментами.
Специфические особенности материала обуславливают усложнение конструкции в зависимости от величины перекрываемого пролета:
- При расстоянии между опорами до 4,5м устраивается самый простой стропильный каркас, не требующий установки дополнительных опор.
- При расстоянии от 4,6 до 6м для придания жесткости системе устанавливаются подстропильные ноги – подкосы. По этому принципу устраиваются навесы, независимо от дины стропилин.
- При расстоянии между опорными стенками от 6,1 до 9м подкосы монтируются два подкоса, подпирающие стропильную ногу с обоих краев.
- При расстоянии от 9,1 до 12м в середине пролета устанавливают консольно-прогонную конструкцию, условно разделяющую пролет на две части. Конструкция представляет собой крепкую деревянную раму с прогонной балкой вверху, которая опирается на ряд вертикальных стоек. В стойки конструкции упираются подкосы, поддерживающие обе половины длинной стропилины.
- При расстоянии свыше 12м пролет делится на несколько секторов прогонными конструкциями. Техническое решение в пределах сегмента соответствует одному из вышеописанных вариантов.
Расстояние между стропильными ногами определяют геометрические данные обустраиваемой коробки. Стены, на которые предстоит опереть каркас крыши, банально разбиваются на равные отрезки. Разбивку производят так, чтобы оба края конструкции были обеспечены стропильными ногами, а между ними с равным шагом были расположены рядовые.
Выбор шага не совсем произволен. Есть ограничения по разбивке, зависящие от материала, выбранного для изготовления деталей системы:
- Стропильные ноги, изготовленные из бревен, брусьев, пластин, устанавливаются с шагом 1,5 – 2,0м.
- Стропила, выполненные из доски, устанавливаются через 1,0 – 1,75м.
Имеется лимит по размерам сечения, независящий от расчетов. Даже для строений с предположительно минимальной нагрузкой Ø бревна не может быть менее 12см, толщина пластины менее 7см, толщина доски менее 4см.
Самостоятельным строителям нужно учесть, что для изготовления подстропильных ног для крыш, перекрывающих пролеты более 4,6м, необходимо запасаться пиломатериалом помимо бруса или доски на производство стропилин. Подкосы надо будет делать из бревна Ø от 10см, из бруса со стороной от 8см или из спаренной доски размером от 25×150мм.
Брус для мауэрлата не имеет права быть меньше 100×200мм, бревно для тех же целей – тоньше Ø 180-200мм. В строительстве крыш, перекрывающих пролеты более 12м, потребуется установка прогонов и лежней. Размер бруса для их изготовления не может быть меньше 180×180мм, Ø бревна не может быть меньше 200мм. Стойки консольно-прогонной системы для большепролетных крыш выполняются из бруска со стороной от 120мм и более или из бревна Ø от 130мм.
Односкатная крыша каркасной постройки
Будем считать, что проектирование успешно завершено. Ответственному строителю план-чертеж с размерами и расчетами окажет действенную помощь. Теперь разберем один из простейших примеров, в доступной форме поясняющих, как грамотно сделать односкатную крышу. Обустраивать будем небольшую каркасную баньку. Стропилины ее односкатной крыши будут опираться на верхнюю обвязку.
Шаг установки стропильных ног рассчитывать не надо, т.к. он равен расстоянию между стойками каркасных стен. На изготовление стоек пошла доска 50×150мм. Высоту передней стенки примем 2,5м, задняя стенка будет высотой 2,2м.
Процесс сооружения по шагам:
- Доску раскраиваем на отрезки по 2,65-2,70м. Количество деталей равно количеству стоек в передней стенке.
- Раскраиваем равное количество стоек для задней стенки длиной по 2,35 – 2,40м.
- Устанавливаем подготовленные стойки, крепим с помощью металлических уголков. Крайние детали временно фиксируем укосинами.
- Проверяем горизонтальность и вертикальность стоек строительным уровнем, при необходимости выравниваем положение. Отбиваем на передних стойках горизонт на высоте 2,5м, на задних стойках на высоте 2,2м.
- По полученным меткам устанавливаем боковую доску.
- По факту отпиливаем излишки стоек, возвышающиеся над боковой доской.
- Устанавливаем боковые доски на торцовые стены. Для этого сначала проведем примерку, приложив доску к месту предстоящего крепления и отметив линии спилов. Доски с отпиленными излишками прибиваем к крайним стойкам обеих стен.
- Стойки боковых стенок раскраиваются по точным размерам, устанавливаются с шагом, аналогичным шагу опор передней и задней стенки. Крайние стойки боковых стенок сшиваются с крайними элементами каркасов передней и задней стен. Дверной проем можно оставить сразу, а можно вместе с оконными проемами сделать после монтажа стропильной системы путем разрезания стоек на необходимой высоте.
- Устанавливает обвязку сверху на торцы стоек, демонтируем боковую доску.
- Поверх устроенной обвязки монтируем еще одну. Не забываем перевязать углы, установив над стыком нижних досок цельный край верхней доски.
- Раскраиваем стропила из доски 50×150мм. Учитываем, что длина их должна включать два карнизных свеса с обеих сторон и еще 10-15см «про запас» на выравнивание.
- Устанавливаем две стропильные ноги точно вдоль боковых стен. Фиксируем их уголками к верхней обвязке через 0,7 – 1,0м. Между ними укладываем и крепим рядовые стропилины, которые крепим в двух местах к обвязке.
- Выравниваем края, обрезаем излишки стропилин. Затем по периметру монтируем ветровую доску, используя материал 50×100мм.
- Сооружаем сплошную обрешетку из влагостойкой фанеры, листы которой укладываем в разбежку с зазорами по периметру каждого элемента в 2-3мм, чтобы обеспечить материалу резерв на температурное расширение.
- Крепим поверх обрешетки гидроизоляционный ковер.
Крыша пологая, потому о разреженной обрешетке речь не может идти. Перед укладкой покрытия вырезаем отверстие под дымоход. Вокруг него и вдоль свесов крыши прокладываем полосы дополнительной гидроизоляции.
Поверх сплошного настила укладываем выбранную разновидность кровельного покрытия: битумно-полимерную кровлю, профнастил или стальные листы, соединенные фальцами.
Крыша каркасного дома с верандой
В технологиях сооружения односкатных крыш по каркасным коробкам со стенками разной высоты практически нет отличий. Этапы строительства проводятся по схожему плану, выполняются типовые работы. Различаются размеры построек, крутизна крыши, величина совокупной нагрузки, учитывающей погодные обстоятельства, специфику эксплуатации и вес кровельного пирога.
Односкатная крыша – наиболее востребованная «участница» всевозможных архитектурных комбинаций. В представленном нами примере два отдельных ската возведены над дачей. Одна из односкатных крыш устроена над жилой частью каркасного дома, вторая – над пристроенной к дому террасой. У жилой части дома общий фундамент и несущая стена, на которую верхами опираются стропила обоих крыш.
Алгоритм строительства:
- Раскраиваем стропилины так, чтобы с обеих сторон остался запас на карнизные свесы.
- Укладываем стропила с шагом, равным расстоянию между стойками каркасной постройки. Крепим их к обвязке уголками.
- Раскраиваем две ветровые доски длиной, равной длине стенки плюс два боковых карнизных свеса.
- К боковым элементам обвязки крепим выноса боковых карнизов.
- Прибиваем ветровую доску к торцам выносов.
- Раскраиваем брус 100×100мм для строительства опор веранды. Их длина на 50-70см меньше высоты стоек высокой стенки дачи.
- Устанавливаем опорные стойки веранды, шаг установки выбираем согласно собственной архитектурной конкретике.
- Верх стоек соединяем обвязкой из бруса 100×100мм. Крепим шурупами или гвоздями, для надежности можно продублировать соединения уголками.
- К высокой стенке коробки строго горизонтально прибиваем доску, отступив от линии сопряжения стены и крыши 30-40см.
- Раскраиваем стропила веранды, длина которых должна включать один карнизный свес.
- Укладываем на прибитую доску и обвязку веранды раскроенные стропила. Крепим гвоздями или уголками.
- Выравниваем край ската веранды и прибиваем к торцам стропилин ветровую доску.
- Поверх скатов устроим сплошную обрешетку – настил из влагостойкой фанеры. Затем настилаем полиэтиленовую или полимерную гидроизоляцию и укладываем выбранное для отделки кровельное покрытие.
Желающим утеплить крышу дачной постройки надо будет перед устройством обрешетки уложить в пространство между стропилинами теплоизоляцию. Со стороны помещений дачки в таких случаях устанавливается пароизоляционный материал. Он защитит утеплитель от увлажнения с последующим гниением и потерей изоляционных качеств. Пароизоляция фиксируется степлером к стропилам, после чего внутренняя поверхность обшивается листами ГВЛ, фанерой, вагонкой.
Работы по повышению теплотехнических характеристик односкатной крыши можно проводить после монтажа кровельного покрытия. Теплоизоляция укладывается тогда изнутри постройки, дальнейшие действия производятся в аналогичной последовательности.
Применение стропильных ферм
Согласно техническим признакам односкатной крыши одиночные стропила укладываются на стенки разной высоты. Что делать, если у обустраиваемой стопы обе стенки доведены до единого уровня?
Например, при сборке сруба небольшой бревенчатой баньки неразумно и нерентабельно выводить одну из стен выше другой, хотя для реализации подобных планов имеются технологические средства. Расход времени и материала будет слишком велик. А в итоге обычный скат, который можно возвести значительно дешевле и быстрее.
Выход до неприличия прост: для оперативного строительства односкатной крыши по коробу со стенками равной высоты нужно просто использовать стропильные фермы. Их по шаблону можно сделать самостоятельно или приобрести в готовом виде. Заводская продукция может быть выполнена из древесины либо металла. Первый вариант предпочтительней для обустройства жилых и часто посещаемых строений, второй для гаражей, подсобок, веранд.
Разберем пример сооружения односкатной крыши с фермами для дачной пристроенной веранды или крыльца. Для изготовления ферм запасемся доской 25×45мм, для стоек приобретем доску 120×45мм или толще, если предполагается давление на крышу солидной снеговой нагрузки.
Для обшивки потолка, фронтонов и устройства сливных досок приобретем доску 70×22мм. Для сооружения сплошной обрешетки приобретем не строганную шпунтованную доску 95×22×16мм.
Последовательность работ:
- Раскраиваем детали стропильных ферм, учитывая, что изготовленный нами прямоугольный треугольник коротким катетом будет крепиться к стене дома, а его гипотенуза обязана обеспечивать карнизный свес требующегося размера. Длинный катет и гипотенузу раскраиваем из доски 25×45мм, короткий катет из доски 120×45мм.
- Детали ферм фиксируем металлическими перфорированными пластинами и анкерами.
- Устанавливаем фермы, короткий катет крепим к стене дома шурупами с дюбелями. Длинный катет прибиваем гвоздями к обвязке веранды.
- Обшиваем фронтоны установленной вертикально доской.
- К торцам прибиваем сливные доски.
- Устраиваем по стропильным фермам сплошную обрешетку из горизонтально уложенной доски. Не забываем оставлять зазоры 2-3мм между всеми деталями обшивки.
- Вдоль примыкания односкатной крыши к стене устанавливаем угловую накладку.
- Обшиваем потолок, не заполняя доской часть карнизного свеса для обеспечения вентиляции. Оставленное пространство закрываем сеткой, защищающей от проникновения насекомых.
- Укладываем выбранное кровельное покрытие. По периметру устанавливаем металлические профилированные планки, крепим их к ветровой доске.
К переднему торцу построенной нами односкатной крыши желательно прикрепить водосточный желоб и вывести его сливной сегмент за пределы крыши. Кронштейны для его установки крепятся до устройства обрешетки к стропилам.
Обучающие ролики продемонстрируют, как своими руками грамотно построить прочную односкатную крышу: видео в подробностях изображают процесс.
Строительство односкатной крыши над пенобетонной коробкой:
Устройство обрешетки крыши с одним скатом:
Гидроизоляция односкатной крыши:
Приведенные в пример варианты сооружения односкатной крыши помогут разобраться с процессом возведения и удачно реализовать планы по обустройству загородной собственности.
Для небольших строений, например, сарая или гаража, часто используют односкатную кровлю. Простая в устройстве, она легко изготавливается без привлечения профессиональных строителей и смотрится весьма привлекательно. Для обустройства жилых домов подобное решение применяется реже: зачастую срабатывает сила традиции и небольшой для наших мест опыт ее проектирования и возведения. Наступило время оценить преимущества такой конструкции.
Особенности: плюсы и минусы
Односкатная крыша представляет собой прямоугольную абсолютно плоскую форму, расположенную под углом по отношению к коробке здания. Величина ее наклона может быть разной в зависимости от архитектурного замысла, климатических условий и окружающего ландшафта. При использовании качественных материалов, служит не менее 20–30 лет.
Подобное устройство кровли считается наиболее устойчивым , в том числе и к внешним природным воздействиям, если расположение строения безошибочного по отношению к розе ветров.
Снег на поверхность ложится ровным слоем, что делает нагрузку равномерной и безопасной.
Наклонная односкатная форма лучше, чем двускатная, хотя она не позволяет создать удобное чердачное пространство. Зато проще с системой проветривания: аэраторы и вентилируемый конек просто не нужны.
К преимуществам также относят:
- Небольшая нагрузка на несущие конструкции из-за сравнительно небольшого веса.
- Наименьший расход строительных материалов по сравнению с другими видами крыш.
- Скромные финансовые затраты.
- Простой и быстрый способ возведения, доступный для выполнения своими руками.
- Не существует ограничений в выборе кровельных материалов и системе стропил.
- Доступное планирование и монтаж систем водостока и дымоходов.
Гармоничный красивый проект требует соблюдения многих условий, иногда в ущерб функциональным потребностям.
Недостатков меньше, чем преимуществ, но все же, они есть.
- Для обустройства жилого пространства мансарды требуется значительная ширина дома и высокий угол наклона кровли.
- Низкий скос может стать причиной слабой теплоизоляции.
- Требуется усиленная водосточная конструкция с более широким диаметром труб, так как вся вода стекает в одном направлении. Рекомендованы металлические системы с закреплением кронштейнов на расстоянии не менее 40 см.
- При наклоне меньше 45 градусов, чтобы снизить нагрузку, зимой придется постоянно очищать крышу от снега.
Устройство кровли
Как и строение любой крыши, качественный состав элементов односкатной зависит от финишного покрытия. Количество основных элементов невелико, но требует к себе внимания.
Армопояс
Снижает распирающую нагрузку стропил и способствует равномерному распределению веса всей конструкции. Необходим в обязательном порядке для строений из газобетона, керамзитобетона и кирпичных стен, если строительство ведется в сейсмоопасном регионе.
Мауэрлат
Располагается на верхних частях стен в виде брусьев. Соединен с армопоясом или, в случае строения из кирпича, закрепляется через уже забитые или замурованные в стенах анкеры прочной проволокой – не менее 6 мм диаметра. Сами анкеры должны находиться на расстоянии 30 см от торца стены. Если дом деревянный, из двойного минибруса, то роль мауэрлата выполняет верхняя обвязка
Фронтон
Редко встречается в строительстве односкатных крыш. Его наличие определяется в зависимости от разницы в высоте между двумя несущими стенами.
Система стропил
Служит основанием для укладки кровли, на нее оказывается основная нагрузка. Важно предусмотреть, чтобы она распределялась равномерно по периметру верхней части всего здания, а давление на узлы не превышало допустимых значений. Для создания используются балки из дерева, сечение которых зависит от площади крыши и количества элементов опоры.
Опоры
Подбираются после вычисления веса конструкции и определения финишного покрытия. Количество определяется углом наклона и длиной пролета.
Обрешетка
Необходима для укладки и закрепления кровельного покрытия и увеличения несущей способности, чтобы каркас мог выдерживать и собственную тяжесть и противостоять дополнительным нагрузкам: снег, вес человека во время проведения ремонтных работ.
Для битумной черепицы выполняют сплошную обрешетку. Для этих целей используются доски – обрезные или не обрезные, могут применяться панели МДФ. Скат может выступать за границы фронтона, образуя козырек для веранды или террасы.
Изоляция
Обеспечивает защиту от попадания влаги и промерзания. Прокладывается со стороны чердака между стропилами и закрепляется на обрешетке.
Утеплитель
Состоит из рулонных плиточных материалов, которые укладываются изнутри на обрешетку.
Пароизоляция
Пленочные покрытия, которые укладываются поверх утеплителя и закрепляются строительным степлером.
Планка конька
Служит защитой для верхнего ребра крыши, предотвращая попадание влаги и гниение внутренних элементов пирога.
Крепежи
Ригель
Вид горизонтальной опоры для элементов несущих конструкций. Элемент распределяет нагрузку стропил между другими балками.
Распорки
Опоры, которые размещаются в пролетах и увеличивают устойчивость всего каркаса.
Подкосы
Виды
Односкатные конструкции популярны во многих странах и используются при возведении как бюджетного, так и ультрамодного элитного жилья. При высоком наклоне крыши, отказавшись от чердачного помещения, есть возможность оптимизировать планировку. При низком – произойдет увеличение объема жилых помещений.
Плоская кровля часто выступает в паре с другими видами, как элемент разноуровневой системы. Это прекрасное дополнение для ломаной, полукруглой и других разновидностей крыш с разными скатами.
Красиво смотрятся двухуровневые варианты «односкаток» с разными углами наклона, направленными в противоположные стороны. Простые конструкции способны украсить козырьки, служащие частью веранды или выступающей мансарды.
По типу проветривания различают 2 типа:
- вентилируемые – скос от 5 до 20 градусов, отверстия располагаются в коленчатой стенке;
- не вентилируемые кровли – угол наклона от 3 до 6.
Стропильная система
Создание проекта и построение системы зависит от масштабности постройки и определяется:
- климатической зоной и розой ветров;
- линейными размерами основания – влияет на число стропильных ног, количество дополнительных опор и расстояние между ними;
- углом наклона – определяет наличие фронтона и способ крепления к опорам;
- типом материала кровли – диктует выбор характеристик строительного материала и строение обрешетки.
Шаг стропил также зависит от их длины и сечения:
- при длине, 3 м шаг – от 1100 до 2150 мм, сечение – от 80 х 100 до 90 х 160 мм;
- при 6,5 м, расстояние – от 1100 до 1400 мм, поперечный срез – не менее 120 х 220 мм.
Часто для больших строений нужна балка длиннее 7–8 м. Чтобы нарастить, ее сшивают, а места стыка усиливают и скрепляют дощечками или металлическими пластинами. Чем габаритнее элементы стропил, там меньше расстояние между ними.
Для обеспечения жесткости конструкции предусмотрены:
- стойки, ригели и подкосы с минимальным сечением – 50 х 100 мм;
- лежни и прокладки из бруса – 100 х 150 мм.
Классификация систем по ширине:
- До 4,5 метра. Простейшие безопорные сооружения – кровля фиксируется на мауэрлате из двух бревен или досок, которые закреплены на стенах.
- От 4,5 до 6 м. Конструкция усиливается:
- лежнем – на высоте перекрытия;
- подстропильной ногой – она служит подпоркой балки по центру основания; уклон ноги определяется шириной дома и высотой лежня над перекрытием.
- От 6 до 9 м. Предусмотрены два подкоса, которые устанавливаются по обе стороны стропильной ноги.
- От 9 до 12 м. Обязательно нужна еще одна опора, которая может быть частью выступающей внутренней стены или дополнительной консольно-прогонной конструкции, которая удерживается подкосами.
- Более 12 метров. Значительно возрастает число подстропильных ног. Увеличение до конца свесов кровли ведет к наращиванию балок по краям специальными элементами – кобылками. Закрепление производится накладками – не меньше 60 см, которые фиксируются с помощью болтов или гвоздей, иногда монтажными пластинами.
Кроме того, стропильные системы различают по типу опор.
Наслонный
Система из стоек и подкосов опирается на брус мауэрлата, который закреплен на внешних стенах, а в некоторых случаях и с внутренней стороны. Дистанция между стропилами – от 600 до 1400 мм. Величина зависит от веса кровельного покрытия и характеристик дерева. Такие простые конструкции доступны для наклона крыши до 26 градусов и пролетом до 5 м. Чаще всего используется для хозяйственных построек: сараев, мастерских, гаражей.
Для эксплуатируемых кровель, то есть угол наклона которых стремится к нулю, стропильные ноги упираются:
- с одной стороны – на более высокую несущую стену;
- с другой – в мауэрлат.
Висячие стропила
Применяют, когда невозможно установить дополнительные опоры между боковыми стойками. В таком случае конструкции любых размеров собирают на земле или в мастерской, а уже готовые фермы поэтапно доставляются к месту стройки.
Возможные материалы:
- металл;
- железобетон;
- дерево (сосна), сечением для стропил – 50 х 150 мм, для обрешетки – 50 х 50 мм.
Скользящие системы
Необходимы для обустройства крыши в зданиях со значительной усадкой в первое время после постройки. К ним относятся дома, возведенные из бруса или бревен – неравномерное проседание до 10%. Для деревянных конструкций очень важен и способ крепления стропильных ног.
Принципы устройства усвоить несложно:
- Монтаж стропил производится на бревно конька.
- Соединение ног может производиться встык или внахлест (на гвозди, болты и стальные пластины).
- Шаг и подбор толщины дерева для стропил определяется весом кровельного покрытия. При толщине верхнего слоя 50 мм, выбирается обрезная доска шириной 200 мм.
- Крепление к мауэрлату особое – слегка свободное, без жесткости. Это обеспечивает своеобразное скольжение, что позволяет избежать деформации крыши во время усадки и уменьшить распирающую нагрузку стен. В качестве крепежей используются специальные кронштейны из стали, толщиной 2 мм, с уголком.
Угол наклона
Чем больше угол, тем выше парусность. Поэтому скос кровли всегда должен быть направлен в сторону наиболее частых ветров. Таким образом снижается нагрузка во время большого шторма. Важно учесть при расчетах и климатическую зону.
Небольшой наклон может стать причиной скопления большого количества снега. Если его вовремя не убрать, дождаться образования наледи, крыша под ее значительным весом в лучшем случае прогнется, а в худшем – проломится.
Естественный сход по кровле осадков – не менее важная причина при учете поверхности и прочности покрывных материалов. Шершавые виды лучше подойдут для засушливых регионов, гладкие – для мест, славящихся обильными дождями и снежными зимами.
Оптимальные значения для черепицы:
- металлическая, керамическая и цементно-песчанная – не менее 6 градусов;
- битумная – не меньше 12.
Предельные значения для листовой кровли:
- шифер, профнастил, ондулин – минимум 6 градусов;
- медь, оцинкованные листы (цинк-титановые) – от 17;
- плиты из асбестоцемента – от 27.
При выборе кровельных материалов стоит перепроверять информацию. Иногда заявленные величины уклона для покрытия, указанные изготовителем, не совпадают с ГОСТом. Сам расчет лучше доверить профессионалам, потому что нюансов много, особенно у габаритных строений.
После определения величины наклона одну из несущих стен доводят до уровня, который обеспечит выполнение проекта.
Необходимые расчеты для выяснения длины стропил без учетов свесов производят по правилам прямоугольного треугольника.
Чтобы обеспечить сток воды и защитить стены от намокания, кровля выносится в среднем на 600 мм. Для технических построек минимум для свеса составляет – на 20–25, для двухэтажных жилых коттеджей и особняков – до 1200 мм.
Значение имеет и эстетика всего здания. Для определения собственных предпочтений, перед созданием проекта, можно воспользоваться компьютерными программами. Это позволит увидеть не только целиком всю кровлю, но и ее гармоничное сочетание с домом.
Материалы
Качество стройматериалов определяет прочность и долговечность всего здания, поэтому кровельные покрытия выбирать стоит внимательно, с учетом характеристик как коробки здания, так и возможностей будущей стропильной системы.
Дерево
Для каркаса подбирается древесина 1–3 сорта с частотой сучков на метр – не более 3, причем их высота не должна превышать 3 см. Трещины могут присутствовать, но неглубокие и небольшой длины – не превышающие половину длины доски.
- Несущие балки должны иметь толщину от 50 мм.
- Длина досок:
- из хвойных пород – до 650 мм;
- из лиственных – до 450 мм.
- Дополнительные элементы – прогоны, мауэрлат, подушки – изготавливают только из твердых лиственных пород и обрабатывают антисептиком.
Кровля
Современный ассортимент покрытий для крыш весьма разнообразен, поэтому несложно подобрать подходящий материал по цвету, форме, необходимой прочности и цене.
Керамическая черепица
Материал может быть разных видов: плоская ленточная, пазовая, одно- или двухволновая. Хорошо подходит при угле наклона крыши от 25 до 60 градусов для домов из камня, кирпича или дерева. При меньших значениях скоса требуется усиливать вентиляцию и гидроизоляцию, при больших – понадобится дополнительно укреплять узлы, устанавливать добавочные крепления, ведь черепица весьма тяжелый материал.
Вес одного фрагмента 30 х 30 см может варьироваться от 2 до 4,5 кг, то есть 1 м2 может потянуть на 50 кг. Для сравнения металлочерепица весит в 10 раз меньше – 5 кг/м2. Поэтому шаг стропил для керамики требуется минимальный и деревянная обрешетка с мелкими ячейками. Зато черепица имеет отличную звукоизоляцию, красивый цвет и фактуру. Прочность одного элемента небольшая, но срок службы всей крыши превышает среднюю продолжительность жизни человека и достигает 150 лет.
Металлочерепица
Это рифленые оцинкованные стальные листы, которые с внешней стороны имеют полимерное покрытие. Количество защитных слоев, как и способ крепления между собой элементов, разнится в зависимости от изготовителя. Бывают как с глянцевые, так и матовые. Размеры всевозможные, толщина – от 0,4 мм, вес 1 м2 – от 3 до 5 кг.
Сборка производится на обрешетку, крепление гвоздями или саморезами, нахлест – в одну волну. Рекомендуемый наклон – от 15 градусов. Если он не превышает 20, то осадки могут слишком медленно стекать, поэтому стыки настилов дополнительно герметизируют.
В целом металлическая кровля довольно прочная и долговечная. Гарантийный срок – от 5 до 15 лет, но не всегда учитывается износ полимерного слоя. Из недостатков только плохая звукоизоляция и большое число отходов.
Мягкая черепица
Ее еще называют битумная. В основе материала – полиэстер, стекловолокно и целлюлоза. Они наносятся на битумные элементы, а сверху покрываются красящим веществом. Особенностью является сцепление, склеивание элементов под воздействием солнечных лучей. Выпускается в виде прямоугольников или полукруглых листов. Срок службы производителями определяется в пределах 15–20 лет без учета стойкости цвета.
Параметры:
- длина – 100 мм;
- ширина – от 300 мм;
- вес на 1 м2 – 8–12 кг.
Универсальный материал с хорошей изоляцией в равной степени подходит для жилых и хозяйственных построек. Рекомендуемый угол наклона – от 12 градусов. По технологии предусмотрена гидроизоляционная подложка или подкладочный слой. Роль такого ковра может выполнять старое битумное покрытие. Среди недостатков – горючесть, неустойчивость к ультрафиолету и монтаж только в теплое время года.
Профнастил
Выпускается в виде гофрированных оцинкованных листов стали всевозможных размеров. Волны обеспечивают покрытию жесткость и прочность, их высота и форма зависят от конкретной модели. Различают трапециевидные, синусообразные или закругленные.
Некоторые производители внешнюю сторону покрывают стойкой полимерной пленкой.
Чтобы обеспечить гидроизоляцию, при укладке используется пергаминовая прокладка. Крепление к обрешетке осуществляется саморезными винтами, места стыков обрабатывают битумным составом. Рекомендованный наклон крыши с профнастилом – от 10 градусов.
Как и все металлические кровли, материал обладает небольшой звукоизоляцией, поэтому он чаще используется для промышленных объектов и сараев. Гарантийный срок эксплуатации – 15–20 лет.
Ондулин
Универсальные покрывной материал, который может применяться даже для облицовки дома. В его основе – целлюлоза, которая пропитана очищенным битумом с добавлением смол и пигментов. Цвет стойкий. Стандартные размеры листа – 2000 х 950 мм, вес – 6,5 кг/м2, что легче традиционного шифера в 4 раза.
К положительным свойствам относятся:
- легкость;
- прочность;
- влагонепроницаемость;
- отличная звукоизоляция;
- высокая устойчивость к температурным перепадам;
- невосприимчивость к воздействию химических реагентов.
Хотя минимальный допустимый уровень уклона – 6 градусов, ондулин не рекомендуют применять для крыш с небольшим скосом: отсутствует возможность удерживать длительное время снег. При более высоких значениях и правильной эксплуатации срок службы составит около полувека, гарантия гидронепроницаемости – 15 лет.
Шифер
Гофрированные листы из композитного материала на основе портландцемента и асбестового волокна. Форма волнистого листа всегда прямоугольная – 120 х 70 мм, вес – от 10 до 15 кг/м2. Уровень наклона кровли – от 12 до 60 градусов. Технологией при монтаже предусмотрен подкладочный слой из рубероида или пергамина.
К обрешетке шифер крепится внахлест при помощи гвоздей через мягкие герметичные прокладки.
Брус для каркаса выбирается:
- для стандартного листа – 50 х 50 мм, стропильный шаг – от 500 до 550 мм;
- для усиленного – 75 х 75 мм, длина шага – от 750 до 800 мм.
Рубероид
Один из популярных бюджетных вариантов. Представляет собой кровельный картон, пропитанный и покрытый битумом. Чтобы избежать слипания, на верхнюю часть нанесена крупнозернистая присыпка.
Современная разновидность – еврорубероид, который состоит из стеклоткани или полиэстера, пропитанного битумом. Сверху присутствует полимерный слой. Этим эластичным и водонепроницаемым материалом часто покрывают небольшие участки кровли со сложной формой. Основной недостаток – быстрая воспламеняемость, поэтому проводить полную укладку можно только на технических объектах.
Односкатный тип кровли нечасто встретишь в частном домостроении. Хотя, по мнению некоторых, это зря, ведь монтаж односкатной кровли делается куда проще, чем монтаж двускатной. С другой стороны, подобная конструкция кровли не сможет так хорошо сохранить тепло в помещении. Вот почему односкатная кровля чаще всего используется для возведения гаража, дачного дома или сарая.
Правда, если правильно выполнить работы по термоизоляции, то конструкция вполне может быть теплой. В таком случае под односкатной кровлей делается жилая комната. Давайте рассмотрим, в чем преимущества односкатной кровли, какие виды стропильной системы существуют, как выполняется расчет конструкции. К тому же мы рассмотрим, как выполнить монтаж данного типа кровли.
Плюсы и минусы односкатной крыши для дома
Новички в строительном деле обрадуются тому, что подобная односкатная конструкция довольно проста и ее можно сделать своими руками. Правда, назвать работу самой простой нельзя, но с подробной инструкцией односкатная крыша будет создана. Но прежде чем рассматривать конструктивные особенности кровли, нужно выяснить ее особенности и преимущества. Именно они характеризуют данный тип крыши.
Плюсы односкатной кровли:
- Экономичность. Для устройства крыши не нужно много стройматериалов, на которые тратится основная часть средств.
- Простота стропильной системы и односкатной конструкции в целом. Самое то для новичков. Выполнить монтаж будет проще, чем с двускатной крышей.
- Постройка будет иметь небольшой вес. А значит, на стены и фундамент оказываться меньшая нагрузка.
- Благодаря подобной форме, односкатная кровля отлично сопротивляется ветровой нагрузке, а также весу снега, который скапливается на поверхности.
- Угол наклона бывает самым разным, в зависимости от потребностей. Он варьируется от 5° до 45°.
- Если сделать угол односкатной кровли небольшим, то ее можно использовать для различных целей. Например, если это сарай, то установить бачок для нагревания жидкости. Если это жилое помещение, то на односкатной крыше можно обустроить прекрасное место для отдыха. Как вариант, установка солнечных батарей в качестве альтернативного источника питания.
- Универсальность односкатной постройки. Она покрывается практически любым материалом, доступным в продаже. Все зависит от эксплуатационных условий и выбранного угла наклона.
Несмотря на все свои преимущества, односкатная кровля обладает и минусами. Это неудивительно, так как ничто не идеально, но о минусах лучше знать и выгодно использовать.
Минусы односкатной крыши:
- первый касается утепления. Под конструкцией отсутствует больше пространство с воздушной прослойкой, поэтому к вопросу утепления следует подойти серьезней. Если не сделать термоизоляцию конструкции, то летом чердак будет чересчур нагреваться, а зимой, наоборот, переохлаждаться. В любом случае температура (высокая или низкая) будет передаваться в дом. Устранить это поможет правильные расчеты и качественное утепление;
- при создании перекрытия сразу под кровлей, сделанной под небольшим углом, дом не будет иметь верхнюю воздушную прослойку и чердачное помещение. Да и жилое пространство в таком случае не организовать;
- из-за небольшого уклона, который достигает от 5 до 10°, на односкатной поверхности будет накапливаться снег и влага.
Несмотря на все явные минусы, односкатная крыша является идеальным вариантом для создания гаража и других построек на участке.
Расчет конструкции кровли односкатного типа
Это является первым этапом перед устройством стропильной системы. Рекомендуется составить подробный план или чертеж, на который будут ориентироваться при работе. Чтобы создать эту схему, нужно выделить такие данные:
- общую ширину постройки крыши, а также длину пролетов которая образуется между несущими стенами;
- угол ската, желаемый или получившийся;
- длину крыши односкатного типа;
- выбранный кровельный материал;
- какую высоту и ширину имеют несущие стены.
Обратите внимание! Когда односкатная крыша создается для сарая, гаража или дачного домика, можно просто поднять переднюю стену конструкции выше задней.
В итоге, от высоты поднятия будет зависеть угол ската. Второй вариант предусматривает создание подпорок, на которые и будет укладываться прогон. Второй способ позволяет сэкономить строительные материалы.
Для чертежей нужно знать следующие нюансы:
Чертеж будущей односкатной кровли должен иметь всю нужную информацию об элементах. Указываются размеры, расстояния между ними, особенности крепления и т. д. Ниже показан пример подобного чертежа односкатной кровли.
Выбираем угол односкатной кровли
Угол ската выбирается с учетом того, что получившаяся крыша образует треугольник, один угол которого всегда будет прямым. Катетами являются балки перекрытия и фронтонная часть постройки, а гипотенузой служат стропила. Это четко прослеживается на данной схеме.
Обозначения следующие:
- Lс - длина используемого стропила;
- Lbс - наш катет, указывающий на высоту фронтона от балки перекрытия к плоскости кровли;
- Lсд - ширина постройки;
- А - выбранный или искомый угол односкатной кровли.
Учитывая базовые величины, можно рассчитать все параметры односкатной конструкции. Для этого есть формула. Первая используется в том случае, когда за основу взята ширина постройки и планируемая высота фронтона. В таком случае формула следующая:
Когда вы определились с углом односкатной кровли, тогда нужно вычислить будущую высоту фронтона. Для этого формула следующая:
В таком случае длина стропильных ног кровли рассчитывается так:
Обратите внимание! Эта длина стропил не учитывает козырька с тыла или фасада помещения.
На выбор угла ската влияет много критериев. Основной из них - выбор кровельного материала. Каждый из них рекомендуется покупать для того или иного угла наклона. Вот рекомендации для популярных кровельных материалов:
- Для устройства профнастила уклон должен составлять не меньше 8°.
- При использовании металлочерепицы потребуется сделать крышу с углом наклона в 30°.
- Для устройства шифера нужны показатели от 20° до 30°.
- Что касается рулонных кровельных материалов (рубероид, битумная черепица и мягкая кровля), то угол наклона должен быть 5-7°, не меньше.
Совет! Крыша без системы подогрева в территории, где зимой выпадает много снега, идеальным решением будет кровля односкатного типа с углом наклона в 40°, несмотря на кровельный материал. Так с нее будут быстро сходить все осадки.
Разновидности стропильной системы односкатной кровли
Существует три варианта создания стропильной системы. Выбор конструкции зависит от размеров помещения и его типа.
Теперь, когда мы разобрались с конструкцией стропильной системы и узнали ее виды, можно рассмотреть сам процесс создания односкатной крыши.
Монтажные работы по созданию односкатной кровли
Имея на руках чертежи и выбранный вид системы, можно приступать к работе. Еще потребуются соответствующие инструменты и пиломатериалы. Установка стропильной системы выполняется так:
- Для безопасности постройку следует перекрыть балками. Они укладываются на стену. Чтобы продлить их эксплуатационный срок, на стену наклеивают рубероид. Он защитит балки от влаги и гниения. Расположить палки перекрытия нужно так, как и стропила. Шаг крепления -500-800 мм.
- Сверху на балки укладывается мауэрлат. Это массивный брус, который послужит опорой. Он укладывается на заднюю нижнюю стенку постройки.
- Чтобы безопасно передвигаться по крыше, на балки перекрытия укладывается настил из деревянных досок. Он временный.
- Теперь нужно возвести фронтонную стену. Она делается из такого же материала, что само здание. Можно использовать материал полегче. К примеру, если стены кирпичные, то фронтон поднимается посредством брусков или досок.
- Балки перекрытия нужно закрыть гидроизоляцией и вмуровать в стену. Фронтон поднимается на выбранную высоту, согласно чертежам.
- На готовом фронтоне можно фиксировать мауэрлат. Получается, что два мауэрлата находятся параллельно друг к другу.
- На нижнюю стену наносится разметка под крепление стропильных ног. Фиксируются сами элементы крепления.
- Чтобы прочно зафиксировать стропило, исходя из чертежей, на нем вырезаются пазы. Это хороший вариант крепления. Пазы находятся в двух местах, вверху и внизу, чтобы войти в мауэрлат. Есть и другие методы фиксации стропильной ноги, как показано на этом фото.
- После чего ноги фиксируются специальными уголками и креплениями. Сверху у фронтона ноги прикручиваются жестко. А вот нижняя часть делается в зависимости от выбранной стропильной системы односкатной кровли. Его можно жестко фиксировать или сделать скользящим.
- Есть некая последовательность врезки стропильных ног. Сперва монтируют крайние элементы стропильной системы. Между ними натягивается шнур, служащий ориентиром и уровнем для последующих стропил. Не забываем, что шаг стропил соответствует шагу балок перекрытия.
- Стропила, которые уже установлены, соединяются с балками перекрытия посредством стоек, подкосов и других элементов, чтобы придать им устойчивость. О них мы говорили выше. Фиксация выполняется уголками и скобами из металла.
Совет! Если требуется удлинить стропила и вывести за стену, то к брусьям крепятся «кобылки». Так можно защитить прилегающую часть конструкции от осадков.
- Когда конструкция односкатной кровли готова, можно приступать к утеплению и созданию кровельного пирога.
На фото видно, из каких слоев должна состоять правильная утепленная односкатная кровля.
Между стропилами укладывается утеплительный материал. Он должен жестко держаться там. После чего сверху делается контробрешетка для вентиляции. На контробрешетку укладывается гидроизоляционная пленка. Она защищает утеплитель от влаги, которая может испортить его.
Что касается обрешетки для укладки кровельного материала, то она выбирается в зависимости от того, какой именно это будет кровельный материал. Например, сплошная обрешетка из досок или фанеры нужна при устройстве мягкой черепицы и других рулонных материалов. Если используется металлочерепица, профнастил, шифер, ондулин и другие виды жесткой кровли, то обрешетка делается вразбежку. Шаг зависит от кровельного материала.
А чтобы защитить утеплитель изнутри односкатной кровли, нужно обшить его пароизоляционной пленкой. Теперь можно сказать, что односкатная кровля полностью готова.
Обратите внимание! Если односкатная кровля делается для сарая или другой нежилой конструкции, то утеплять ее не нужно. Лучше потратить их для другой цели.
Заключение
Создание кровли, будь то двускатной или односкатной, процесс опасный, трудоемкий и ответственный. Вот почему требуется осторожность и четкое следование инструкции по созданию конструкции. Только тогда можно добиться наилучшего результата.
Металлические фермы из профильной трубы – металлоконструкции, сборка которых производится посредством решетчатых металлических стержней. Их изготовление представляет собой достаточно сложный и трудоемкий процесс, но результат обычно оправдывает ожидания. Немаловажным достоинством можно назвать и экономичность полученной конструкции. В процессе производства зачастую применяют парный металл и косынки в качестве соединяющих металлических деталей. Дальнейший процесс сборки основан на клепке или сварке.
Преимущества металлоконструкций
Металлическая ферма имеет немало преимуществ. С их помощью можно с легкостью перекрыть пролет любой длины. Однако следует понимать, что правильный монтаж предполагает первичный грамотный расчет фермы из профильной трубы. В этом случае можно будет быть уверенным в качестве созданной металлической конструкции. Также стоит придерживаться намеченных планов, чертежа и разметки, чтобы изделие получилось в соответствии с требованиями.
На этом преимущества изделия не заканчиваются. Можно выделить и следующие достоинства:
- Долговечность металлического изделия.
- Незначительный вес при сравнении с другими аналогичными конструкциями.
- Выносливость.
- Устойчивость к повреждениям и негативным окружающим факторам.
- Крепкие узлы, способствующие стойкости к любым типам нагрузок.
- Возможность сэкономить финансы посредством самостоятельной сборки, так как готовое металлическое изделие стоит недешево.
- Контура поясов опоры. Они помогут определить назначение металлоконструкции, угол наклона и тип кровли.
- При подборе необходимо следовать принципу экономии, если требования не предполагают противоположного.
- Расчет размеров производится с учетом нагрузок на конструкцию. Важно помнить о том, что углы стропил могут отличаться, но панель должна соответствовать им.
- Последний расчет касается промежутка между узлами. Чаще всего его выбирают так, чтобы он соответствовал ширине панели.
Конструкционные особенности ферм
Ферма из профильной трубы имеет характерные особенности, о которых следует помнить заранее. В основе деления можно выделить определенные параметры. Главным значением считают количество поясов. Можно выделить следующие виды:
Второй важный параметр, без которого чертеж фермы создать не получится, это контуры и форма. В зависимости от последнего можно выделить прямые, двухскатные или односкатные, арочные фермы. По контуру также можно разделить металлические конструкции на несколько вариантов. Первый – это конструкции с параллельным поясом. Они считаются оптимальным решением для создания мягкой кровли. Металлическая опора предельно проста, а ее компоненты идентичны, по размерам решетка совпадает со стержнями, благодаря чему монтаж становится легкой работой.
Второй вариант – односкатные металлические конструкции. В их основе жесткие узлы, обеспечивающие стойкость к внешним нагрузкам. Создание такой конструкции отличается экономичностью материала и соответственно небольшими расходами. Третий вид – полигональные фермы. Их отличает длительный по времени и достаточно сложный монтаж, а преимуществом становится способность выдерживать большой вес. Четвертый вариант – треугольные фермы из профильной трубы. Они используются, если планируется создание металлической фермы с большим углом наклона, но минусом станет наличие отходов после сооружения.
Следующий важный параметр – угол наклона. В зависимости от него металлические фермы из профильных труб делятся на три основные группы. В первую группу попадают металлические конструкции с углом наклона в 22-30 градусов. При этом длина и высота изделия представлены соотношением 1:5. Среди достоинств такой металлоконструкции можно выделить незначительный вес. Чаще всего так создают металлические треугольные фермы.
При этом может понадобиться использование раскосов, монтируемых сверху вниз, если высота пролетов превышает 14 метров. В верхнем поясе будет расположена панель длиной 150-250 см. Как результат получится конструкция с двумя поясами и четным количеством панелей. При условии, что пролет более 20 метров, следует монтировать подстропильную металлоконструкцию, связывая ее опорными колоннами.
Ко второй группе относят фермы из квадратных труб или из профтруб и других разновидностей, если угол наклона составляет 15-22 градуса. Соотношение высоты и длины между собой достигает 1:7. Максимальная длина каркаса не должна превышать 20 метров. Если необходимо увеличить высоту, требуются дополнительные процедуры, к примеру, создается ломаный пояс.
К третьей группе относят металлоконструкции с углом наклона менее 15 градусов. В этих проектах применяют трапециевидную стропильную систему. Они имеют дополнительно короткие стойки. Это позволяет повысить противодействие продольному прогибу. Если монтируется односкатная крыша, угол наклона которой достигает 6-10 градусов, необходимо продумать ассиметричную форму. Деление пролета может варьироваться в зависимости от особенностей конструкции, и может достигать семи, восьми или девяти частей.
Отдельно выделяют ферму Полонсо, монтируемую своими руками. Она представлена двумя треугольными фермами, которые соединены затяжкой. Это позволяет исключить установки длинных раскосов, которые должны были бы располагаться в средних панелях. Как результат, вес конструкции будет оптимальным.
Как правильно рассчитать навес?
Расчет и изготовление ферм из профильной трубы должно быть основано на основных требованиях, которые прописаны в СНиП. При расчете важно составление и чертежа изделия, без которого последующий монтаж будет невозможен. Первоначально следует подготовить схему, где будут указаны основные зависимости между уклоном кровли и длиной конструкции в целом. В частности, следует учесть следующее:
Следует помнить о том, что увеличение высоты своими руками будет приводить к повышению несущей способности. В таком случае снежный покров не будет удерживаться на кровле. Чтобы дополнительно усилить металлоконструкцию, придется монтировать ребра жесткости. Чтобы определить габариты фермы, стоит руководствоваться такими данными:
- конструкции шириной до 4,5 метров монтируют из деталей габаритам 40х20х2 мм;
- изделия шириной 5,5 метров создаются из составляющих размером 40х40х2 мм;
- если ширина конструкции будет превышать 5,5 метров, оптимально выбрать детали 40х40х3 мм или 60х30х2 мм.
Далее необходимо рассчитать шаг, для этого учитывают расстояние от одной до следующей опоры навеса. Зачастую оно стандартно и достигает 1,7 метров. Если нарушить это негласное правило, прочность конструкции может несколько нарушиться. После того, как все требуемые параметры рассчитаны, необходимо получить схему конструкции. Для этого используют программу, чтобы добиться требуемой прочности. Большинство программ имеют аналогичные названию процессу, который выполняют. Можно выбрать программу «Расчет фермы», «Расчет ферм 1.0» и другие похожие.
Обязательно учитывайте при расчете стоимость одной тонны металла в закупке, а также стоимость изготовление самой металлоконструкции, то есть расходы на сварку, обработку антикоррозийным составом и монтаж. Теперь осталось разобраться с тем, как сварить ферму из профильной трубы.
Чтобы сварка ферм была качественной, необходимо следовать ряду рекомендаций. Среди них выделяют следующие:
Чтобы конструкция получилась в соответствии с требованиями, важно придерживаться и определенного алгоритма работы. Первоначально выполняют разметку участка. Для этого монтируют вертикальные опоры и закладные детали. При необходимости металлические профильные трубы можно сразу разместить в ямах и забетонировать. Установку вертикальных опор выверяют отвесом, а, чтобы проконтролировать параллельность, натягивают шнур.
Сооружение стропильной системы крыши и последующий настил кровли – важнейшие этапы при любом строительстве. Дело это – весьма сложное, сопряженное со всесторонней подготовкой, которая включает в себя расчёт основных элементов системы и приобретением материалов нужного сечения. Далеко не каждый начинающий строитель будет способен спроектировать и санировать сложную конструкцию.
Однако часто при строительстве придомовых построек, сооружений хозяйственного или подсобного назначения, гаражей, навесов, беседок и других объектов особая сложность крыши вовсе и не требуется - на первое место выходят простота конструкции, минимальное количество затрат на материалы и скорость проведения проведение работ, которые вполне посильны для самостоятельного исполнения. Именно в таких ситуациях своеобразной «палочной-выручалочкой» становится стропильная система
В данной публикации основной акцент сделан на расчетах односкатной конструкции крыши. Кроме того, будут рассмотрены наиболее типичные случаи ее сооружения.
Основные достоинства односкатных крыш
Несмотря на то что не всем нравится эстетика здания, над которым смонтирована односкатная кровля (хотя сам по себе вопрос – неоднозначный), многие хозяева загородных участков при возведении построек, а иногда даже - и жилого дома, выбирают именно такой вариант, руководствуясь целым рядом достоинств подобной конструкции.
- Материалов для односкатной стропильной системы, тем более, если она возводится над небольшой хозяйственной пристройкой, потребуется совсем немного.
- Самой «жесткой» плоской фигурой является треугольник. Именно он лежит в основе практически любой стропильной системы. В односкатной системе этот треугольник – прямоугольный, что существенно упрощает проведение расчетов, так как все геометрические соотношения известны каждому, кто заканчивал среднюю школу. Но эта простота никак не сказывается на прочности и надежности всей конструкции.
- Даже если ведущий самостоятельное строительство владелец участка ни разу ранее не сталкивался с возведением крыши, монтаж односкатной стропильной системы не должен вызвать у него чрезмерных трудностей – он достаточно понятен, не столь сложен. Нередко, при перекрытии небольших хозпостроек или иных придомовых сооружений вполне возможно обойтись не то что без вызова бригады специалистов, но даже и без приглашения помощников.
- При возведении конструкции крыши всегда важна скорость проведения работ, естественно, без потери качества – хочется как можно быстрей обезопасить строение от капризов погоды. По этому параметру односкатная крыша однозначно является «лидером» - в ее конструкции практически нет сложных соединительных узлов, забирающих массу времени и требующих высокоточной подгонки.
Насколько существенны недостатки односкатной стропильной системы? Увы, они есть, и с ними тоже приходится считаться:
- Чердака при односкатной кровле или не предполагается вовсе, или он получается настолько маленьким, что о его широкой функциональности приходится забыть.
- Исходя из первого пункта – есть определенные сложности в обеспечении достаточной термоизоляции расположенных под односкатной крышей помещений. Хотя, конечно, это можно исправить – ничто не мешает утеплить сам скат кровли или же расположить под стропильной системой утепленное чердачное перекрытие.
- Односкатные крыши, как правило, делаются с небольшим уклоном, до 25÷30 градусов. Это влечет за собой два последствия. Во-первых, не все виды кровельных покрытий подойдут для таких условий. Во-вторых, резко возрастает значимость потенциальной снеговой нагрузки, что следует обязательно учесть при проведен расчетов системы. Но зато при таких уклонах значительно снижается влияние ветрового давления на кровлю, особенно если правильно расположить скат – в наветренную сторону, в соответствии с преобладающими ветрами на данном участке местности.
- Еще один недостаток, пожалуй, можно отнести к очень условным и субъективным – это внешний вид односкатной крыши. Он может не прийтись по душе любителям архитектурных изысков, дескать, очень упрощает облик постройки. На это тоже можно возразить. Первое – простота системы и экономичность возведения часто играют все же решающую роль при строительстве подсобных сооружений. А втрое – если посмотреть обзор проектов жилых домов, то можно встретить очень интересные дизайнерские варианты, в которых упор сделан именно на односкатной крыше. Так что, как говорится, о вкусах не спорят.
Как рассчитывается односкатная стропильная система?
Общие принципы расчета системы
В любом раскладе односкатная система крыши представляет собой конструкцию из установленных параллельно друг другу наслонных стропильных ног. Само по себе название –«наслонные» говорит о том, что стропила опираются (наслоняются) на две жёстких точки опоры. Для удобства восприятия обратимся к несложной схеме. (Кстати, к этой же схеме будем возвращаться еще не раз – при проведении расчетом линейных и угловых параметров системы).
Итак, две точки опоры стропильной ноги. Одна из точек (В) расположена выше другой (А) на определенное значение превышения (h) . За счет этого создается уклон ската, который выражается углом α.
Таким образом, как уже отмечалось, в основе построения системы лежит прямоугольный треугольник АВС , в котором основанием является расстояние по горизонтали между точками опоры (d ) – чаще всего это длина или ширина возводимой постройки. Второй катет – превышение h. Ну а гипотенузой становится длина стропильной ноги между точками опоры – L. Угол при основании (α) определяет крутизну ската кровли.
Теперь рассмотрим основные аспекты выбора конструкции и проведения расчетов несколько подробнее.
Каким образом будет создаваться необходимый уклон ската?
Принцип расположения стропил – параллельно друг другу с определенным шагом, с необходимым углом уклона ската – общий, но достигаться это может различными способами.
- Первый заключается в том, что еще на этапе разработки проекта здания высота одной стены (показано розовым) сразу закладывается с превышением h относительно противоположной (желтый цвет). Двум оставшимся стенам, идущим параллельно скату кровли, придается трапециевидная конфигурация. Способ- достаточно распространенный, и хотя несколько усложняет процесс возведения стен, зато предельно упрощает создание уже самой стропильной системы крыши - практически все для этого уже готово.
- Второй способ можно, в принципе считать разновидностью первого. В этом случае речь идет о каркасном строительстве. Еще на стадии разработки проекта в него закладывается то, то вертикальные стойки каркаса с одной стороны выше на ту же величину h по сравнению с противоположной.
На представленных выше иллюстрациях и на тех, что будут размещены ниже, схемы выполнены с упрощением – не показан мауэрлат, проходящий по верхнему торцу стены, или обвязочный брус – на каркасной конструкции. Это ничего не меняет принципиально, но на практике без этого элемента, являющегося основой для монтажа стропильной системы, не обойтись.
Что такое мауэрлат и как он крепится на стены?
Основная задача этого элемента – равномерное распределение нагрузки со стропильных ног на стены здания. Правила подбора материала и на стены дома – читайте в специальной публикации нашего портала.
- Следующий подход практикуется в том случае, когда стены имеют равную высоту. Превышение одной стороны стропильных ног над другой может быть обеспечено установкой вертикальных стоек необходимой высоты h .
Решение несложное, но конструкция получается, на первый взгляд, несколько нестабильной – у каждого из «стропильных треугольников» есть определенная степень свободы влево - вправо. Это достаточно просто устраняется креплением поперечных брусьев (досок) обрешетки и зашивкой прямоугольной фронтонной части крыши с фасадной стороны. Оставшиеся по бокам фронтонные треугольники также зашиваются деревом или другим удобным для владельца материалом.
крепление для стропил
- Еще одно решение проблемы – это монтаж кровли с применением односкатных ферм. Такой способ хорош тем, что есть возможность после проведения расчетов идеально собрать и подогнать одну ферму, а затем, взяв ее в качестве шаблона, изготовить на земле необходимое количество точно таких же конструкций.
Подобную технологию удобно применять в том случае, когда , в силу своей большой длины, требуют определенного усиления (об этом речь пойдет чуть ниже).
Жесткость всей стропильной системы заложена уже в конструкции фермы - достаточно установить эти сборки на мауэрлат с определенным шагом, закрепиться на нем, и соединить затем фермы обвязкой или поперечными брусьями обрешетки.
Еще одно достоинство такого подхода –ферма выполняет и роль стропильной ноги, и балки перекрытия. Таким образом, существенно упрощается проблема термоизоляции перекрытия и подшивки потока – все для этого уже сразу будет готово.
- Наконец, еще один случай – он подойдет для той ситуации, когда односкатная кровля планируется над возводимой около дома пристройки.
С одной стороны стропильные ноги опираются на стойки каркаса или же стенку возводимой пристройки. С противоположной стороны находится капитальная стена основного здания, и стропила могут опираться на зафиксированный на ней горизонтальный прогон, либо на индивидуальные крепления (кронштейны, закладные бруски и т.п.), но также выровненные по горизонтали. Линия крепления этой стороны стропильных ног также делается с превышением h.
Обратите внимание, что несмотря на различия в подходах к монтажу односкатной системы, во всех вариантах присутствует тот же «стропильный треугольник» - это будет важно для проведения расчетов параметров будущей крыши.
В какую сторону предусмотреть скат кровли?
Казалось бы – праздный вопрос, однако, с ним необходимо определиться заранее.
В некоторых случаях, например, если , вариантов особых и нет – скат должен располагаться только в направлении от здания, чтобы обеспечивался свободный сток ливневой воды и талого снега.
На отдельно стоящем строении уже есть определенные возможности выбора. Конечно, мало когда рассматривается вариант, при котором стропильную систему располагают таким образом, чтобы направление ската приходилось на фасадную часть (хотя не исключено и такое решение). Чаще всего уклон организовывают назад или в одну из сторон.
Вот здесь уже можно взять за критерии выбора внешнее дизайнерское оформление возводимого здания, особенности территории участка, удобство прокладки коммуникаций системы сбора ливневых вод и т.п. Но все равно следует иметь в виду определённые нюансы.
- Оптимальное расположение односкатной кровли – в наветренную сторону. Это позволяет минимизировать ветровое воздействие, которое может работать с подъемным приложением вектора силы, когда скат превращается в своеобразное крыло – ветер пытается сорвать кровлю вверх. Именно для односкатных крыш это имеет важнейшее значение. При ветре же в кровлю, особенно при небольших углах крутизны скатов, значение ветрового воздействия будет минимальным.
- Второй аспект выбора – это длина ската: его при прямоугольной постройке можно расположить вдоль нее или поперек. Здесь важно учесть то, что длина стропил без усиления не может быть беспредельной. Кроме того, чем длиннее пролет стропила межу точками опоры, тем толще должен быть в сечении пиломатериал, идущий на изготовление этих деталей. Эта зависимость будет пояснена чуть позднее, уже при проведении расчетов системы.
Тем не менее, практикуют правило, что свободная длина стропильной ноги обычно не должна превышать 4,5 метров. При возрастании этого параметра обязательно предусматриваются дополнительные элементы усиления конструкции. Примеры показаны на иллюстрации ниже:
Так, при расстоянии между противоположными стенами от 4.5 до 6 метров уже потребуется установка подстропильной ноги (подкоса), расположенной под углом в 45°, и упирающейся снизу на жестко закрепленный опорный брус (лежень). При расстояниях до 12 метров придется устанавливать по центру вертикальную стойку, которая должна опираться или на надежное перекрытие, или же даже на капитальную перегородку внутри здания. Стойка также упирается в лежень, а кроме того, в каждую из сторон устанавливается еще и подкос. Это тем более актуально в связи с тем, что стандартная длина пиломатериалов обычно не превышает 6 метров, и стропильную ногу придется делать составной. Так что без дополнительной опоры обойтись в любом случае не получится.
Дальнейшее увеличение длины ската приводит к еще большему усложнению системы – появляется необходимость установки нескольких вертикальных стоек, с шагом не более 6 метров, с опорой на капительные стенки, и со связыванием этих стоек схватками, с установкой тех же подкосов и на каждой стойке, и на обеих внешних стенах.
Таким образом, следует хорошо подумать, куда будет выгоднее сориентировать направление ската кровли еще и из соображений упрощения конструкции стропильной системы.
саморезы по дереву
Какой угол крутизны ската будет оптимальным?
В подавляющем большинстве случаев когда речь идет об односкатной кровле выбирается угол до 30 градусов. Это объясняется рядом причин, и самая главная из них уже упоминалась – сильная уязвимость именно односкатной конструкции к ветровой нагрузке с фасадной стороны. Понятно, что, следуя рекомендациям, направление ската ориентируют в наветренную сторону, но это вовсе не говорит о том, что ветер с другой стороны полностью исключается. Чем круче угол уклона – тем значительнее становится создающаяся подъемная сила, и тем большую нагрузку на срыв будет испытывать кровельная конструкция.
Кроме того, односкатные кровли с большим углом наклона смотрятся несколько несуразно. Конечно, это иногда используется в смелых архитектурно-дизайнерских проектах, но мы-то говорим о более «приземленных» случаях…
Слишком пологий скат, с углом уклона до 10 градусов, тоже не слишком желателен, по той причине, что резко возрастают нагрузки на стропильную систему от снежных наносов. Кроме того, с началом таяния снегов весьма вероятно появление наледи по нижнему краю ската, затрудняющей свободный сход талой воды.
Важным критерием выбора угла крутизны ската является и задуманное . Не секрет, что для различных кровельных материалов имеются определенные «рамки», то есть минимально допустимый угол уклона крыши.
Сам угол уклона ската может выражаться не только в градусах. Многим мастерам удобнее оперировать другими параметрами – пропорциями или процентами (даже в некоторых технических источниках можно встретить подобную систему измерений).
Пропорциональное исчисление – это отношение длины пролета (d ) к высоте подъема ската (h ). Может выражаться, например, соотношением 1:3, 1:6 и так далее.
То же соотношение, но уже в абсолютной величине и приведенное к процентам, дает несколько иное выражение. Например, 1:5 – это будет крутизна ската в 20%, 1:3 – 33,3 % и т.п.
Чтобы упростить восприятие этих нюансов, ниже размещена таблица с графиком-диаграммой, показывающей соотношение градусов и процентов. Схема полностью масштабирована, то есть по ней можно легко перевести одни величины в другие.
Красными линиями показано условное разделение кровель: до 3° – плоские, от 3 до 30° – крыши с малым уклоном, от 30 до 45° – средняя крутизна, и выше 45 – круто уклонённые скаты.
Синими стрелками и соответствующими им числовыми обозначениями (в кружках) показаны установленные нижние границы применения того или иного кровельного материала.
 |
|||
|---|---|---|---|
| № | Величина уклона | Тип допустимого кровельного покрытия (минимальный уровень уклона) | Иллюстрация |
| 1 | от 0 до 2° | Совершенно плоская крыша или с углом наклона до 2°. Не менее 4 слоев рулонного битумного покрытия, нанесенного по «горячей» технологии, с обязательной верхней посыпкой из мелкофракционного гравия, утопленного в расплавленную мастику. | |
| 2 | ≈ 2° 1:40 или 2,5 % | То же, что и в пункте 1, но будет достаточно 3 слоев битумного материала, с обязательной посыпкой | |
| 3 | ≈ 3° 1:20 или 5 % | Не менее трех слоев битумного рулонного материала, но без гравийной засыпки | |
| 4 | ≈ 9° 1:6,6 или 15 % | При использовании рулонных битумных материалов – не менее двух слоев, наклеенных на мастику горячим способом. Допускается использование некоторых типов профнастила и металлочерепицы (по рекомендациям производителя). | |
| 5 | ≈ 10° 1:6 или 17% | Асбестоцементные шиферные волнистые листы усиленного профиля. Еврошифер (однулин). | |
| 6 | ≈ 11÷12° 1:5 или 20 % | Мягкая битумная черепица | |
| 7 | ≈ 14° 1:4 или 25 % | Плоский асбестоцементный шифер усиленного профиля. Профнастил и металлочерепица – практически без ограничений. | |
| 8 | ≈ 16° 1:3,5 или 29 % | Листовая сталь кровельная с фальцевым соединением соседних листов | |
| 9 | ≈ 18÷19° 1:3 или 33 % | Шифер асбестоцементный волнистый обычного профиля | |
| 10 | ≈ 26÷27° 1:2 или 50 % | Натуральная керамическая или цементная штучная черепица, сланцевые или композитные полимерные плитки | |
| 11 | ≈ 39° 1:1,25 или 80 % | Кровельное покрытие из щепы, дранки, натурального гонта. Для любителей особой экзотики –камышовая кровля | |
Владея подобной информацией и имея намётки на будущее кровельное покрытие, будет проще определиться с углом крутизны ската.
металлочерепица
Как задать необходимый угол ската?
Обратимся вновь к нашей базовой схеме «стропильного треугольника», размещенной выше.
Итак, чтобы задать необходимый угол уклона ската α , необходимо обеспечить возвышение одно стороны стропильной ноги на величину h . Соотношения параметров прямоугольного треугольника известны, то есть определить эту высоту – сложности не представит:
h = d × tg α
Значение тангенса – это табличная величина, которую несложно отыскать в справочной литературе или в таблицах, опубликованных в интернете. Но чтобы максимально упростить нашему читателю задачу, ниже размещен специальный калькулятор, который позволит выполнить расчеты буквально за несколько секунд.
Кроме того, калькулятор поможет решить, при необходимости, и обратную задачу – изменяя угол уклона в определенном диапазоне подобрать оптимальное значение превышения, когда именно этот критерий становится определяющим.
Загрузка...