6 на 6 односкатная крыша. Односкатная крыша: необходимые расчеты. Применение стропильных ферм

Определение внутренних усилий фермы

Зачастую у нас нету возможности применить обычную балку для того или иного строения, и мы вынуждены применять более сложную конструкцию, которая называется ферма.
хоть и отличается от расчета балки, но нам не составит труда ее рассчитать. От вас будет требоваться лишь внимание, начальные знания алгебры и геометрии и час-два свободного времени.
Итак, начнем. Перед тем, как рассчитывать ферму, давайте зададимся какой-нибудь реальной ситуацией, с которой вы бы могли столкнуться. Например, вам необходимо перекрыть гараж шириной 6 метров и длиной 9 метров, но ни плит перекрытия, ни балок у вас нету . Только металлические уголки различных профилей. Вот из них мы и будем собирать нашу ферму!
В последующем на ферму будут опираться прогоны и профнастил. Опирание фермы на стены гаража – шарнирное.

Для начала вам необходимо будет узнать все геометрические размеры и углы вашей фермы. Здесь нам и понадобится наша математика, а именно - геометрия. Углы находим при помощи теоремы косинусов.

Затем нужно собрать все нагрузки на вашу ферму (посмотреть можно в статье ). Пусть у вас получился следующий вариант загружения:

Далее нам нужно пронумеровать все элементы, узлы фермы и задать опорные реакции (элементы подписаны зеленым, а узлы голубым).

Чтобы найти наши реакции, запишем уравнения равновесия усилий на ось y и уравнение равновесия моментов относительно узла 2.

Ra+Rb-100-200-200-200-100=0;
200*1,5 +200*3+200*4,5+100*6-Rb*6=0;

Из второго уравнения находим опорную реакцию Rb:

Rb=(200*1,5 +200*3+200*4,5+100*6) / 6;
Rb=400 кг

Зная, что Rb=400 кг, из 1-ого уравнения находим Ra:

Ra=100+200+200+200+100-Rb;
Ra=800-400=400 кг;

После того, как опорные реакции известны, мы должны найти узел, где меньше всего неизвестных величин (каждый пронумерованный элемент - это неизвестная величина). С этого момента мы начинаем разделять ферму на отдельные узлы и находить внутренние усилия стержней фермы в каждом из этих узлов. Именно по этим внутренним усилиям мы и будем подбирать сечения наших стержней.

Если получилось так, что усилия в стержне направлены от центра, значит наш стержень стремится растянуться (вернуться в первоначальное положение), а значит сам он сжат. А если усилия стержня направлены к центру, значит стержень стремится сжаться, то есть он растянут.

Итак, перейдем к расчету. В узле 1 всего 2 неизвестных величины, поэтому рассмотрим этот узел (направления усилий S1 и S2 задаем из своих соображений, в любом случае у нас по итогу получится правильно).

Рассмотрим уравнения равновесия на оси х и у.

S2 * sin82,41 = 0; - на ось х
-100 + S1 = 0; - на ось y

Из 1-ого уравнения видно, что S2=0, то есть 2-ой стержень у нас не загружен!
Из 2-ого уравнения видно, что S1=100 кг.

Поскольку значение S1 у нас получилось положительным, значит направление усилия мы выбрали правильно! Если же оно бы получилось отрицательным, то направление стоит поменять и знак изменить на «+».

Зная направление усилия S1, мы можем представить, что из себя представляет 1-ый стержень.

Поскольку одно усилие было направлено в узел (узел 1), то и второе усилие будет направлено в узел (узел 2). Значит наш стержень старается растянуться, а значит он сжат.
Далее рассмотрим узел 2. В нем было 3 неизвестных величины, но поскольку мы уже нашли значение и направление S1, то остается только 2 неизвестных величины.

Опять же

100 + 400 – sin33,69 * S3 = 0 - на ось у
- S3 * cos33,69 + S4 = 0 - на ось х

Из 1-ого уравнения S3 = 540,83 кг (стержень №3 сжат).
Из 2-ого уравнения S4 = 450 кг (стержень №4 растянут).
Рассмотрим 8-ой узел:

Составим уравнения на оси х и у:

100 + S13 = 0 - на ось у
-S11 * cos7,59 = 0 - на ось х

Отсюда:

S13 = 100 кг (стержень №13 сжат)
S11 = 0 (нулевой стержень, никаких усилий в нем нету)

Рассмотрим 7-ой узел:

Составим уравнения на оси х и у:

100 + 400 – S12 * sin21,8 = 0 - на ось у
S12 * cos21,8 - S10 = 0 - на ось х

ИЗ 1-ого уравнения находим S12:

S12 = 807,82 кг (стержень №12 сжат)

Из 2-ого уравнения находим S10:

S10 = 750,05 кг (стержень №10 растянут)

Дальше рассмотрим узел №3. Насколько мы помним 2-ой стержень у нас нулевой, а значит рисовать его не будем.

Уравнения на оси х и у:

200 + 540,83 * sin33,69 – S5 * cos56,31 + S6 * sin7,59 = 0 - на ось y
540,83 * cos33,69 – S6 * cos7,59 + S5 * sin56,31 = 0 - на ось х

А здесь нам уже понадобится алгебра. Я не буду подробно расписывать методику нахождения неизвестных величин, но суть такова – из 1-ого уравнения выражаем S5 и подставляем ее во 2-ое уравнение.
По итогу получим:

S5 = 360,56 кг (стержень №5 растянут)
S6 = 756,64 кг (стержень №6 сжат)

Рассмотрим узел №6:

Составим уравнения на оси х и у:

200 – S8 * sin7,59 + S9 * sin21,8 + 807,82 * sin21,8 = 0 - на ось у
S8 * cos7,59 + S9 * cos21,8 – 807,82 * cos21,8 = 0 - на ось х

Так же, как и в 3-ем узле найдем наши неизвестные.

S8 = 756,64 кг (стержень №8 сжат)
S9 = 0 кг (стержень №9 нулевой)

Рассмотрим узел №5:

Составим уравнения:

200 + S7 – 756,64 * sin7,59 + 756,64 * sin7,59 = 0 - на ось у
756,64 * cos7,59 – 756,64 * cos7,59 = 0 - на ось х

Из 1-ого уравнения находим S7:

S7 = 200 кг (стержень №7 сжат)

В качестве проверки наших расчетов рассмотрим 4-ый узел (усилий в стержне №9 нету):

Составим уравнения на оси х и у:

200 + 360,56 * sin33,69 = 0 - на ось у
-360,56 * cos33,69 – 450 + 750,05 = 0 - на ось х

В 1-ом уравнении получается:

Во 2-ом уравнении:

Данная погрешность допустима и связана скорее всего с углами (2 знака после запятой вместо 3-ех).
По итогу у нас получатся следующие значения:

Решил перепроверить все наши расчеты в программе и получил точно такие же значения:

Подбор сечения элементов фермы

При расчете металлической фермы после того, как все внутренние усилия в стержнях найдены, мы можем приступать к подбору сечения наших стержней.
Для удобства все значения сведем в таблицу.

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:

1. Экономичность. Для устройства крыши не нужно много стройматериалов, на которые тратится основная часть средств.
2. Простота стропильной системы и односкатной конструкции в целом. Самое то для новичков. Выполнить монтаж будет проще, чем с двускатной крышей.
3. Постройка будет иметь небольшой вес. А значит, на стены и фундамент оказываться меньшая нагрузка.
4. Благодаря подобной форме, односкатная кровля отлично сопротивляется ветровой нагрузке, а также весу снега, который скапливается на поверхности.
5. Угол наклона бывает самым разным, в зависимости от потребностей. Он варьируется от 5° до 45°.
6. 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.
7. 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:

1. Для устройства профнастила уклон должен составлять не меньше 8°.
2. При использовании металлочерепицы потребуется сделать крышу с углом наклона в 30°.
3. Для устройства шифера нужны показатели от 20° до 30°.
4. 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:

1. 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.
   
   
2. Сверху на балки укладывается мауэрлат. Это массивный брус, который послужит опорой. Он укладывается на заднюю нижнюю стенку постройки.
3. Чтобы безопасно передвигаться по крыше, на балки перекрытия укладывается настил из деревянных досок. Он временный.
   
   
4. 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.
5. Балки перекрытия нужно закрыть гидроизоляцией и вмуровать в стену. Фронтон поднимается на выбранную высоту, согласно чертежам.
6. На готовом фронтоне можно фиксировать мауэрлат. Получается, что два мауэрлата находятся параллельно друг к другу.
7. На нижнюю стену наносится разметка под крепление стропильных ног. Фиксируются сами элементы крепления.
8. 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.
   
   
9. 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.
   
   
10. 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.
11. 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.

    

12. 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.

Односкатная стропильная система пришла к нам из США и Европы. Использующие ее жильцы отмечали надежность и дешевизну, поэтому популярность этого типа очень быстро распространялась. Несмотря на то, что для возведения одного ската требовалось незначительное количество древесины, на такое строительство мало кто решался. Дело в том, что большинство застройщиков считала такую систему слишком простой для жилых строений, а другая часть просто не умела ее возводить, чтобы доказать обратное. В данной статье я постараюсь объяснить вам как легко и быстро создавать такие системы и правильно подбирать шаг стропил односкатной крыши.

Основа расчетов

Несмотря на свою простоту, один скат должен отвечать всем правилам монтажа. Ведь если при этом допускать серьезные ошибки, то кровельное покрытие деформируется, что неизбежно повлечет за собой не только протечки, но и обрушение всей крыши.

Для достижения максимальной устойчивости кровельной системы необходимо обратить внимание на четыре составляющих:

1. Надежность крепления стропильных ног к опорному брусу и коньку;
2. Правильный подбор вспомогательных деталей для стропильной системы;
3. Прочные пиломатериалы и вспомогательные элементы;
4. Стропильный шаг.

Не стоит думать, что соблюдая всего четыре пункта вы добьетесь максимально устойчивой конструкции. Для этого вам придется использовать все известные методы и технологии.

Значения для расчетов

Нельзя выполнять расчеты не зная те или иные показатели, верно? Поэтому перед началом необходимо убедиться, что вы имеете четыре основных значения.

Параметры кровельного материала

Шаг стропильных ног

Наклон стропила

Помимо всех этих показателей главной задачей любого проекта является расчет максимально допустимой нагрузки на кровлю. В нее входят довольно много значений и вот список элементов, масса которых особенно важна при расчете:

• Стропильные ноги
• Обрешетка
• Кровельный пирог

Если вы далеки от строительной отрасли, то вам придется запомнить, что расчет максимальной нагрузки на крышу состоит из двух частей. В первой учитываются все используемые материалы, а во второй находится снеговая нагрузка вашего региона. Ее значение написано в специальном справочнике, который вы без проблем можете найти в сети.

Но даже на этом показатели будут не точные, ведь вы забыли про ветровую нагрузку и вес самого рабочего, который будет проводить монтажные работы и последующее обслуживание (ремонт, чистка).

При разработке проекта строительной организацией они пользуются сложными формулами сопромата, поэтому если вы не хотите забивать этим голову, можно воспользоваться рекомендациями опытных людей.

Как вычислить необходимое расстояние между стропильными балками

Расстояние между стропилами односкатной крыши во многом зависит от предварительно рассчитанного максимально возможного шага. Для выявления данного значения вам потребуется иметь значение общей нагрузки, параметры крыши и данные о древесине стропильных ног.

Вычислить оптимальный шаг стропильной ноги можно по следующей методике:

1. В первую очередь необходимо найти полную длину крыши. Это значение должно включать в себя любые торцы и свесы;
2. Полученное значение делим на максимально допустимое расстояние между стропилами;
3. Ответ округляем в большую сторону. Это число будет указывать на количество пролетов;
4. Далее берем значение длины крыши и делим его на пролеты. Так вы найдете оптимальный шаг;
5. А чтобы найти количество стропильных ног необходимо к пролетам прибавить единицу.

Это правило работает для подавляющего большинства кровель, но есть и те, рассчитать которые подобным образом не получается. Если у вас именно такой случай, то придется обзавестись дополнительным стропилом на одном из торцов.

Стропильная система в зависимости от кровельного покрытия

Ни для кого не секрет, что чем большей массой обладает кровельное покрытие, тем большее количество стропильных ног необходимо устанавливать. Большинство производителей данного материала в инструкции к своему товару указывает оптимальное количество стропил и их размеры.

Не стоит слепо доверять данной инструкции, только если вы не проживаете на центральной полосе России, ведь они были написаны именно для этой территории. Перед разработкой чертежа необходимо внимательно изучить преобладающие ветра и начертить своеобразную розу, которая будет являться ориентиром для будущего строительства.

Стоит заметить, что в регионах страны, где выпадает большое количество атмосферных осадков в виде снега лучше всего создавать крутые крыши с уклоном ската в 35-45 градусов. Это обеспечит быстрый естественный сход снежного покрова с поверхности.

В большинстве случаев стропильная система частных домов создается из бревен, диаметр которых от 12 до 22 сантиметров, бруса или доски с показателями толщины от 40 до 100 и ширины от 150 до 220 миллиметров.

Система стропил под профнастил

Кровельный профнастил довольно легкий материал и в то же время обладает хорошими прочностными характеристиками. Поэтому в качестве стропильных ног можно использовать пиломатериалы небольшого сечения, но с частым шагом: 0,6 – 1,2 метра. Кровельный скат должен находиться под уклоном от 12 до 45 градусов.

Необходимое сечение можно подобрать исходя из расстояния пролета между опор. Если расстояние составляет порядка 3 метра, то сечением можно брать 40х150 миллиметров, при 4 метрах это значение увеличивается до 50х180 миллиметров, а при 6 метрах необходимо использовать пиломатериалы сечение которых 60х200 миллиметров.

Кстати, обрешетка в этом вопросе также играет немаловажную роль. В случае, когда стропильный шаг составляет приличное значение, придется использовать более широкие доски. Например, для шага в 0,6 метров понадобятся элементы с сечением 25х100 миллиметров, а для 1,2 метров – 40х100.

Обрешетка для профнастила устраивается разряженным методом , и шаг ее элементов должен составлять 50-80 сантиметров. Впрочем, эти значения могут выходить за рамки в связи с особенностями самого кровельного покрытия. Советы по устройству данных деталей вы также можете найти в инструкции, прилагаемой к приобретенному материалу.

Система стропил под керамическую черепицу

Керамическая черепица – уникальное кровельное покрытие. Она изготавливается из глины, что делает этот материал очень тяжелым. Проектируемые стропильные системы в обязательном порядке должны следовать следующим требованиям:

В кровельной сфере существует всего 3 разновидности обрешетки. Одну из них можно устраивать под углом 12-60 градусов, а две других под 20-45 градусов. В качестве элементов обрешетки для глиняной черепицы чаще всего можно увидеть брус с сечением 50х50 миллиметров.

Стропила для металлочерепицы

Благодаря тому, что металлические листы обладают значительно меньшей толщиной вам не придется устраивать серьезную стропильную систему. Поэтому можете смело следовать советом и рекомендациям производителей кровельного материала.

Стоит сказать пару слов о единственном нюансе, который позволит вам сэкономить немного пиломатериалов. Так вот, он заключается в том, что минимальный шаг обрешетки может быть увеличен до 1 метра. Это связано с размерами листового материала. Когда утраивается металлочерепица, то, как правило, она поддерживается обрешеткой лишь в нескольких местах, а при шаге стропил в 0,6 метров нельзя создать «экономную» обрешетку, поэтому приходится менять ее вместе со стропильной системой.

Стропильная конструкция под ондулин

На сегодняшний ондулин уступил место более современным покрытиям, но несмотря на это, застройщики, крыша домов которых была уложена асбестовым шифером стали присматривать данный материал, как выгодную альтернативу. Он выполнен на основе битума и стекловолокна, обладает малым весом и высоким качеством.

Стропильная система под ондулин должна соответствовать следующим параметрам:

• Наклон ската должен находиться в пределе от 5 до 45 градусов;
• При малом уклоне шаг стропильных ног должен быть минимальным: 0,6 метра, а при более крутой крыше это расстояние увеличивается до 0,9 метров;
• При пологой крыши, скажем до 10 градусов необходимо устраивать сплошную обрешетку. Для этого лучше всего использовать влагостойкую фанеру, ОСП плиты или обрезную доску с сечением 30х100 или брус 40х50 миллиметров.

Что касается сечения самих стропильных ног, то оно подбирается по тем же правилам, что и для профнастила.

Система стропил под волнистые асбестоцементные листы (шифер)

Удивительно, но кровельный материал под названием «шифер» знают все, ведь подавляющее большинство частных домов покрыто именно этим продуктом. За счет своей жесткости и составляющих, данный материал обладает довольно солидным весом, поэтому необходимо следовать рекомендациям по устройству стропильной системы, дабы она не разрушилась еще до начала эксплуатации.

• Низкая герметичность готовой плоскости не позволяет использовать шифер при уклоне ската менее 22 градусов, это приведет к протечкам. Если вы не сможете найти какие-либо рекомендации по монтажу асбестоцементных листов (что вряд ли), то вы всегда вправе воспользоваться инструкцией, прилагаемой к ондулину;
• Максимально возможный наклон стропил при шиферной кровле – менее 60 градусов;
• Оптимальный шаг стропильных ног лежит в диапазоне от 0,8 до 1,5 метра. Здесь все будет зависеть от нагрузки и сечения пиломатериалов;
• Как правило, деревянная система под шифер требует несколько большего сечения ног, нежели при легкой кровле. В качестве примера можно привести ситуацию, когда шаг стропил составляет 1,2 метра. Для стропила придется брать брус с сечением 75х150 или 100х200;
• Что касается обрешетки, то ее элементы так же будут отличаться от шага стропильных ног. Если он составляет до 1,2 метра, то вполне пойдет брус 50х50 миллиметров, а при большем шаге – 60х60 миллиметров;
• Шаг бруса обрешетки должен подбираться так, дабы один лист поддерживали 3 элемента. Шифер должен выходить за края на 15 сантиметров с обеих сторон. Например, если рассматривать стандартные размеры асбестоцементного листа (175 сантиметров), то можно использовать шаг обрешетки в 80 сантиметров.

Наверно стоит напомнить о том, что асбест является вредным веществом , следовательно, при работе с материалом, в котором содержатся его частицы должна соблюдаться техника безопасности. Которая гласит, что рабочий должен иметь при себе средства индивидуальной защиты.

Стропильная система одного и двух скатов

В последнее время односкатная крыша получает все большую симпатию. Оно и понятно, ведь материалы только дорожают, а так хочется сэкономить. Благодаря несложной конструкции это получится сделать. Стропильная система одного ската довольно примитивна. Для этого просто нужно положить балки на венец и закрепить. Конечно, не стоит забывать про изоляционный материал.

Максимальный наклон односкатной крыши может быть 30 градусов, а пролет составлять 6 метров (это правило действует для пиломатериалов). Самым оптимальным уклоном считается 15-20 градусов. Под таким углом, ветровая нагрузка не причинит особого вреда, но вот снежный покров будет доставлять некоторые неудобства. Решением этой проблемы может стать размещение вашей постройки «по ветру», что позволит ему удалять снежную массу с крыши естественным образом.

Альтернативным вариантом односкатной кровли является двухскатная. Она представляет собой некоторое количество прямоугольников, соединенных воедино при помощи мауэрлата и конька. Стоит отметить один интересный факт. Когда форма треугольника приближается к равнобедренному, то его жесткость возрастает. В связи с этим при уклоне кровли до 60 градусов можно позволить расширить шаг между стропильными ногами.

Но не стоит заигрываться с расчетами, ведь это может привести к увеличению парусности и расходу пиломатериалов. Самым оптимальным уклоном скатов для двухскатной системы – 45 градусов.

Если вы решили возводить кровлю самостоятельно, то вам наверняка пригодятся некоторые советы, которые не только облегчат ваш труд, но и увеличат эксплуатационный период вашей крыши в целом.

• Рассчитать конструкцию правильно – задача не легкая, но даже если она выполнена верно, нарушить ее можно при неверном креплении. Поэтому монтируя стропильные ноги на свои места выполните работу со всей ответственностью. Для повышения навыков вы можете прочитать информацию в сети, либо пригласить на объект знающего человека;
• Шаг стропильных ног никак не должен влиять на теплоизоляцию. Стоит помнить, что плиты способны немного изменяться в своих размерах. Воспользуйтесь этим и впихните их максимально плотно. В строительном магазине существуют стандартные размеры плит утеплителя в 60, 80, 100 и 120 сантиметров;
• Для большинства крыш, уклон которых менее 45 градусов, есть необходимость включения веса рабочего в расчет. Что касается более острых кровель, то в этом нет необходимости, следовательно, можно уменьшить шаг стропильных ног на 20%;
• Воспользуйтесь современными технологиями и рассчитайте вашу крышу при помощи онлайн-калькуляторов. Все что вам нужно – это ввести точные параметры;
• Нормативные документы касательно ветровой и снеговой нагрузки вы можете найти в сети или у мастеров на стройке;
• Любая древесина, используемая в целях строительства должна быть максимально высушена. Это позволит избежать ее деформации в последующем.

Крыша здания – один из самых важных элементов всего здания. Если вы начнете экономит на кровельном пироге, то вскоре вам грозит дорогостоящий ремонт, который затронет не только данный участок, но и все здание в целом. Поэтому если вы хотите получить максимальный эксплуатационный период от вашего уюта, то не стоит использовать некачественные материалы.

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.

Калькулятор расчета превышения верхней точки установки стропильной ноги

Укажите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать величину превышения h"

Базовое расстояние между точками опоры стропила d (метров)

Планируемый угол уклона кровли α (градусов)

Как определиться с длиной стропильной ноги?

В этом вопросе также трудностей быть не должно – по двум известным сторонам прямоугольного треугольника не составит сложности рассчитать третью, используя всем известную теорему Пифагора. В нашем случае, в приложении к базовой схеме, это соотношение будет следующим:

L² = d² + h²

L = √ (d² + h²)

При расчете длины стропильных ног следует учитывать один нюанс.

При небольших длинах ската часто длину стропил увеличивают на ширину карнизного свеса – так проще будет монтировать весь этот узел впоследствии. Однако, при больших динах стропильных ног, или же в том случае, когда в силу обстоятельств приходится применять материал очень большого сечения, такой подход выглядит не всегда разумным. В такой ситуации применяют удлинение стропил с помощью специальных элементов системы – кобылок.

Понятно, что в случае с односкатной кровлей карнизных свесов может быть два, то есть с обеих сторон постройки, либо один – когда крыша пристраивается к стене здания.

Ниже размещен калькулятор, который помоет быстро и точно рассчитать необходимую длину стропильной ноги для односкатной крыши. По желанию можно проводить вычисления с учетом карнизного свеса, либо без него.

Калькулятор расчета длины стропильной ноги односкатной крыши

Введите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать длину стропильной ноги L"

Высота превышения h (метров)

Базовая длина d (метров)

Условия расчета:

Требуемая ширина карнизного свеса ΔL (метров)

Количество свесов:

Понятно, что если длина стропильной ноги превышает стандартные размеры имеющегося в продаже пиломатериала (обычно это 6 метров), то либо придется отказываться от формирования с помощью стропил в пользу кобылок, либо прибегать к сращиванию бруса. Можно сразу оценить, в какие последствия это «выливается», чтобы принять оптимальное решение.

Как определить необходимое сечение стропил?

Дина стропильных ног (или расстояние между точками их крепления к мауэрлату) теперь известна. Найден параметр высоты поднятия одного края стропила, то есть имеется и значение угла ската будущей кровли. Теперь необходимо определиться с сечением доски или бруса, который пойдет на изготовление стропильных ног и, в связке с этим – шаги их установки.

Все перечисленные параметры тесно взаимосвязаны между собой и должны в конечном счёте соответствовать возможной нагрузке на стропильную систему, чтобы обеспечивалась прочность и стабильность всей конструкции крыши, без ее перекосов, деформации или даже обрушения.

Принципы расчета распределенной нагрузки на стропила

Все выпадающие на крышу нагрузки можно разделить на несколько категорий:

• Постоянная статическая нагрузка, которая определяется массой самой стропильной системы, кровельного материала, обрешетки к нему, а при утепленных скатах – весом термоизоляции, внутренней обшивки потолка чердачного помещения и т.п. Этот суммарный показатель во многом зависит от типа используемого кровельного материала – понятно, что массивность профнастила, к примеру, не идёт ни в какое сравнение с натуральной черепицей или асбестоцементным шифером. И все же при проведении проектирования системы кровельного покрытия всегда стремятся удержать это показатель в рамках 50÷60 кг/м².
• Временные нагрузки на кровлю, обусловленные влиянием внешних причин. Это безусловно, снеговая нагрузка на кровлю, особенно характерная именно для крыш с небольшой крутизной скатов. Играет свою роль ветровая нагрузка, и, хотя на малых углах уклона она не столь велика, полностью сбрасывать ее со счетов не следует. Наконец, крыша должна выдержать и вес человека, например, при проведении каких-либо ремонтных работ или при очистке кровли от снежных сугробов.
• Отдельной группой стоят экстремальные нагрузки стихийного характера, вызванные, к примеру, ураганными ветрами, аномальными для данной местности снегопадами или дождями, тектоническими толчками земли и т.п. Предвидеть их – практически невозможно, но при расчетах на этот случай закладывается определенный резерв прочности элементов конструкции.

Суммарные нагрузки выражаются в килограммах на квадратный метр площади крыши. (В технической литературе часто оперируют другими величинами – килопаскалями. Перевести несложно – 1 килопаскаль приблизительно равен 100 кг/м²).

Выпадающая на крышу нагрузка распределяется по стропильным ногам. Очевидно, что чем чаще они установлены, тем меньшее давление будет приходиться на каждый погонный метр стропильной ноги. Это можно выразить следующим соотношением:

Qр = Qс × S

Qр — распределенная нагрузка на погонный метр стропила, кг/м;

Qс — суммарная нагрузка на единицу площади крыши, кг/м²;

S — шаг установки стропильных ног, м.

Например, расчеты показывают, что на крышу вероятно внешне воздействие в 140 кг. при шаге установке в 1.2 м на каждый погонный метр стропильной ноги придется уже 196 кг. Но зато если установить стропила чаще, с шагом, допустим, 600 мм, то степень воздействия на эти детали конструкции резко снижается – всего 84 кг/м.

Ну а по полученному значению распределенной нагрузки уже несложно определить требуемое сечение пиломатериала, способного противостоять такому воздействию, без прогибов, кручения, переломов и т.п. Существуют специальные таблицы, одна из которых приведена ниже:

Расчетная величина удельной нагрузки на 1 погонный метр стропильной ноги, кг/м					Сечение пиломатериала для изготовления стропильных ног
75	100	125	150	175	из кругляка	из доски (бруса)
					диаметр, мм	толщина доски (бруса), мм
						40	50	60	70	80	90	100
Планируемая длина стропил между точками опоры, м						высота доски (бруса), мм
4.5	4	3.5	3	2.5	120	180	170	160	150	140	130	120
5	4.5	4	3.5	3	140	200	190	180	170	160	150	140
5.5	5	4.5	4	3.5	160	-	210	200	190	180	170	160
6	5.5	5	4.5	4	180	-	-	220	210	200	190	180
6.5	6	5.5	5	4.5	200	-	-	-	230	220	210	200
-	6.5	6	5.5	5	220	-	-	-	-	240	230	220

Пользоваться этой таблицей – совсем несложно.

• В левой ее части находят рассчитанную удельную нагрузку на стропильную ногу (при промежуточном значении берется ближайшее в большую сторону).

По найденному столбцу опускаются вниз до величины требуемой длины стропильной ноги.

В этой строке в правой части таблицы приведены необходимые параметры пиломатериала – диаметр кругляка или ширина и высота бруса (доски). Здесь можно выбрать наиболее удобный для себя вариант.

Например, расчеты дали значение нагрузки – 90 кг/м. Длина стропильной ноги между точками опоры – 5 метров. Таблица показывает, что можно применять бревно диаметром 160 мм или доску (брус) следующих сечений: 50×210; 60×200; 70×190; 80×180; 80×180; 90×170; 100×160.

Дело «за малым» – определить суммарную и распределенную нагрузку.

Существует выработанный, достаточно сложный и громоздкий алгоритм расчета. Однако, не будем в данной публикации перегружать читателя массивом формул и коэффициентов, а предложим воспользоваться специально разработанным для этих целей калькулятором. Правда, для работы с ним необходимо сделать несколько пояснений.

Вся территория России разделена на несколько зон по вероятному уровню снеговой нагрузки. В калькуляторе потребуется внести номер зоны для региона, в котором проводится строительство. Найти свою зону можно на представленной ниже карте-схеме:

На уровень снеговой нагрузки влияет угол ската кровли – эта величина нам уже известна.

Изначально подход схож с тем, что и в предыдущем случае – требуется определить свою зону, но только уже по степени ветрового давления. Карта-схема размещена ниже:

Для ветровой нагрузки имеет значение высота возводимой кровли. Не путать с рассматриваемым ранее параметром превышения! В данном случае интересует именно высота от уровня земли до самой высокой точки кровли.

В калькуляторе будет предложено определить зону строительства и по степени открытости участка строительства. Критерии оценки уровня открытости в калькуляторе приведены. Однако, есть нюанс.

Говорить о наличии указанных естественных или искусственных преград для ветра можно лишь в том случае, если они расположены не далее, чем на расстоянии, не более чем 30×Н , где Н – это высота возводимого дома. Значит, для оценки степени открытости для здания высотой, к примеру, 6 метров, можно учитывать только те признаки, которые расположены не далее, чем в радиусе 180 метров.

В данном калькуляторе шаг установки стропил является переменной величиной. Такой подход удобен с тех позиций, что варьируя значение шага можно проследить, как изменяется распределённая нагрузка на стропила, а значит, выбрать наиболее приемлемый вариант с точки зрения подбора необходимого пиломатериала.

Кстати, если односкатная крыша планируется утепленной, то имеет смысл привести шаг установки стропил к размерам стандартных утеплительных плит. Например, если будут использоваться питы базальтовой ваты размером 600×1000 мм, то и шаг стропил лучше установить или 600, или 1000 мм. За счет толщины стропильных ног расстояние «в свету» между ними будет на 50÷70 мм меньше – а это практически идеальные условия для максимально плотного прилегания утеплительных блоков, без просветов.

Однако, вернемся к расчетам. Все остальные данные для калькулятора – известны, и можно проводить вычисления.

Несмотря на свою простую, незамысловатую конструкцию односкатные крыши востребованы, рациональны, особенно для дачного домостроения. Кровли с одним скатом также массово используются для обустройства гаражей, придомовых построек, хозяйственных строений. О том, как возводится односкатная крыша своими руками пошагово, вы узнаете ниже. Многоскатные варианты крыш сложны по конструкции, а односкатную вполне можно сделать своими руками, так как представляет собой, по сути, прямоугольник, который располагается в одной плоскости, не имеет изгибов. На односкатную, кстати, у вас уйдёт гораздо меньше строительных материалов, чем какую-либо другую, она будет более устойчивой к сезонным проявлениям (снег, ветер, дождь).

Строительство гаража с односкатной крышей, фото:

Преимущества односкатной крыши:

• небольшой вес;
• сравнительно приемлемая итоговая стоимость;
• доступный, несложный процесс монтажа;
• возможность применения различных стройматериалов (кровельное покрытие, стропила);
• доступное обустройство водосточной системы, дымоходов.

Фото курятника с выгулом для кур

Несмотря на свою простоту, односкатная крыша может быть весьма творчески обыграна в дизайнерских решениях. Угол её уклона напрямую зависит от климатических особенностей региона, где вы проживаете. Если для вас привычны снежные зимы, то градус наклона должен быть больше (чтобы снег лучше соскальзывал), если же ваш дом расположен в ветреном месте, то уклон нужно делать меньшим. По тем же причинам наклон крыши должен быть направлен в противоположную от фасада сторону, чтобы осадки «уходили» за дом.

Крыша односкатная бывает вентилируемого и невентилируемого типа. Первый вариант применяется для жилых строений, уклон варьируется от 8 до 25 градусов. В таких случаях воздухообмен обеспечивается за счёт изоляционного слоя и специальных отверстий, расположенных по боковым сторонам кровли.

Пристрой — гараж и навес

Невентилируемый вариант чаще устанавливают на гаражах, сараях, пристройках к дому, угол наклона у них преимущественно небольшой – 3-6 градусов.

Дом с односкатной крышей – выбор кровельного материала

Расчёт схематического чертежа будущего дома начинается с определения требуемого угла наклона и подходящего укрывного материала для крыши. Чаще всего для подобных односкатных конструкций используется профнастил, металлопрофиль, рубероид, черепица, шифер, металлочерепица или ондулин. Мягкое черепичное или рубероидное покрытие оптимально подходит для совсем небольших уклонов — от 5-ти до 10-ти градусов. Шифер с профнастилом больше подходят для «средних» показателей угла наклона – от 20-ти до 30-ти градусов. Для металлочерепицы требуется уклон не менее 35-ти градусов.

Выбор кровельного материала обусловливается его способностью взаимодействовать с атмосферными осадками и своевременно удалять их с поверхности. Например, с шифера, профнастила, черепицы снег сходит гораздо легче.

Как сделать односкатную крышу?

Для возведения своими руками крыши односкатного типа вам понадобится стандартный набор строительных инструментов, необходимые стройматериалы. Материалы из дерева (пиломатериалы) должны быть надлежащего качества с максимальной влажностью 22%. Все деревянные материалы рекомендуется предварительно обработать антисептическими средствами (например, из серии «Древотекс»).

Помимо всего у вас должны быть в запасе крепёжные детали: ригели, распорки, подкосы.

Ригель – это горизонтальная деталь, которая выступает как опора для несущих конструкций, она распределяет нагрузку стропил на другие балки.

Распорки – разновидность опор, которые располагаются в пролётах, обеспечивают большую устойчивость всей конструкции.

Подкосы – это балки, выступающие в роли подпорок стропильной системы.

Односкатная пристройка к дому

Односкатная крыша, фото:

У вас должны быть:

• деревянный брус сечением 100×150 мм;
• укладочные доски (толщина минимум 5 см);
• стропильные гвозди;
• теплоизоляционные материалы;
• гидроизоляционные материалы;
• строительный скотч;
• инструменты (топор, пила, молоток, специальный нож, отвес, шуруповёрт, рулетка, строительный степлер, уровень).

Стропильная система будет всецело зависеть от размеров будущего дома и строительного материала, из которого были возведены стены. Стропила всегда устанавливают на мауэрлат, если постройка небольшая и длина пролёта не превышает 4,5 метра, то схема стропильной системы односкатной крыши будет предельно простой. Она будет состоять из основного мауэрлатного бруса и стропильной опоры. Если предполагаются не маленькие размеры строения, а длина пролёта составляет более 6-ти метров, то установка укрепляющих подстропильных ног своими руками просто необходима.

Схема стропильной системы

Стропила нужно устанавливать согласно строительным правилам, чтобы спустя несколько лет эксплуатации не проявились последствия. Не забывайте о правилах безопасности — устанавливайте на стропила надёжные, крепкие временные доски, по которым вы будете передвигаться во время строительного процесса.

Фото установки стропил

Рабочий процесс предусматривает следующие этапы:

• Укладка поперечных стропил. Их крепят к мауэрлату. Это основа — то, на что идёт весь упор стропильной системы. Расстояние между стропилами составляет примерно 60-80 см. Здесь вам потребуются крупные гвозди (или анкера).
• На стропила прикрепляется обрешётка (её делают из деревянных реек 50 на 50 см), она обеспечивает жёсткость, кровельный материал укладывается непосредственно на неё. Обрешётка кладётся под прямым углом.
• При помощи строительного степлера к обрешётке крепится гидроизоляционный материал (обычная полиэтиленовая плёнка подходит для этих целей). Крепление производится без натяжки, но с нахлёстом снизу вверх.
• Следует очередь теплоизоляции (например: минвата, стекловолокно, маты бальзатовые).
• Укладка кровельного материала согласно его индивидуальным особенностям.

Крыша односкатная своими руками

Рассмотрим пошагово весь строительный процесс:

• Так как мауэрлат представляет собой опору для всей системы, его главная функция состоит в том, чтобы совокупный вес кровли одинаково равномерно рассредоточивался на основных несущих деталях конструкции. Для этих целей нужно выбирать брус не менее 10×10 см, который устанавливается непосредственно на несущие стены. Между кладкой стены и брусом должен быть слой рубероида. Чем больше будет угол уклона, тем толще должен быть мауэрлатный брус.
  К монтажу мауэрлата своими руками нужно отнестись ответственно, обязательно использовать строительный уровень (требования к горизонтальности должны быть соблюдены). Устройство крыши односкатной подразумевает крепление бруса к стенам при помощи анкерных болтов, расстояние между ними должно составлять примерно метр-полтора.

  

• Теперь следует очередь укладки стропильных досок. Проследите за тем, чтобы длина доски была больше пролёта крыши примерно на полметра.
  Расстояние между этими досками зависит от тяжести укрывного материала, если предусматриваются листовые варианты, то 150-ти см будет вполне достаточно. Если вы собираетесь класть шифер или черепицу своими руками, то лучше выбрать шаг — 100-120 см. Лучше всего укладывать доску торцом кверху. Это придаст дополнительную прочность всей конструкции. Стропила для крыши односкатной должны быть врезаны в мауэрлатный брус по всей длине. Когда будете отмечать карандашом места для врезки (рекомендуется для строителей-новичков), следите за тем, чтобы будущий паз был немного шире толщины доски. Наклон выреза пазов отвечает за то, каким будет градус наклона.

  

• Одним из самых важных этапов является монтаж стропил в пазы.
  Все доски должны быть установлены одинаково, под одним уклоном. Для вашего удобства будет лучше изначально поставить два стропила в начале и в конце стены, а затем протянуть между ними бечёвку. Таким образом, вы получите точный ориентир, а сам процесс пойдёт гораздо легче. Для скрепления бруса и стропил используйте крупные гвозди (от 12 см и более). Конец стропильной доски (ноги – строительный термин) одной стороной крепится на краю стены, а другой закрепляется с вертикальной балкой. Все стропильные ноги должны быть одинаковыми по градусу уклона, высоте, направлению.

  

• Если у вас большой дом и расстояние между пролётами превышает 4-4,5 метра, то необходимо устанавливать дополнительные подпорочные балки (подкосы) под каждое стропило. С применением этого строительного метода будет усилена вся крыша, стропильная система в целом.
• На стропила пошагово укладываются доски, а на них пароизоляционный материал. Он кладётся поперек стропил. Плёнку натягивать не нужно, но полоски должны располагаться внахлёст (10-15 см). Там, где фрагменты будут стыковаться, для надёжности лучше применить строительный скотч (склеить полосы).

  

• Укладываем утеплитель на гидроизоляционную плёнку. При укладке не должно быть никаких щелей, зазоров. Толщина утеплителя должна составлять минимум 20 см. После следует очередь гидроизоляционного слоя, но между ним и утеплителем должно оставаться некоторое пространство. Чтобы обеспечить зазор обычно укладывают небольшие деревянные бруски между ними. Гидроизоляционный слой крепится при помощи строительного степлера.
• На получившийся в итоге «пирог» укладывают обрешётку. Как было упомянуто выше, для её изготовления используют рейки или бруски 50 на 50, их монтируют поперек стропильных досок. Располагают как угодно – сплошным полотном или с промежутками.

Обрешетка крыши сплошным полотном, фото

После обрешётки укладывают завершающее кровельное покрытие, его монтаж производится согласно индивидуальным строительным особенностям.

Качественно уложенные, закреплённые стропила не прогибаются под весом 70-100 кг. Если при укладке обнаружился этот факт, то необходимо провести усиление каркаса.

Технология укладки слоёв «пирога» может разниться в силу определённых обстоятельств, иметь некоторые дополнения. Иногда, для большей надёжности, гидроизоляционный слой повторно кладут поверх утеплителя. Хуже от этого не будет, но во всех случаях следует уделять особое внимание креплению.

Прибивать плёнку к деревянным элементам конструкции лучше всего при помощи гвоздей с плоской шляпкой или строительным степлером, частота шага должна составлять 15-20 см.

Одним из самых важных моментов является закрепление краёв гидроизоляционного материала. Его заводят под свес кровли, остаточный отрезок должен быть не меньше 20 см, после чего подбивают снизу гвоздями или, опять же, проходят степлером.

Лучше всего взять деревянную рейку и подбить её соответствующими гвоздями (с шагом 10-15 см) — это так называемый «народный» метод обустройства односкатной крыши. Таким образом, вы будете уверены, что воздушные потоки не проникнут под гидроизоляционную плёнку, не причинят масштабного ущерба при нашествии сильных ветров.

Ошибки крепления краев крыши гаража, фото

На фото выше ненадёжно были закреплены края (свес) крыши. При сильном ветре полотно металлопрофиля вместе с гидроизоляционной пленкой, как легкая тряпочка, легко было отброшено в сторону.

Односкатная крыша – пристройка к дому

Гараж, как пристрой

Для гаражей, сарайчиков, бань, беседок наиболее удобен именно такой тип крыши. Односкатная конструкция крыши обеспечивает ряд преимуществ для так называемых вспомогательных строений.

Крепление стропильного каркаса к стене дома

Если рассматривать пристройку пошагово, то станет понятно, что её крыша соседствует со стеной жилого строения. Таким образом, её стропильная система обустраивается отдельно от дома. Нижние концы стропил располагаются на фасадной стене пристройки, а вот верхние крепятся к самому зданию. Здесь очень важно обеспечить грамотное соединение стропильного каркаса пристройки и основной стены дома. Слишком жёсткие крепления тоже использовать нежелательно, потому как скорость усадки дома и пристраиваемой постройки может быть разной. Из-за этой разницы потом могут образоваться трещины стен.

В данном случае удобнее всего будет уложить балки на брусовый каркас, который соседствует с домом (прикреплен к стене). А само место (шов) между брусом и стеной заполнить полиуретановым герметиком. Укладывать кровельный материал на крышу пристройки нужно с нахлёстом, а также заводить в месте стыка под укрывное покрытие дома. Это необходимо сделать для того, чтобы потом атмосферные осадки не просачивались через место соединения. Обычно используется аналогичный кровельный материал на крыше дома и пристройки – по эстетическим соображениям.

Если вы решили построить сарай с односкатной крышей, то обустройство кровельной системы не будет существенно отличаться от вышеописанного поэтапного метода возведения.

Бывает так, что сараи возводят из бруса. В таких случаях верх сруба выступает в роли мауэрлата. В остальном, существенных отличий в стропильной системе односкатных крыш разных построек не имеется.

Видео, как быстро сделать простой зимний загон для лошадей:

Крыша для гаража односкатная делается по аналогичному методу.

Если стены гаража строятся из кирпича, то края балок, стропильные доски внедряются в обустроенные для этого ниши. Их заранее делают в стенах и оговаривают на этапах проектировки строения. Деревянные фрагменты рекомендуется обернуть гидроизоляционным покрытием перед заглублением в эти ниши. При этом интервал стропил составляет 60-70 см. Фасадная стена гаража – высокая. От нее идёт скат вниз к задней части постройки, въездные ворота располагаются в ней. Крыша должна выступать на 30-40 см от стены, образовывать небольшой свес.

Принимая к сведению приведённую выше информацию, становится ясно, что такой вариант кровли практичен, функционален, конструкционно прост. Односкатная крыша, обустроенная своими руками, может выдерживать мощные ветровые, снежные нагрузки. Такая кровля будет тёплой, благодаря небольшой площади для проникновения воздуха. Если вы всё сделали правильно, то она верно прослужит вам не один десяток лет.