Установка стропил односкатной крыши

Расчет угла наклона односкатной крыши

При расчете угла наклона следует учитывать снеговую и ветровую нагрузку в конкретном регионе, а также вид кровельного материала, которые планируется использовать в процессе возведения постройки.

Так, например, следует учесть, что если угол наклона менее 20 градусов, снежный покров будет постоянно лежать на скате, не сползая. При больших значения возможность схода снега зависит от типа кровельного материала.

Как только величина угла превысит 50 градусов, последний фактор становится неважным: снежный покров задерживаться не будет. Исключением можно назвать особое конструктивное исполнение и образование наледи.

Вес формируемого снежного покрова важен с точки зрения последующих прочностных расчетов. При выполнении приблизительных расчетов можно использовать справочную информацию.

Ветровая нагрузка учитывается не только с точки зрения расположения возводимого строения, но и его высоты. Если возводимый дом будет меньше 10м, при выполнении расчетов можно пренебречь значением ветровой нагрузки. Однако только в том случае, если объект возводится не на открытой площадке.

Рассчитывая оптимальное значение угла наклона кровли, следует помнить, что:

• Большая ветровая нагрузка является основанием для уменьшения искомого параметра;
• Значительный снеговой покров поводов для увеличения, так как в этом случае удастся добиться соскальзывания снега с поверхности.

Еще одним важным параметром является тип кровельного покрытия. Если решено отдать предпочтение определенной разновидности, стоит ознакомиться с инструкцией производителя, в которой указаны оптимальные значения.

Так, при угле:

• Менее 10 градусов – выбирают рулонные материалы;
• От 10 до 20 градусов – рифленые. Уместен монтаж шифера, ондулина, металлопрофиля;
• От 28 до 35 градусов подойдут кровельные листы из металла, для стыковки которых используется фальцевый способ;
• 25 – 35 градусов. Оптимальный вариант для черепицы из металла и керамики.

Имея на руках все вышеперечисленные исходные данные, определяют угол наклоны.

Что собой представляет стропильная система двускатной крыши

Основой конструкций скатов являются стропильные ноги, они же стропила. Изготавливают их или из пиломатериалов (брусы, доски), или из стального профиля (уголок, швеллер). В частном домостроение применяют древесину. С ней проще работать, плюс пиломатериалы дешевле.

Устройство стропильной системы двускатной крыши – это не только стропила. Кроме них есть еще несколько обязательных элементов. На фото ниже все элементы двускатной кровли показаны. Обозначим их.

Каждый из элементов кровли имеет свое назначениеИсточник lestorg32.ru

Элементы стропильной системы двускатной кровли

1. Мауэрлат. По сути, это балка, на которую упираются стропилы. Ее назначение – равномерно распределить нагрузки от стропильных ног на стены дома. Если мауэрлат не использовать, то стропила будут давить на стены точечно, то есть в местах установки возникнут большие напряжения, которые приведет к растрескиванию стен.
2. Стропила, установленные под наклоном.
3. Конек, он же коньковый брус или прогон. Его задача – сформировать место стыковки стропильных ног. Коньковый брус – необязательный элемент двускатной крыши. Есть конструкции, в которых его не устанавливают. Но об это чуть ниже.
4. Затяжки. Используются не всегда, а только на висячих стропилах или, если стропильная система устанавливается на широкий дом.
5. Балки перекрытия, которые формируют потолок в комнате и пол в чердаке.
6. Одна из балок перекрытия, которую называют лежнем. Она дополнительно выполняет функции основания для опорных стоек, которые поддерживают стропила. Используется не всегда.
7. Опорные стойки, они же бабки, поддерживающие стропильные ноги. Их устанавливают лишь в том случае, если длина пролета дома составляет не менее 6 м.
8. Подкосы, они же диагональные подпорки. Их используют лишь в том случае, если опорные стойки не могут обеспечить общую надежность стропильной системы.

Есть еще один элемент, который хорошо виден на фото ниже. Это опорные стойки для конькового прогона. Их устанавливают, если конструкция стропильной системы имеет большой вес. То есть все строение собирается под тяжелый кровельный материал, к примеру, под керамическую черепицу.

Наслонные стропила с опорными стойками под коньковым прогономИсточник seaside-home.ru

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Постройка крыши любой сложности своими руками предполагает знания назначения основных конструктивных элементов.

Места расположения элементов показаны на фото.

Элементы стропильной системы двухскатной крышиЭлементы стропильной системы двухскатной крыши — схема 2Элементы стропильной системы двухскатной крыши — схема 3

Мауэрлат. Предназначен для распределения нагрузки от стропильной системы на несущие стены здания. Для обустройства мауэрлата выбирается брус из прочной древесины. Предпочтительно лиственницы, сосны, дуба. Сечение бруса зависит от его вида – цельный или склеенный, а также от предполагаемого века конструкции. Наиболее популярные размеры 100х100, 150х150 мм.
Совет. Для стропильной системы из металла мауэрлат также должен быть металлическим. Например, швеллер или двутавровый профиль.

Стропильная нога. Основной элемент системы. Для изготовления стропильных ног используется прочный брус или бревно. Соединенные сверху ноги образуют ферму.

Силуэт стропильной фермы определяет внешний вид строения. Примеры ферм на фото.

Варианты фермы стропильной системы крыши

Важное значение имеют параметры стропил. О них речь пойдет чуть ниже

Затяжка — соединяет стропильные ноги и придает им жесткость.

Прогон:

Коньковый прогон, монтируется в месте примыкания одного стропила к другому. В дальнейшем на него будет установлен конек крыши.

Боковые прогоны, они обеспечивают ферме дополнительную жесткость. Их количество и размер зависят от нагрузки на систему.

Стойка для стропил — вертикально расположенный брус. Также принимается на себя часть нагрузки от веса крыши. В простой двускатной крыше обычно располагается по центру. При значительной ширине пролета – по центру и по бокам. В несимметричной двускатной крыше – место установки зависит от длины стропила. При ломанной крыше и обустройстве одной комнаты на мансардном чердаке – стойки располагаются по бокам, оставляя свободным пространство для перемещения. Если комнат предполагается две – стойки находятся по центру и по бокам.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши показано на рисунке.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши

Подкос. Служит опорой для стойки.

Совет. Установка подкоса под углом в 45° существенно снижает риск деформации от ветровой и снеговой нагрузки.

В регионах со значительной ветровой и снеговой нагрузкой устанавливают не только продольные подкосы (находящиеся в одной плоскости со стропильной парой), но и диагональные.

Лежень. Его назначение служить опорой для стойки и местом крепления подкоса.

Обрешетка. Предназначена для передвижения во время строительных работ и фиксации кровельного материла. Устанавливается перпендикулярно по отношению к стропильным ногам.

Совет

Важное назначение обрешетки — перераспределение нагрузки от кровельного материала на стропильную систему

Наличие чертежа и схемы с указанием месторасположения всех перечисленных конструктивных элементов поможет в работе.

Совет. Обязательно добавьте в схему стропильной системы двухскатной крыши данные об устройстве прохода вентиляционной шахты и дымовой трубы. Технология их устройства определяется типом кровли.

Выбор материала для стропил

При расчете материала на двухскатную крышу нужно выбирать качественную древесину без повреждений и червоточин. Наличие сучков для балок, мауэрлата и стропил не допускается.

Для досок обрешетки сучков должно быть минимум, при этом они не должны выпадать. Древесина должна быть прочной и обработанной необходимыми препаратами, которые повысят ее свойства.

Совет. Длина сучка не должна превышать 1/3 толщины бруса.

Порядок сборки фермы

Для удобства можно соорудить леса

Конструкция включает в себя опорные ноги и соединяющие компоненты. Ферма напоминает треугольник. Выполните работу в указанной последовательности, и готовая конструкция сможет достойно переносить все поступающие нагрузки.

Установка коньковой балки и первых стропил

Ферму можно делать на земле с дальнейшим подъемом наверх либо же прямиком на крыше. Первый вариант более прост и удобен в выполнении.

Еще одно стропило на местеВид установленных стропил

Стропильную ферму собираем в следующем порядке. Сначала обрезаем заготовленный материал до нужного размера, стыкуем бруски верхними краями и скрепляем с помощью шурупов. Для предотвращения появления трещин в местах скрепления предварительно просверливаем в брусках отверстия диаметром немного меньше размера крепежных элементов.

Установка стропилКоньковые балки

Также для соединения стропильных ног используем ригель. Фиксацию выполняем на полметра ниже верхней точки скрепления элементов. Ригели будут способствовать повышению жесткости конструкции и исключат риск прогиба. Крепление ригеля выполняем в выемках, предварительно обустроенных в стропилах посредством вырубки.

При необходимости стропила срезаются под углом, если этого требуют особенности обустраиваемой кровельной конструкции.

Конструкция односкатной кровли

Конструкция односкатной крыши может существенно различаться в зависимости от углов наклона ската, ширины пролета, а также используемых материалов.

По этим признакам различают две группы односкатных кровель:

• стропила опираются на стены с разным углом уклона;
• для крыши сооружается треугольная односторонняя ферма, опирающаяся на плоскую поверхность.

Для первого варианта необходимо, чтобы противоположные стены здания имели различную высоту. При этом вам потребуется меньше дерева для стропил.

Вторая группа предполагает, что стены здания имеют одинаковую высоту. В таком случае постройка стропильной системы односкатной крыши своими руками будет несколько сложнее, да и материалов потребуется больше.

Следовательно, определяясь, как сделать стропила на односкатную крышу, стоит учесть ширину пролетов, расход материала и времени, а также ваши строительные навыки и условия труда.

Конструкции крыш с одним скатом могут отличаться еще и по количеству стропил – без промежуточных или с ними. Необходимость дополнительной опоры будет определяться, исходя из длины стропил и уклона ската. Укладывать стропила можно либо на балки перекрытия, либо на мауэрлат.

Тип опор кровли

Чисто конструктивно односкатная крыша – это стропильные ноги, которые одним концом упираются в фасадную стену постройки, другим в заднюю. При этом фасадная стена по высоте всегда выше, чем задняя. Это и создает наклон кровли. Чем выше разница высот, тем круче скат.

Соответственно опоры для односкатной крыши выступают стены здания. Но если:

• пролет дома не превышает 4,5 м, то эта конструкция именно так и собирается;
• пролет больше 4,5 м, то под стропила устанавливают опорные стойки из досок или брусов.

Чертеж односкатной крыши в зависимости от пролета дома.

Во втором случае опоры монтируются посередине длины каждой стропилы. Или другой вариант – устанавливают горизонтальный прогон из одного бруса, проходящего под стропилами посередине их длины. Под прогон монтируют стойки. Их количество уменьшают вдвое или втрое.

Это интересно: Металлические водостоки для крыши — цены, характеристики и монтаж

Расчет угла ската крыши

Как рассчитать угол ската или высоту фронтона? На представленном рисунке применены следующие условные обозначения:

— Lc — длина стропильной ноги;

— Lbc — высота фронтона от балок перекрытия до пересечения с плоскостью кровли;

— Lсд – ширина дома;

— А – выбранный или рассчитываемый угол наклона ската.

Если вспомнить базовый школьный курс тригонометрии и вооружиться калькулятором, то не представит никакого труда рассчитать все параметры будущей крыши, опираясь на исходные величины. Ширину здания несложно промерить, а в качестве второго параметра может выступать либо желаемая высота фронтона, либо выбранный угол ската кровли.

Итак, если за основу берется ширина здания и планируемая высота фронтона, то угол ската несложно рассчитать формулой:

TgA = Lbc : Lсд

Если же в основу расчетов принимается выбранный угол ската кровли, то высота фронтона будет равна:

Lbc = TgA× Lсд

Теперь несложно рассчитать и длину стропильной ноги:

Lc = Lсд : СosА

При этом не забываем, что длина стропила, вычисленная подобным образом – это только до пересечения с плоскостью стен, без учета козырьков с фасадной и тыльной стороны здания.

Уклон угла ската выбирается в зависимости от некоторых критериев, одним из которых является выбранный вид кровельного материала, так как для каждого из них рекомендовано выбирать определенное значение или параметр, максимально близкий к нему, например:

— Профнастил требует уклона не менее 8º.

— При применении металлочерепицы, можно делать крышу со скатом в 30º.

— Для шифера хорошо подойдет величина угла в 20—30°.

— Для рулонных кровельных материалов, таких, как рубероид, а также другой мягкой кровли рекомендован угол уклона ската от 5—7°, но не меньше.

Мнение эксперта: Масальский А.В.

Редактор категории «строительство» на портале Stroyday.ru. Специалист по инженерным системам и водоотведению.

Если крыша не имеет системы подогрева, а строение расположено в регионе, где в зимнее время выпадает большое количество осадков, то лучшим вариантом будет односкатная крыша, устроенная под углом в 40—45°, каким бы кровельным материалом она ни была покрыта.

Кроме вышеперечисленных данных, нужно разбираться, какие виды стропильных систем бывают.

Материалы

Односкатная крыша для пристройки – самые доступное решение, как защитить сооружение от атмосферных осадков и ветра, благодаря низкой цене используемых материалов. Все что нужно для строительства своими руками, можно найти в самом обычном строительном магазине. На сборку этой конструкции требуется меньше материалов, чем на возведения двухскатных, шатровых и вальмовых крыш. Чтобы начать монтажные работы, необходимо закупить:

1. Пиломатериалы. Для сооружения стропильного каркаса односкатной крыши нужно приобрести хвойный брус с сечением 100х100 мм или 150х150 мм, обрезную доску 50х150 мм, необрезную доску 40х150 мм, рейки 25х50 мм. Приобретайте качественный пиломатериалы без трещин и сколов, влажность которых составляет 15-16%. Чтобы защитить элементы из древесины от проникновения влаги, образования плесени или гнили, выполняют обработку антисептическими препаратами глубокого проникновения.

2. Кровельный материал. Строительный рынок предоставляет обширный выбор кровельных материалов разных ценовых категорий. Наиболее дешевый вариант – шифер, рубероид или профнастил, он обойдется в 200-300 рублей за 1 квадратный метр покрытия. Более современные и привлекательные материалы (металлочерепица, ондулин, мягкая черепица) стоят в 2-3 раза дороже. Для крыш пристроек, используемых в качестве оранжерей и теплиц, используют прозрачный поликарбонат, обладающий высокими термоизоляционными качествами и пропускающий свет.

3. Гидроизоляционный материал. Для защиты древесины стропильного каркаса от проникновения влаги используется гидроизоляционный материал. В этом качестве применяют рубероид, полиэтиленовую пленку или диффузную мембрану. Опытные мастера отдают предпочтение самому недорогому варианту – рубероиду, который прочнее аналогов.
4. Крепежные элементы. Для монтажа кровли требуется много разных элементов крепежа: металлические уголки, накладки, гвозди, анкерные болты и кровельные саморезы с каучуковыми пресс-шайбами. Чтобы рассчитать, сколько саморезов потребуется, умножьте площадь ската на 10, так как столько крепежных элементов нужно для фиксации 1 квадратного метра покрытия.

Расчет двухскатной крыши

Часто у начинающих строителей перед проектированием и расчетами на закупку материала возникают вопросы по поводу того, как узнать длину стропил двухскатной крыши

Для этого важно на этапе проектирования знать, какой будет ширина здания, для  подбора стропил стандартного размера, чтобы не пришлось их сращивать, жертвуя их несущей способностью. Вместе с этим нужно не забыть об угле наклона крыши

Все эти факторы в конечном итоге будут влиять на расчет длины.

Итак, для вычисления длины стропил такой крыши нужно разделить треугольник, образованный стропильной системой на два прямоугольных треугольника. Дальше, зная ширину здания и угол наклона крыши можно определить высоту конька двухскатной крыши. Зная два катета прямоугольного треугольника и используя теорему Пифагора, можно вычислить гипотенузу каждого прямоугольного треугольника, которая и является необходимой длиной стропил нашей крыши.

В итоге, для определения окончательной длины, к полученному значению нужно прибавить еще 30-50 см. для обеспечения свесов крыши.

Все проведенные расчеты по определению высоты конька (она же высота фронтона) и длины стропил наглядно показаны на изображении:

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что двухскатная крыша является наиболее дешевым и универсальным видом кровли для частного дома. Есть примеры, когда с помощью подручных средств люди возводили двухскатную крышу самостоятельно в одиночку. Но все же советуем вам пользоваться помощью специалистов в таких вопросах, ведь грамотно сделанная крыша над головой — это комфорт и уют в доме.

Проектирование и расчеты

Даже самые простые кровельные конструкции нуждаются в предварительном расчете и создание хотя бы схематичного проекта. Чтобы своими руками для пристройки нужно вычислить уклон и площадь ската, разницу между высотами опорных стоек, длину стропил. Каждый из этих параметров влияет на эффективность и долговечность кровли. Чтобы выполнить вычисления, можно воспользоваться специальными компьютерными программами или обратится к простым тригонометрическим формулам:

• Уклон ската вычисляется как частное разницы между высотой опорных стоек односкатной крыши и шириной пристройки. Этот показатель обычно лежит в пределах 15-40 градусов, он должен соответствовать рекомендациям производителя кровельного материала и климатическим условиям в зоне строительства.

• Величину разницу между высотой опорных стоек получают, умножая ширину пристройки на угол наклона ската крыши. Этот параметр вычисляется, чтобы правильно смонтировать конструкцию, выдержав рассчитанный уклон.

• Длина стропильной ноги рассчитывается путем деления разницы высот опорных стоек на синус угла, образованного скатом и основанием крыши. Этот параметр помогает определить, сколько пиломатериалов нужно купить для монтажа стропильной системы.

• Площадь ската вычисляют, умножая ширину на длину. Эти расчеты пригодятся при приобретении кровельного материала. Однако, нужно учесть, что он покупается с запасом 15-20% на нахлесты и подрезку.

Нагрузка на стропила по схеме

Различают три типа нагрузки:

• Постоянная. Это значение, которое не будет изменяться на протяжении всего срока эксплуатации кровли. К этой категории относят массу кровельного материала, утеплителя, гидро- и пароизоляции, обрешетки, доборных деталей кровли, а также внутренней отделки мансарды. То есть, суммированное значение массы элементов и будет ожидаемой нагрузкой. Ее средняя величина составляет 40-45 кг/м2, но не более 50 кг/м2. Желательно предусмотреть запас прочности, равный 10 % от общей массы.
• Переменная. Имеется в виду интенсивность выпадения осадков, нагрузка от снега и ветра, которые могут существенно варьироваться в зависимости от времени года или погодных условий.
• Особая. К данной группе относят экстремальные природные явления – землетрясения, торнадо, сильные ветры. В этих случаях запас прочности делают существенно больше обычного.

О прочности

Для односкатной крыши важно понятие – длина ската. Ведь на постройке прямоугольной формы сами стропила можно разместить вдоль или поперёк здания

Поэтому, выбирая направление необходимо учитывать возможность устройства промежуточных опор. Общепринятая практика – ограничивать свободные пролёты без поддержки длиной 4.5 м. ведь даже не разрушившись стропило может элементарно прогнуться.

Схема сборки стропильной системы односкатной крышиИсточник craftingbeer.ru

Помимо утраты привлекательности внешнего облика, это может повлечь более серьёзные проблемы: деформацию, разрыв кровельного материала и, как следствие, трудно устранимую протечку. Поэтому, когда длина стропила превышает норму, принимают меры для усиления конструкции:

• Расстояние между противоположными стенами 4,5-6 м. требует установки подкосов с опорой на оду или обе стены. Не исключается устройство прогона – он позволит снизить число подкосов. При этом появится возможность увязать их с зонированием будущего пространства.
• Расстояние до 12 м. требует обязательной установки прогона, который поддерживают вертикальные стойки с надёжного лежня, перекрытия, колонн или капитальной стены внутри дома. От стоек или стен также рекомендуется установка подкосов. Условия диктует стандартная длина пиломатериала 6 м. – при такой длине пролёта стропила в любом случае будут составными. Даже если конструктивно удастся изготовить крепкие стопила, из соображений безопасности необходима надёжная промежуточная опора.

Для надежности в стропильной системе предусмотрены дополнительные опорыИсточник moidom38.ru

Дальнейшее увеличение длины стропил требует ещё более серьёзных мер по укреплению всей стропильной системы. Хотя ничего сложного в этом нет – можно устанавливать сколько угодно прогонов на надёжных стойках, опираясь на лежни и расшиваясь подкосами. Разберёмся пошагово, как монтируются стропила для односкатной крыши.

В видео пример сборки односкатной вентилируемой крыши для каркасного дома:

Последовательность монтажа

Для обеспечения запаса прочности используются все конструктивные особенности здания. Заранее рассматривается возможность опереться на любую из несущих стен вертикальной стойкой или подкосом. Их количество и местоположение можно скорректировать и увязать с будущим дизайном, однако без фанатизма – прочность при этом пострадать не должна. Монтаж обычно не вызывает сложностей:

Для безопасности сразу монтируются балки перекрытия, по ним устраивается временный настил.

Монтаж балок перекрытия на домеИсточник oooarsenal.ru

• На обе стены крепится мауэрлат. Или устраиваются необходимые для уклона крыши каркасы.
• Устанавливаются крайние стропила и все сопутствующие элементы: стойки, подкосы, по необходимости лежни – создаётся «силовой каркас».

Сборка скелета односкатной крыши для частного домаИсточник th.decorexpro.com

Если строительство каркасное и большие фронтоны открыты, необходимо хотя бы временно их закрыть – принять меры для уменьшения парусности крыши.

Для исключения парусности закрывают временно фронтоныИсточник moidom38.ru

Далее по подготовленному каркасу укладываются промежуточные стропила и дополнительно раскрепляются по мере надобности. Это время для окончательного принятия решения о способе утепления – шаг стропил можно скорректировать под конкретный утеплитель.

Монтаж промежуточных стропилИсточник chrome-effect.ru

Следом монтируется кровельная мембрана, контробрешётка и несущая обрешетка односкатной крыши под конкретный кровельный материал.

На устройство вентиляционного зазора нужно обратить особое внимание – уклон односкатной крыши зачастую невелик. Поэтому зазор должен быть достаточным для эффективного проветривания – его полезно немного увеличить

Завершает работы монтаж кровли. А устройство подшива, водостоков можно совместить с наружной отделкой фронтонов, чтоб дважды не устраивать настилы в одном месте.

Примеры домов с односкатными крышами в видео:

Что в итоге

Таким нехитрым, но эффективным и простым способом можно построить крышу любого дома, независимо от материала его стен и конструктивных особенностей.

Дом с односкатной крышей выходит дешевле, но смотрится по-современномуИсточник 290domov.ru

Однако, односкатная крыша в каркасном доме, где «по умолчанию» заложена экономия бюджета – это одно из рациональных решений. Причём без лишних затрат в проект сразу закладывается функциональность, а довести всё до логического конца – уже дело времени.