Благодаря эргономичности и экономичности строительство ломаных крыш и возможности правильно применить чердачное пространство очень известна. Организация утепленных и неутепленных чердачных помещений используют в этой технологии. Эта технология отличается от традиционной тем, что кровельная конструкция здесь идёт с переменным углом наклона скатов, а в обычной – двухскатная система. И поэтому тем желающим, кто хочет сделать такую крышу с чердачным этажом нужно понимать, каким образом устроена система ломаной крыши и как определяются размеры материалов для ее возведения.
Один из самых известных представителей разряда ломаных крыш – это 5-угольное построение с видимым отличием в углах наклона скатов. Даже при условии незнания всех тонкостей возведения ее, есть возможность разобраться в том, что конструкция устроена из двух ярусов, установленных друг на друга. Располагается мансарда в нижнем фундаментальном ярусе, которая дала еще одно название ломаным крышам. Укрепляющий нижнюю часть крыши, менее обширный ярус-макушка, придаёт форму построению в области вершины. Но использование «ломаной» технологии невозможно всегда узнать по внешнему виду крыши. Крыша может выглядеть как простое двускатное сооружение, зато угол наклона скатов верхнего и нижнего уровня может быть равноправным. Существует бессчётное количество вариаций ломаных крыш, только вот все строятся по одному и тому же принципу – путём возведения двух, или более ярусов.
Создание стропильного каркаса для двух отделов чердачной крыши производиться по правилам, исходящих от обычной технологии постройки скатных крыш. Низ основы ломаной крыши конструируют с помощью наслонных стропильных упор «ног». В верхней части возможно применение как наслонных, так и висячих стропилин. Низ наслонных стропилин вправе основываться на мауэрлат «Мауэрла́т - элемент кровельной системы здания. Представляет собой брус или бревно, уложенное сверху по периметру наружной стены.» или на брусья перекрытия.
Основой для верхушки в большинстве случаев используется деревянная рама, наряду с этим, которая играет роль каркаса одной из стен чердака. В организации верхней части крыши обычно направлены на благоустроенность работы для деятеля.
Угол наклона скатов нижнего яруса крыши, по обычаю, гараздо отвеснее, чем верхнего. Они-то и есть явным примером применения «ломаной» технологии в постройке крыши, в виде излома. Тем не менее отвесность нижнего и верхнего яруса скатов может быть одинаковой, отчего ломаное построение может казаться обычной двускатной крышей. Из-за необходимости каркаса нижнего яруса обеспечивать возможность организации используемой области, возводят крышу типичным для ломаных крыш образом. То есть стропильная конструкция обязана располагать нужными деталями с установленной передающей способностью для постройки стен и потолка не утепленного или утепленного чердака.
Детали нижнего и верхнего ярусов рассчитываются отдельным образом, так как на стропильные ноги нагрузки воздействуют неравномерно. Также в пятиугольной ломаной крыше безусловно определяется наличием двух частей, скаты, имеющие разный угол наклона и чаще всего разную длину.
Трудные расчеты, которые приводят проектировщики строительных компаний не имеет смысла рассматривать, так как каждый расчет индивидуален. Для вас это сделают специалисты. В сети хватает достаточно программ, которые могут за несколько секунд решить сложные математические операции по вычислению сечения стропил, балок и опор. Разберем какие типы нагрузок на стропилы верхнего и нижнего яруса и перекрытие следует знать.
Расчеты нижних стропил производится на сжатие с изгибом, а чаще, только на сжатие, так как крыши таких схем делаются, по стандарту, для более отвесных откосов, на которых снег не держится и основной нагрузкой становится ветер и вес верхнего треугольника. А ветер, даже ураганной силы, вряд ли сломает стропилина, скорее сорвет покров или сбросит всю крышу. Тут уже выступают противоветровые мероприятия: монтаж проволочных скруток и сплетение крыши к единому пояску стены резьбовыми анкерами.
Буквальную мощность от веса снегового покрова, которая требуется для расчета направляющей способности стропильных конструкций в конкретном месте постройки, необходимо определить в районных строительных компаниях или установить по картам СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». Номер снегового региона формируется по карте районирования, которая была составлена по расчетным данным снежного покрова на территории страны. Потом из нижеследующей таблицы выбираем подходящую этому региону снежную нагрузку.
Ветровая нагрузка необходима для расчета крепкости стропильной системы. Для её описания снова же используем карту районирования, но уже составленную по величине давления ветра.
Этот коэффициент нужен для стропильных ног обоих ярусов крыши, так как крутую часть порывистый ветер может сорвать и вынести.
В регионах с высокой ветровой нагрузкой усиливается частота укрепления стропильных ног к стенам, то есть они крепятся проволками почаще, чем просто через одну. Для живучести прибавляется количество ветровых связей – откосов, упор, досок или реек, которые прибиваются к четырем и более стропилинам. Вес их нужно учесть при вычислениях общего веса кровельного перекрытия.
Масса кровли – это комплексная характеристика с индивидуальными особенностями. По существу, это вес кровельного челнока определенного утепленного или не утепленного устройства с отчетливым видом покрытия и устроенной специально под покрытие сплошным или редким каркасом. Иссчисляется она на 1 метр кровельной площадки.
Средние значения веса покрытий можно найти по таблице в интернете. Так же в сети можно найти множество фото и чертежей ломаная . Необходимо принять в расчет, что при использовании выступающих материалов для кровли массу снежного покрова следует увеличить на 10 процентов. Например, если устанавливается с большой волной, то нужно иметь на виду, что снеговой кров в каналах может накапливатся и лежать днями.
Масса обрешетки – самая весомая составляющая кровельной постройки. Вес каркаса взаимосвязан с видом покрытия. Структура мягкой крыши нуждается в сплошном настиле из досок, пластов влагоустойчивой фанеры или листов ОСП. Профили из жести, шифер, глиняная черепица устанавливаются на смонтированные с необходимым шагом брусья. Масса каркаса «основы» прибавиться за счёт монтажа диагональных ветровых соединений в местах с наибольшей ветровой нагрузкой. Вес утепления тоже рассчитывают в отдельном порядке.
Каждая деталь крыши может быть под различным видом нагрузок. Вся совокупность нагрузок не должна повергаться деформированию и неисправности, что может привести к обязательной починке. Расчёт несущих построений по стандарту делается с учетом двух предельных значений, это
- Максимальная прочность – состояние, в случае превышения которого приводит к разлому строительной структуры, к потере устойчивости.
- Максимальное деформирование – состояние, в случае превышения которого приводит к непозволительному провесу, в результате чего изменяется геометрия конструкции и ломается узловая связь.
Среди нагрузок, которые действуют на кровлю есть: осадки зимние, ветер, своя масса, вес людей, мебели, которые используют чердак. Влияние нагрузок может быть одновременным, поочерёдным и в сочетании вроде как мебель+человек+ветер; снег+человек и так далее.
Благодаря расчётам предусматривается максимальная вероятность влияния нагрузки предельной величины.
Перед тем, как начинать строить стропильную систему для ломаной крыши, необходимо сделать расчёт деталей системы и создать проект. Представим, что этот этап сделан.
Посмотрим один из стандартных примеров постройки чердака с двумя ярусами наслонных стропилин, скрепленными сверх кирпичной коробки. К мауэрлату будем закреплять стропильную конструкцию, то есть к деревянной рамке из балки 150х200мм, поместив на одном уровне с внутренним периметром стенок. По внешнему краю коробки помещён ряд кирпичей, которые маскируют маэрлат и снимают часть распорочной нагрузки. Верхняя часть мауэрлата обязана быть выше кирпичного укрепления на 2-3 сантиметра.
Постройка конструкции начинается с установки самых крайних брусьев, вынос которых определяет ширину карнизного стреха. Дальше по стягивающей между крайними брусьями помещаем промежуточные элементы с шагом, равным протяжённости между стропильными ногами. Для утепленных стропильных систем шаг рекомендуется возводить равным ширине плиты теплоизолятора, чтобы теплоизолятор плотно сидел в нужном для него межстропильном месте. Для неутепленных построек шаг соразмеряется так, чтобы вместилось целое количество стропильных ферм с равномерным промежутком между ними.
Размер бруска для постройки перекрытия 100х200мм. При умещении балок подгоняем их верхнюю плоскость, если не получается поставить строго в горизонталь. Умещение делаем через подтески маэрлата или подкладки щепы под балку. После укрепления брусьев к маэрлату устанавливаем к их торцу короткий брус, таким образом, чтобы они создали плоскость для фронтовых карнизных свесов. Расстояние между короткими брусьями не важен, хоть даже и 1м или вроде того.
Делаем отметки на построенном перекрытии линии размещения ряда опор для стропильных ног нижнего яруса. Одновременно с опорной функцией они в роли каркаса для стен чердака.
Поступаем таким образом:
- Используем брус 100х150мм, которая длиннее на 10 см, чем чистовая высота чердачного потолка; с её помощью монтируем угловые опоры. Согласовываем вертикальность опор с помощью отвеса, укреплять будем после того только, как удостоверимся в идеальности установки. Для полной устойчивости укрепляем их положение временными подпорками.
По подобию устанавливаем упоры посреди торцовых стен.
- Угловые упоры соединяем шнуркой, чтобы определить место монтажа промежуточных подпорок. Для создания промежуточных подпор сойдёт материал 50х150мм с равной угловым подпоркам высотой.
- Сверх двух уровней подпорок складываем балки, изготовленные из досок 50х150мм. В промежуточных упорах больше нет необходимости, построенные стенки будущего чердака крепки и без них.
- Чтобы сформировать потолок необходимо установить доску ребром на балки.
- Доску 25х150мм возводим сверх строящегося чердака. Нет необходимости её монтировать по оси конструкции. Лучшим решением будет параллельно проложить, отступаяя от оси 20-30 сантиметров.
Стропилы нижнего уровня крыши «ломаной» технологии производятся и устанавливаются обычным наслонным способом:
К торцу возводимого сооружения устанавливаем доску 25х150мм нужной длины и техническим карандашом чертим линии верхнего и нижнего запила. При условии, что в геометрии стропильной конструкции нет недочётов, этот образец можно использовать для производства всех стропилин нижнего ряда.
Если же есть отклонения в работе, делаем монтаж только крайних ног и протягиваем между ними шнурок. По образцу на других стропилинах оставляем только верхний запил. Со шнуровкой сочетая верхнюю часть заготовки, нижнюю линию размечать необходимо по факту.
Ставим стропильные ножки. Укрепляем их к брусьям перекрытия скобами или железными уголками, а сверху к балкам гвоздям, несколько штук.
Случается иногда, что для перекрытия нижней покатой поверхности по всей длине не хватит одной лишь доски. В этих случаях стропилину устанавливают из двух коротких досок, укрепленных куском материала подобного сечения длиной в 1 метр и больше. Но, желательнее всего сделать заказ досок нужной длины, чтобы ослабить сооружение скрепленными участками.
Чтобы изготовить и сделать монтаж верхних стропил для начала необходимо сделать отметку центральной оси. Для того, чтобы это сделать нужно обрезок дюймовки прикрепить к самой крайней потолочной доске чердака обязательно вертикально. Ребро обрезка должна точь-в-точь совпадать с отмеченной на схеме основной оси стропильной конструкции ломаной крыши, после:
Делаем мерку к грани дюймовки для создания образца и делаем отметку на ней линии запилов, верхнюю часть из которых проводим прямо вдоль отмеченного куска оси.
Производим по образцу несколько стропильных ножек для верхних скатов. Если нет сомнений в правильности построенного каркаса, изготавливаем сразу пару фуражировок. В другом случае действуем так же, как и с нижними парами.
Монтируем первую пару стропилин, позвав кого-то в помощь. Одному с установкой не пересилить, так как у них нет верхней поддержки. Чтобы только созданная укрепленная стропильная система не развалилась, подпереть её откосом.
Пристраиваем остальные стропильные фермы верхней части конструкции. Необходимо подставить их подкосами через 3-4 штуки. Угол наклона откосов обязан быть больше 45 градусов.
Нужно чередом следовать пути их склона.
Не имеет вовсе значение запроектированный тип и шаг установки каркаса, всё равно по линии «хребта» и линии перелома откосов обрешетку делают сплошной. Наперекор направления стропильных ножек «пристреливаются» две доски с зазором 2-3мм между ними. Точно самый сплошное сооружение устраивается в ендовах, если таковы есть, вокруг чердачных окон и дырок для дымохода. Если используются мягкий вариант кровельного покрытия каркас устанавливается сплошной по всей площадке уклона. В случае, если толщина утеплителя равняется или больше ширины стропил, впереди каркаса устанавливается контркаркас, встраиваемая путем монтажа удаленного бруса. Нужен он для образования зазора между гидроизоляцией и покрываемым материалом. В дистанционном бруске нет необходимости в том случае, если толщина теплоизоляционных плит даёт возможность оставить вентиляционный зазор без удалённых хитростей. Также нет необходимости в нем, если строить неутепленную крышу.
Ломаная крыша — это по сути своей разновидность двухскатной крыши. Чаще всего люди выбирают такую конструкцию, когда хотят получить больший объём жилого пространства на мансардном этаже. А кому-то просто такая форма визуально нравится больше, чем обычная двухскатная.
В данной статье будет описана последовательность возведения ломаной крыши при опирании стропил на балки перекрытия. Далее я часто буду ссылаться на ранее опубликованные статьи и . Поэтому рекомендую предварительно ознакомиться с их содержанием, если Вы этого ещё не сделали.
Итак, начинаем мы с того, что берём листок бумаги (лучше в клеточку) и рисуем на нём стопу нашего дома с обязательным соблюдением масштаба. Кто умеет рисовать на компьютере — замечательно. Теперь, исходя из наших личных предпочтений рисуем (также в масштабе) будущую крышу. На этом этапе нужно определиться с высотой конструкции, с углами наклона скатов и с расположением и величиной оконных проёмов.
В качестве приблизительных рекомендаций могу дать Вам схемку с пропорциями, которые обычно я использую в своей практике. На рисунке высота расположения излома 3,1 метра позволяет в конечном счёте получить чистовую высоту потолков на мансардном этаже (с отделкой гипсокартоном на каркас) не менее 2,5 метров. Углы наклона боковых скатов и верхних получаются приблизительно около 60° и 30° соответственно. Кстати угол наклона в 60° позволяет при расчете стропил боковых скатов не учитывать снеговую нагрузку. Все эти размеры не являются обязательными и Вы можете их корректировать по своему усмотрению.
Теперь нам необходимо выбрать сечения элементов стропильной системы и рассчитать их на прочность. Используем для этого программу, о которой мы говорили в статье . Стропила боковых скатов рассчитываем во вкладке «Строп. 1″ Выбрав подходящее сечение, нужно также выписать со схемки значение вертикальной силы реакции (красная стрелочка вверх) в верхней точке стропила. Пусть это будет «Q1, кг».
Стропила верхних скатов расчитываем во вкладке «Арка». На схемке указав в первую очередь значение L, подставляем значение h0 равное h. Выбрав сечение стропил, также со схемки выписываем значение вертикальной силы реакции но уже в нижней точке стропила. Она будет обозначена «Q, кг».
Сложив значения Q1 и Q, мы получим сосредоточенную нагрузку N, которая передаётся через стойки на балки перекрытия. Её мы используем при выборе сечения стоек и балок перекрытия.
Определившись со всеми размерами, приступаем к непосредственному возведению ломаной крыши. В качестве примера, снова возьмём коробку дома размерами 8х8 метров:
Шаг 1:
Устанавливаем мауэрлат и балки перекрытия. Подробности этого процесса уже описаны в статье , поэтому повторяться я уж не буду. Сечение балок перекрытия по расчёту принято 100х200 мм.
Шаг 2:
Выставляем по двум линиям стойки (строго вертикально), сначала крайние из бруса 100х150 мм, затем натянув шнурки — промежуточные, сечением 50х150. Расстояние между ними не более 3 метров. Все стойки закрепляем временными распорками. Чтобы не загромождать рисунок, я показал распорки только на одной стойке. Высоту стоек берём на 10 см больше желаемой высоты чистовых потолков в комнатах.
Теперь хочу озвучить одно важное замечание. Часто случается, особенно когда делается новая крыша на старом доме, что разложив балки перекрытия при взгляде на них сверху, мы не получим строгого прямоугольника. Дом может быть немного заужен в каком-либо направлении. Это не страшно, но чтобы облегчить работу, нужно поставить стойки так, чтобы из них прямоугольник обязательно получился. Это позволит нам все стропила верхних скатов сделать по одному шаблону. В противном случае стропила придётся ставить по шнурке и подрезать их по месту, а это отнимает много сил и времени.
Шаг 3:
Кладём на стойки сверху прогоны из доски 50х150 мм и устанавливаем оставшиеся недостающие стойки также сечением 50х150 мм. Никаких распорок ставить больше не нужно. Полученные конструкции будут играть роль каркаса будущих боковых стен мансардного помещения.
Шаг 4:
На прогоны устанавливаем и крепим, например, с помощью кровельных уголков, затяжки (ригеля). Сечение их для данного примера (длина затяжек — 5,5 метров), я рассчитывал по нашей программе во вкладке «Балка» в табличке «Распределённая нагрузка». При этом «Нагр.(норм.)» и «Нагр.(расч.)» были приняты равными 150 кг/м². Эксплуатационной нагрузки на них нет.
Расчёт показал, что при ширине сечения затяжек в 50 мм, высота сечения должна быть не менее 210 мм. Но я взял всё же доски сечением 50х200 мм. Недопустимый прогиб мы устраним с помощью установки подвесок (см. далее). Конечно это даст дополнительную нагрузку на стропила верхних скатов и поэтому полученные при расчёте размеры сечения стропил верхних скатов мы увеличим с 50х150 мм до 50х200 мм.
При установке затяжек (ригелей), под каждую из них примерно по середине пролёта ставим временную подпорку. При этом можно уменьшить образовавшееся провисание. Достаточно использовать дюймовку 25х150 (ни рисунке показана только одна такая подпорка). Нужны они для того, чтобы при установке стропил верхних скатов, спокойно ходить по затяжкам, не боясь, что они сломаются, ну и как я уже сказал, чтобы уменьшить провисание.
Установив все затяжки скрепляем их сверху доской (25х150 мм). Конструкция станет более жёсткой. Не ставьте эту доску строго посередине. Отступите от оси в любую сторону примерно 20 см. Зачем, будет понятно далее.
Шаг 5:
Устанавливаем боковые стропила (левый рисунок). Делается это так же, как было описано в статье о двухскатной крыше. Также готовим шаблон, делаем верхний запил, размечаем по месту нижний запил и крепим стропило.
Устанавливаем заглушки для утеплителя (правый рисунок). Кстати когда писал о двухскатной крыше, совсем про них забыл.
Шаг 6:
Начинаем установку стропил верхних скатов.
Для начала делаем шаблон стропил. Для этого возьмите подходящий обрезок доски 25х150 и временно закрепите его строго вертикально на крайнем ригеле согласно рисунку. Один из верхних углов этой доски (например, как у меня правый) должен совпадать с геометрическим центром крыши, т.е. правая грань доски совпадает с осью крыши (на рисунке пунктирная линия). Теперь берём подходящую доску (тоже дюймовку, чтобы была полегче), прикладываем её и карандашом отчёркиваем нижний и верхний запилы.
Делаем по шаблону два стропила и устанавливаем их. Работать нужно втроём. Коньковый брус здесь мы не используем. Установив первую пару стропил, закрепляем её подкосом, чтобы не упала.
Далее ставим все остальные стропила. На крышу как у нас (длина 8 метров) будет достаточно установить четыре подкоса, по два в разных направлениях. Остальные пары стропил пока нет обрешётки временно скрепляем дюймовой доской (см. рисунок).
Шаг 7:
Согласно рисунку нашиваем подвески (доска 25х150). Они предотвратят провисание затяжек (ригелей), когда мы уберём временные подпорки. Теперь мы видим, почему доску скрепляющую все затяжки мы не поставили строго по середине. В противном случае она бы сейчас мешалась.
Шаг 8:
Устанавливаем каркас фронтона и обшиваем его.
После этого делаем карнизы, обрешётку, фронтонные свесы и фронтонные отливы. Как всё это делать читайте в статье о двухскатной крыше. Расписывать всё по новой я опять же не буду.
Надеюсь данная статья для кого-то окажется полезной.
Популярность ломаных крыш обусловлена экономичностью строительства и возможностью рационально применить чердачное пространство. Именно они используются для организации утепленных и неутепленных мансард. Технология сооружения кровельных конструкций с переменным углом наклона скатов отличается от традиционной двухскатной схемы.
Потому желающим обзавестись мансардным этажом и успешно проявить себя на поприще кровельщика необходимо знать, как устроена стропильная система ломаной крыши и каким образом вычисляются размеры материалов для ее сооружения.
Самый яркий и выразительный представитель класса ломаных крыш – пятиугольная конструкция с явной разницей в углах наклона скатов. Даже не углубляясь в специфику ее сооружения, можно понять, что устроена она из двух водруженных друг на дружку ярусов. В нижнем солидном ярусе располагается мансарда, подарившая второе название ломаным крышам. Менее объемный ярус-верхушка, венчающий нижнюю часть, определяет форму конструкции в районе конька.
Кратко о специфике стропильной конструкции
Стропильный каркас для обеих частей мансардной крыши сооружают по правилам, которые диктует обычная . Нижнюю часть каркаса ломаной крыши строят путем установки наслонных стропильных ног. В устройстве верхней части могут использоваться как наслонные, так и висячие стропилины. Низ наслонных стропилин имеет право опираться на мауэрлат или на балки перекрытия. Опорой для верха чаще всего служит деревянная рама, одновременно играющая роль каркаса одной из стенок мансарды. В устройстве верхнего яруса ориентируются в основном на удобство работы для исполнителя.
По традиции угол наклона скатов нижней части ломаной крыши значительно круче, чем верхней. Они-то и создают излом – наглядный показатель применения ломаной технологии в строительстве крыши. Однако крутизна верхней и нижней частей скатов может быть равной, из-за чего ломаная конструкция будет выглядеть, как обычная двускатная. Но стоят ее стандартным для ломаных крыш методом, потому что каркас нижнего яруса обязан обеспечить возможность организации эксплуатируемого пространства. Т.е. стропильная система должна обладать необходимыми элементами с заданной несущей способностью для устройства стен и потолка утепленной или холодной мансарды.
Виды нагрузок и их совокупность
Мудреные формулы, согласно которым производится расчет стропильной системы ломаной крыши проектировщиками строительных предприятий, мы приводить не будем. Строители их знают и без нас. Тем, кто решил соорудить одну-две крыши на загородном участке, столь фундаментальные сведения вовсе не нужны. В интернете предостаточно программ, совершающих за пару секунд сложные математические операции по вычислению сечения стропил, опор и балок. Лучше разберем, какие данные потребуются для ввода в программу, а также какие виды нагрузок на перекрытие, стропила верхнего и нижнего яруса следует учесть.
Саму программу качайте здесь – (для работы нужен только Excel). Дальше мы будем приводить примеры работы конкретно с ней.
Зачем нужны пределы
На каждый элемент стропильной системы ломаной крыши будут действовать различные виды нагрузок. Сумма нагрузок не должна приводить к деформациям и повреждениям, требующим обязательного ремонта. Несущие конструкции по правилам рассчитываются с учетом двух предельных значений, это:
- Предельная прочность – состояние, превышение которого приводит к разрушению строительной конструкции, к потере выносливости или устойчивости.
- Предельная деформация – состояние, превышение которого приводит к недопустимым прогибам, в результате которых не только изменяется геометрия сооружения, но нарушаются узловые сочленения.
По обоим видам указанных предельных состояний проектировщиками производятся вычисления. Самостоятельному кровельщику эти тонкости не слишком нужны. В имеющихся в интернете расчетных программах с заложенными в них формулами уже учтены пределы. Они введены в расчетный алгоритм в виде сигнальных значений типа:
- Н тр. прочность – размер элемента стропильной системы, уменьшение которого приведет к состоянию потери прочности.
- Н тр. прогиб – размер элемента, уменьшение которого повлечет угрожающую деформацию.
Обращаясь к автоматической вычислительной помощи, на подобные значения необходимо обращать пристальное внимание. Это предельный минимум, указывающий на то, что реальные проектные значения должны быть больше.
В списке нагрузок, действующих на кровлю, значатся вес зимних осадков, сила ветра, собственная масса, вес мебели и людей, эксплуатирующих мансарду. Нагрузки могут действовать одновременно, поочередно или в любом сочетании типа снег + мебель + человек; снег + ветер и т.д. Расчеты проводят по максимуму в стремлении предусмотреть вероятность воздействия наибольшей нагрузки.
Как определить вес снегового покрова
Для определения веса снегового покрова особых познаний не нужно. Выполняется оно путем выяснения принадлежности площадки строительства к конкретному «снежному региону». Нашли на карте регион с присвоенной ему цифрой, затем посмотрели в табличке, сколько снега будет давить на горизонтальную поверхность.
Для стропилин верхнего и нижнего яруса ломаной крыши показатели веса снега будут различными. Скаты ломаной крыши в большинстве случаев неравнозначны по углу наклона. У твердых осадков больше возможности задержаться и полежать на близкой к пологой верхушке, чем на крутых скатах нижней части. Следует учесть, что на скатах крутизной до 30º вес снега принимают равным единице среднестатистического значения, принятого в регионе на основании многолетних наблюдений метеослужбы. Считается, что на скатах крутизной 60º и более снег не задерживается совсем, т.е. равен нулю. Значение веса снега в интервале между указанными наклонами находят методом интерполяции. Например, если угол наклона 45º, то табличный показатель следует умножать на коэффициент 0,5, для 50º на 0,33 и т.д.
Как найти ветровую нагрузку
Ветровая нагрузка нужна для расчетов устойчивости стропильной системы. Для ее определения опять же используем карту районирования, но уже составленную по значениям давления ветра. Этот показатель необходим для стропильных ног обоих ярусов крыши, потому что пологую часть порывистый ветер способен сорвать и унести, а крутую банально опрокинуть. Определенные по карте сведения о силе ветра корректируют посредством умножения на коэффициент, разработанный для разных типов местности.
В регионах с высокой ветровой нагрузкой увеличивается частота крепления стропильных ног к стенам, т.е. они крепятся проволочными скрутками чаще, чем через одну. Для устойчивости увеличивается количество ветровых связей – подкосов, опор, досок или реек, прибитых к трем и более стропилинам. Их вес необходимо учитывать при расчете общего веса кровельной конструкции.
Нагрузка от массы кровли
Вес кровли – сборная характеристика с индивидуальными параметрами. По сути, это масса кровельного пирога конкретной утепленной или холодной конструкции с определенным видом покрытия и устроенной специально под покрытие сплошной либо разреженной обрешеткой. Рассчитывается она на метр кровельной площади.
Усредненные значения веса покрытий можно найти по табличке. Нужно учесть, что при использовании рельефных кровельных материалов вес снегового покрова следует увеличить на 10%. К примеру, если производится или профнастила с крупной волной, следует помнить, что снеговой покров в углублениях может скапливаться и долго лежать.
Вес обрешетки зависит от вида покрытия. Устройство мягкой кровли требует сплошного настила из доски, листов влагостойкой фанеры или плит ОСП. Профилированную жесть, шифер, глиняную черепицу монтируют на установленные с определенным шагом бруски. Вес обрешетки увеличится за счет установки диагональных ветровых связей в регионах с высокой ветровой нагрузкой. Массу утепления и самой стропильной системы с подкосами, опорами, прогонами и прочими элементами также рассчитывают в индивидуальном порядке.
Для предварительных расчетов есть ориентировочные усредненные показатели:
- вес деревянной обрешетки от 10 до 12 кг/м²;
- вес наслонных стропильных ног с прогоном от 5 до 10 кг/м²;
- вес висячих ног стропильной фермы от 10 до 15 кг/м².
Вычисленные с помощью программ показания не слишком сильно должны отличаться от приведенных цифр. Для утепленных мансард список нагрузок следует пополнить весом обшивки. В случае применения утеплителя с коэффициентом теплопроводности мало отличающимся от 0, 04 Вт/м×°С, его массой разрешается пренебречь.
Мы показали, где и как найти значения для ввода в расчетные системы. Все остальные сведения для математического определения сечения стропильных ног, балок, опор вводятся согласно проектным данным. В случае если расчетная система предупреждает о том, что «условие не выполнено» или не обеспечена несущая способность, размеры элементов следует увеличить.
Сооружение ломаной стропильной системы
Перед тем, как приступить к устройству стропильной системы для будущей ломаной крыши, надо сделать проект и произвести расчеты элементов конструкции. Будем считать, что этап проектирования пройден.
Рассмотрим один из типичных примеров сооружения мансарды с двумя ярусами наслонных стропилин, водруженными над кирпичной коробкой. Крепить стропильную систему будем к мауэрлату – деревянной раме из бруса 150×200мм, уложенной заподлицо с внутренним периметром стен. Вдоль наружного края коробки уложен ряд кирпичей, маскирующих мауэрлат и снимающий часть распорной нагрузки. Верхняя плоскость мауэрлата должна быть выше кирпичной обвязки на 2-3 см.
Установка балок перекрытия
Сооружение перекрытия начинаем с установки крайних балок, выносá которых определяют ширину карнизных свесов. Далее по натянутой между крайними балками шнурке устанавливаем промежуточные элементы с шагом, равным расстоянию между стропильными ногами. Для утепленных крыш шаг рекомендовано сделать равным ширине плиты теплоизоляции, чтобы утеплитель плотной сидел в предназначенном для него межстропильном пространстве. Для неутепленных конструкций шаг рассчитывается так, чтобы поместилось цельное количество стропильных ферм с одинаковыми расстояниями между ними.
Размер бруса для сооружения перекрытия 100×200мм. При укладке балок выравниваем их верхнюю плоскость, если не получается выставить в строго горизонт. Выравнивание производим путем подтески мауэрлата или подкладки щепы под балку. После крепления балок к мауэрлату крепим к их торцу короткий брус, так, чтобы они сформировали плоскость для торцовых карнизных свесов. Шаг между короткими балками не имеет значения, может быть 1м или около того.
Строительство стенок мансарды
Отмечаем на устроенном перекрытии линии расположения ряда опор для стропильных ног нижнего яруса. Одновременно с опорной функцией они играют роль каркаса для стенок мансарды.
Действуем следующим образом:
- Устанавливаем угловые опоры, для изготовления которых используем брус 100×150мм длиной на 10см больше, чем чистовая высота мансардного потолка. Выверяем вертикальность опор отвесом, крепить будем только после того, как убедимся в безупречности установки. Для устойчивости фиксируем их положение временными раскосами. По аналогии монтируем опоры посередине фронтонных стенок.
- Угловые опоры соединяем шнуркой, чтобы обозначить место установки промежуточных стоек. Для изготовления промежуточных опор подойдет материал 50×150мм с равной угловым опорам высотой.
- Поверх двух рядов опор укладываем прогоны, изготовленные из доски 50×150мм. Временные распорки более не понадобятся, построенные стенки будущей мансарды устойчивы и без них.
- На прогоны ребром устанавливаем доску, она сформирует потолочное перекрытие мансарды.
- Поверх потолка строящейся мансарды укладываем доску 25×150мм. Ее не нужно устанавливать по оси строения. Лучше проложить параллельно, отступив от оси 20-30см.
Результат приложенных усилий – готовый каркас мансарды и опоры для установки верхнего яруса стропильных ног.
Монтаж стропилин нижнего яруса
Стропилины нижнего яруса ломаной крыши изготавливаются и устанавливаются стандартным наслонным методом:
- Доску 25×150мм необходимой длины прикладываем к торцу сооружаемой конструкции и карандашом по факту отмечаем линии верхнего и нижнего запила. Это шаблон, который можно применять для изготовления всех стропилин нижнего яруса, если отклонений в геометрии стропильной системы нет.
- Если есть сомнения в безупречности предшествующей работы, устанавливаем только крайние ноги и натягиваем между ними шнурку. По шаблону на остальных стропилинах делаем только верхний запил. Нижнюю линию отмечать будем по факту, совмещая верхнюю плоскость заготовки со шнуровым ориентиром.
- Устанавливаем стропильные ноги. Крепим их к балкам перекрытия скобами или металлическими уголками, а вверху к прогонам двумя-тремя гвоздями.
Бывает, что для перекрытия нижнего ската по всей длине, одной доски не хватает. В подобных ситуациях стропилину монтируют из двух коротких досок, сшитых обрезком материала аналогичного сечения длиной от 1м и более. Правда, желательно все же заказать пиломатериалы необходимой длины, чтобы не ослаблять конструкцию сшитыми участками.
Установка стропильных ног верхних скатов
Для изготовления и установки верхних стропилин сначала надо отметить центральную ось. Для этого обрезок дюймовки следует прибить к крайней потолочной доске мансарды строго вертикально. Одно из ребер обрезка должно в точности совпадать с обозначенной на схеме центральной оси стропильной системы ломаной крыши, далее:
- Примеряем к торцу дюймовку для производства шаблона и отмечаем на ней линии запилов, верхнюю из которых проводим прямо вдоль обозначенной обрезком оси.
- Изготавливаем по шаблону пару стропильных ног верхних скатов. Если не сомневаемся в геометрии сооруженного каркаса, делаем сразу несколько заготовок. В противном случае поступаем так же, как и с нижними собратьями.
- Устанавливаем первую пару стропилин, призвав к содействию две пары рабочих рук. В одиночку с установкой не справиться, верхней опоры ведь у них нет. Чтобы только что водруженная стропильная ферма не упала, подпираем ее подкосом.
- Монтируем остальные стропильные фермы верхнего яруса. Подпираем их подкосами через 3-4 штуки. Угол наклона подкосов должен быть более 45º. Направление их наклона следует чередовать.
Заметьте, для того чтобы предотвратить растяжение и прогиб потолочных досок мансарды, каждую верхнюю стропильную ферму необходимо оснастить подвеской из доски примерно 25×150мм.
Со спецификой узловых соединений стропильной системы крыши ломаного типа ознакомит фото подборка:
Обшивка фронтонов и сооружение обрешетки
Вдоль линии конька и линий перелома скатов обрешетку делают сплошной, независимо от запроектированного типа и шага ее установки. Поперек направления стропильных ног прибиваются две доски с зазором 2-3мм между ними. Аналогичный сплошной настил устраивается в ендовах, если они имеются, вокруг мансардных окон и отверстий для проходки дымоходной трубы. В случае применения мягких разновидностей кровельных покрытий обрешетка устраивается сплошная по всей площади скатов.
Если толщина утеплителя равна или больше ширины стропилины, вперед обрешетки устраивается контробрешетка, сооружаемая путем установки дистанционного бруска. Необходим он для формирования зазора между гидроизоляцией и кровельным материалом. Прибивают дистанционный брусок с наружной стороны системы к ребру стропилины. Если толщина плит теплоизоляции позволяет оставить вентиляционный зазор без дистанционных ухищрений, в установке дистанционного бруска необходимости нет. Не нужен он также в строительстве неутепленной крыши.
По завершении работ по устройству стропильной системы обшиваются карнизы, фронтонные стенки, именуемые в деревянном домостроении щипцами. Обустраиваются прилегающие к фронтонным стенкам короткие свесы, после чего наступает время укладки кровельного покрытия.
Видео подборка для самостоятельных строителей
Желающим наглядно представить процесс сооружения ломаной крыши в помощь три ролика с пошаговым производством работ:
Рассмотреть в рамках одной статьи все варианты сооружения стропильных конструкций для ломаных крыш невозможно. Различаются типы кровли, архитектурные параметры, регионы. Есть немало нюансов, применяемых в конкретных условиях строительства. Однако приведенные нами примеры отлично демонстрируют общий технологический принцип. Эти сведения о правилах расчета и схемах строительства должны помочь и домашним мастерам, и хозяевам, контролирующим работу наемной бригады. Ваши вопросы, если таковые будут, оставляйте в комментариях.
1.
2.
3.
4.
Самым популярным проектом строительства частного дома в сельской местности считается строение, имеющее размеры 6 на 6 метров и 3 окна по фасаду. Поэтому для дополнительного увеличения жилой или хозяйственной площади владельцами выбирается
Мансардная ломаная двухскатная крыша своими руками, как на фото.
Такой вид кровли имеет стропильную конструкцию, позволяющую возводить в мансардном помещении вертикальные стены и обустраивать горизонтальный потолок. В свободном боковом пространстве делают встроенные шкафы или оборудуют ниши под хранение различных вещей. Над потолком мансардного этажа обычно оставляют небольшой проветриваемый чердак.
Нижние стропила ломаной крыши
Когда строится двускатная ломаная крыша своими руками, стропильную систему можно выполнить из наслонных и висячих элементов, или только из наслонных. Если представить в виде геометрических фигур, то это будет 3 треугольника. Два из них находятся по бокам помещения, а один - над его потолком.
Боковые скаты на крышах ломаной формы делают с большим уклоном, поэтому на них не задерживается снежная масса. При строительстве домов в районах с незначительным количеством осадков в холодные месяцы, когда выполняют , снежную нагрузку не учитывают (прочитайте: " "). Что касается ветровых показателей, то их непременно включают. Не следует забывать о нагрузке на стены здания и фундамент, так как боковые являются несущим каркасом для стен чердачного помещения.
Конструкция ломаной крыши предусматривает использование для боковых скатов наслонных стропил, опирающихся на мауэрлат и прогоны. Монтируют прогоны на стойки, которые упираются в балки перекрытия потолка основного помещения дома (прочитайте: " "). Для обеспечения дополнительной устойчивости стоек используют схватки, связывающих их со стропилами, а тем в свою очередь надежность придают подкосы, которые упираются в низ стоек. Благодаря этому разгружают боковые прогоны, являющиеся для верхних стропил опорными.
Если создается двухскатная ломаная крыша, чтобы выполнить нижнее крепление стропильных ног, используют скользячки или ползун. Когда потолочные балки изготавливают из пиломатериалов, требуется для них сделать расчет на сосредоточенную нагрузку (прочитайте: " "). В том случае, если перекрытия железобетонные, вычисления не производят. При использовании железобетонных плит на гидроизоляционный материал под стойки помещают лежень, его располагают в строго горизонтальном положении при помощи деревянных подкладок или кирпичных столбиков.
Верхние стропила ломаной крыши
Поможет разобраться с тем, как строится ломаная крыша чертеж, который выполняют при разработке проекта дома. Верхний треугольник, образованный стропильной конструкцией, при строительстве мансардной кровли в отличие от двух боковых треугольников изготавливают из наслонных стропил, также можно использовать висячие (прочитайте также: " "). Когда предполагается задействовать висячие стропила, тогда для компенсации изгибающих напряжений потребуется монтаж дополнительной подвески. Такое напряжение создается в затяжке.
Стропильные висячие фермы создают конек при помощи жесткого соединения стропильных ног без применения конькового прогона. Для равномерного распределения нагрузки используют подкосы и ригель.
Когда задействуют наслонные стропила, верхний треугольник имеет совершенно другое устройство. Затяжки в таком случае выполняют функции потолочных балок, а в них упираются стойки, необходимые для конькового прогона. Для этого используют древесные материалы, имеющие большое сечение. Также потребуется строительство солидной потолочной конструкции. Как утверждают специалисты, в домах, на которых планируется двускатная ломаная крыша, желательно строить стропильные системы путем совмещения нижних наслонных и верхних висячих стропил.
Строительство ломаной крыши
Работу по созданию ломаной кровли выполняют в такой последовательности:
Порядок расчета кровельного пирога
В качестве примера проведения расчета кровельного пирога взят монтаж ломаной крыши с использованием металлочерепицы.
Необходимы следующие материалы:
- гидроизоляционный;
- теплоизоляционный;
- пароизоляционный;
- кровельные;
- крепежные детали;
- доборные элементы;
- водосточные изделия.
Для пароизоляции планируется использовать Изоспан В, стандартно его рулон имеет ширину 160 сантиметров. Согласно инструкции производителя, размер нахлеста должен составлять минимум 10 сантиметров, отсюда рабочая ширина равна 150 сантиметрам. С учетом стандартных размеров рулона получается 70 «квадратов» материала. После этого площадь кровельной поверхности делят на площадь рулона и определяют их необходимое количество.
Материал для выполнения гидроизоляции, когда строится двухскатная или односкатная ломаная крыша, рассчитывается аналогично.
Утепляться одно- или двухскатная ломаная крыша может одним из двух способов: материал укладывают либо на всю ее поверхность или только на стены и потолок мансардного помещения. Второй способ по стоимости дешевле, но поскольку утеплитель помещают между стропил, разрыв слоя материала способствует образованию мостиков холода. При выборе плиточного «Эковер Лайт 35», имеющего толщину 5 сантиметров, ширину 60 сантиметров и длину 1 метр, нужно разделить площадь поверхности кровли на площадь одного листа и полученный результат умножить на 3, поскольку толщина слоя утеплителя должна составлять не меньше 15 сантиметров.
Чтобы произвести расчет листов согласно длине, учитывают, что длина картины (максимальная) составляет 6,1 метра, стандартно длина листа равна 2,95 и 2,25 метра, нахлест по торцу – 15 сантиметров, на свес надо добавить 7 сантиметров. С учетом того, что высота бокового прогона обычно соответствует высоте комнаты в 2,5 метра, то желательно использовать листы, имеющие длину 2,95 метра.
Ломаная крыша отличается от двускатной конструкции установкой стропильных ног в двух уровнях. Следующая подборка видео о ломаной крыше поможет вам разобраться в технологии создания такой стропильной системы из двух уровней.
Ломаная крыша на бане
Здесь вы увидите возведение ломаной крыши на бане из бруса. Рабочие сначала установили внутренние опоры и стропила нижнего яруса. Затем последовала обшивка стропильной системы и фронтонов. Лишь только после этого бригада приступила к установке стропил верхней части.
Стропила ломаной крыши для дома из бруса
В следующем видео представлена пошаговая инструкция по сборке стропильной системы. В первую очередь нужно установить опорный брус необходимой длины с учетом свесов. Внимательно посмотрите, как необходимо соединять две части опорного бруса. Обратите внимание на расположение стыковочного бруска. Он должен быть находиться внутри дома.
Во второй части видео вы сможете посмотреть установку стропильной системы на дом. В первую очередь устанавливается обшитый передний фронтон. Затем поднимаются остальные элементы системы и задний обшитый фронтон.
Делаем свесы крыши правильно
В следующем видеоматериале вы увидите инструкцию по монтажу свеса крыши.
Желаете научиться самостоятельно проектировать мансардную ломаную крышу? Ответы на многие вопросы даются в следующем видео. Используя рекомендуемую программу, вы сможете самостоятельно разработать проект ломаной крыши для своего дома.
