Пропорции двускатной ломаной крыши


Ломаная крыша стропильная система расчет с размерами - проектируем самостоятельно

Любой, наверное, хозяин загородного участка старается использовать свою территорию с максимально возможной полезностью. Хочется, чтобы и дом был вместительным, и чтобы было где гостей принять, и для мастерской отвести место. В то же время, на выделенных «сотках» особо не разгуляешься – необходимо оставить территорию для своих «сельхозугодий», для уютного двора, для гаража или автостоянки, для хозяйственных построек. Выход очевиден – «расти вверх». Двухэтажные полноценные здания – это доступно далеко не каждому, но можно постараться задействовать под полезную площадь чердачные помещения. Одним словом, оптимальным решением становится строительство дома с мансардой.

Ломаная крыша стропильная система расчет с размерами

Ну а если возводить мансарду, то лучше всего обратить внимание именно на ломаную конструкцию крыши. При равных размерах в плане с двускатной, такая система дает значительный выигрыш в полезной площади, пригодной в том числе и для полноценных жилых помещений. Безусловно, подобный подход в определённой мере отражается на возрастании сложности расчётов и монтажа стропильной конструкции, но для трудолюбивого, умелого и старательного хозяина это не должно стать препятствием.

Итак, настоящая публикация призвана показать, что если выбрана ломаная крыша стропильная система расчет с размерами вполне можно провести собственными силами, чтобы получить гарантированно прочную конструкцию. Причем, для такого самостоятельного проектирования не потребуется знаний специальных прикладных программ. Предлагаемый алгоритм, безусловно, упрощен, и не может сравниться по точности с профессиональными расчетами, и если затевается строительство крупного здания со сложной конфигурацией крыши – так или иначе, придется обратиться к специалистам. Но для типичной мансарды ломаного типа над среднестатистическим жилым загородным домом или гаражом – он вполне оправдан.

Особенности стропильной системы ломаного типа 

Принцип устройства мансардной крыши ломаного типа

Итак, что же из себя представляет стропильная система ломаного типа?

С некоторой долей условности ее можно отнести к разновидностям двускатной. Но главное отличие в том, что каждый из скатов не представляет собой единой плоскости от конька до карнизного свеса. По определенной горизонтальной линии она «ломается» на две, причем верхняя часть ската имеет куда меньший угол крутизны по сравнению с нижней.

Характерная особенность ломаной крыши понятна уже из ее названия – каждый из скатов «ломается» на две плоскости, различающихся углом наклона к горизонту

Для чего это делается? Ответ очевиден. Если организовывать жилую мансарду под обычной двускатной крышей, слишком большая площадь приходится на «мертвые зоны» — по краям чердачного помещения вдоль линии карнизов. Безусловно, предпринимаются определенные меры, чтобы полезно использовать и эти участки, но возможности все же весьма ограничены, а сделать полноценный потолок, который не будет создавать «давящего» на голову ощущения, то есть с нормальной, привычной для человека высотой, получается только в центральной области чердака. Казалось бы, можно увеличить крутизну скатов – но это приводит к совершенно не оправданному росту высоты конька – такая крыша труднее в монтаже, требует большего количества материалов, и при всем этом – чрезмерная высота всегда становится причиной роста уязвимости конструкции от ветровой нагрузки, снижения общих прочностных характеристик. Одним словом, хлопот с возведением такой стропильной системы (тем более, если это планируется делать самостоятельно) – не оберешься!

А выход прост – повысить крутизну скатов только на «обитаемом» уровне чердачного помещения, до нормальной высоты потолка, а затем перейти к малому углу уклона, чтобы крыша не получалась слишком высокой. Давайте для наглядности посмотрим на один характерный пример.

Сравнение «полезной вместимости» мансардного помещения в домах с крышей обычного двускатного и ломаного типа

Для «чистоты эксперимента» возьмем два здания, с совершенно одинаковыми размерами в основании, например, с шириной стены по фронтонной части в 6 метров (как показано на иллюстрации). Высота стены до линии перекрытия – 4 метра, и такое же расстояние отложено по вертикали от перекрытия до высшей точки крыши – конька. Различие – в конструкции крыши: слева обычная двускатная, справа – ломаного типа.

Примем, что желательная нам высота потолка в жилой мансарде должна составлять 2,5 метра, и попробуем «вписать» это помещение в пространство чердака. Если даже не обращать внимания на проставленные размеры, то результат, как говорится, виден «невооружённым глазом».

Ну а если оперировать языком цифр, то видно, что даже при весьма большой крутизне скатов в двускатной крыше (а здесь она составляет около 53 градусов), ширина пространства, удовлетворяющего требованию комфортной высоты потолка – чуть больше 2 метров. Иное дело – в мансарде со стропильной системой ломаного типа – ширина «обитаемой зоны» возросла практически вдвое. Еще показательнее это будет выглядеть, если вычислить площадь такого помещения – очевидно, что при довольно скромных размерах здания, скажем, при длине дома в 8 метров, только выигрыш в площади составит порядка 16 м². А это, согласитесь, размер вполне приличной комнаты в городской многоэтажке!

Так что, несмотря на повышенную сложность в возведении крыши ломаного типа, такая затея выглядит вполне оправданной.

Основные элементы конструкции мансардной ломаной крыши

Теперь давайте взглянем, из каких же элементов состоит конструкция стропильной системы ломаного типа. Сразу оговоримся о том, что схем существует немало, и все их рассмотреть – в масштабе одной статьи просто нет возможности. Поэтому выделим две основных, наиболее часто применяемых при самостоятельном строительстве.

Схема расположения основных деталей системы ломаного типа с опорой мансардных стропил на мауэрлат

На схеме показаны следующие детали:

Стены здания (поз.1) в которые еще при их возведении вмурованы балки чердачного перекрытия (поз. 2). Обратите внимание – в данном случае они расположены даже несколько ниже верхнего обреза стен, что дает определенный выигрыш в высоте мансардного помещения. Но нередко они укладываются и вровень с верхним окончанием стен.

По стенам (по их карнизным сторонам) установлен мауэрлат (поз. 3) – брус, который станет опорой для основных, так называемых мансардных стропильных ног (поз. 4). Чаще всего эти стропила исполняются по наслонной схеме, то есть имеют в верхней части упор на вертикальную стройку (поз. 5). Вся «анфилада» таких стоек по все длине крыши связана общим брусом — прогоном (поз. 6). В верхней части противоположные стропильные ноги, закрепленные на стойках с прогонами, соединены затяжкой (поз. 7). Эта затяжка играет роль усиливающего элемента конструкции, но кроме этого – становится основой для подшивки потока мансардного помещения. То есть ее расположение в данной схеме обычно принимается с учетом комфортной для хозяев высоты потолка.

Основные стропильные ноги, несмотря на то что являются наслонными, все же испытывают немалые нагрузки на изгиб и на сжатие – просто в силу своей длины и особенностей расположения под большим углом. Поэтому их необходимо разгружать, то есть усиливать дополнительными деталями. В этом качестве применяются подкосы – диагонально расположенные опоры (поз. 8) и (или) дополнительные затяжки (поз. 9).

Как правило, крутизна этого ската, сформированного основными, мансардными стропилами, выдерживается в диапазоне от 60 до 70 градусов, хотя может быть даже больше. Это, кстати, дает еще один «плюс» – на плоскости, расположенной с таким уклоном, зимой не будут задерживаться снежные массы, и их при расчете данных стропил можно не принимать во внимание.

Верхние скаты формируют коньковые стропила (поз. 10). Они, безусловно, значительно короче, и обычно располагаются под углом к горизонту от 15 до 30 градусов. Здесь можно применить и висячую схему расположения стропил, без центральной опоры. Но для надёжности нередко и на коньке устанавливается стойки или бабки (поз. 11) с пущенным по ним коньковым прогоном, и тогда, по сути, стропила превращаются также в наслонные.

Еще один нюанс данной схемы. Так или иначе, но создавать карнизный свес крыши над стенами, чтобы защитить их от прямого попадания влаги, придется. Значит, мансардные стропила должны иметь определённое удлинение (поз. 12) для формирования этого свеса планируемой ширины. Другой вариант – использование дополнительных деталей – так называемых «кобылок», с помощью которых наращивается длина стропильных ног. Это будет несколько подробнее рассмотрено ниже.

Пример такой конструкции крыши показан на иллюстрации ниже.

Пример стропильной системы ломаного типа с мансардными стропилами, закрепленными на мауэрлате, и с их удлинением для формирования карнизного свеса

Теперь рассмотрим вторую схему, обратив внимание на принципиальное отличие.

Карнизный свес формируется за счет выноса за пределы стен балок перекрытия

В целях максимально полезного использования объёма чердачного помещения, очень часто мансардные стропильные ноги крепят не на мауэрлате, а на балках перекрытия, уложенных на верхних торцах стен здания и вынесенных наружу на необходимое расстояние (поз. 2а). Выигрыш в ширине получающейся комнаты – очевиден. Кроме того, решается еще одна проблема. Вынос балок перекрытия сразу формирует карнизный свес необходимой ширины (поз. 12а). Впоследствии останется лишь подшить его снизу досками или панелями-софитами.

Стропильная система ломаной крыши с вынесенными за пределы стен здания балками перекрытия

Основные требования, учитываемые при проектировании ломаной стропильной системы

Чтобы закончить вопрос с общим устройством и перейти вплотную к расчетам стропильной системы, имеет смысл перечислить основные требования, которые к ней предъявляются.

  • Как правило, высота потолка в мансардном помещении принимается не менее 2200 мм – в противном случае неизбежно постоянное давящее ощущение от близкорасположенной потолочной поверхности. Отсюда и начинаются основные расчеты других деталей системы.
  • При определении типа кровельного покрытия стремятся выбрать материал с небольшой удельной массой – тяжелую кровлю разместить на крутом скате мансарды будет значительно сложнее, да и надежность установки может быть не гарантирована.
  • Стопила, в особенности – основные, мансардные, нередко получаются весьма большой длины, и, скорее всего, потребуется установка усиливающих элементов конструкции (подкосов или затяжек). Поромежуточные  вертикальные стойки под круто расположенными стропильными ногами становятся малоэффективными.
  • Необходимо иметь в виду, что мансарда, если она задумывается жилой и «всесезонной», всегда отличается выраженно большим количеством теплопотерь, так как, по сути, вообще не имеет со стороны скатов кровли никакой термоизоляционной преграды. Все это налагает особые требования к утеплению, которые также могут сказаться и на линейных параметрах деталей стропильной системы. Вместе с тем, слой термоизоляции кровли в большинстве случаев потребует еще и качественной вентиляции утеплителя, иначе он быстро напитается конденсационной влагой и потеряет свои качества.

Мансарда практически всегда требует надежной термоизоляции, и это может сказаться на размерах деталей ее конструкции

  • Для строительства мансарды ломаного типа следует употреблять только качественный пиломатериал хорошей степени просушки (остаточная влажность не более 20%) – никому не нужны деформации этой сложной конструкции при усыхании древесины. Не следует приобретать древесину с обилием сучков, с продольными трещинами, с синевой или другими признаками биологического разложения. Перед монтажом элементов системы все они должны получить полноценную обработку специальными составами, защищающими дерево от гниения, поражения плесенью,  грибком или насекомыми, повышающими противопожарные качества материала.

Обработка пиломатериалов пропиткой, повышающей их биологическую стойкость и противопожарные качества

Вот теперь, познакомившись с особенностями стропильной системы ломаного типа, можно перейти к ее самостоятельным расчетам.

Как выполнить самостоятельный расчет ломаной стропильной системы

В интернете можно, при желании, отыскать программы расчета стропильных систем, выполненных как в виде специальных приложений, так и по типу алгоритма для использования, скажем, в Microsoft Excel. Мы же предлагаем упрощенную систему расчета, которой, впрочем, будет вполне достаточно для самостоятельного проектирования ломаной крыши для собственного дома небольших размеров или хозяйственной постройки.

В отличие от предлагаемых программ, когда у пользователя только запрашиваются данные, а сама процедура расчета для него остается «за семью печатями», мы проведем вычисления поэтапно, с объяснением каждого выполняемого шага. Это, кстати, поможет и глубже разобраться в конструкции системы и в основных взаимосвязях ее элементов.

Взаимосвязь «крутизна ската – высота помещения мансарды – ширина помещения»

В качестве исходных данных у хозяина дома всегда будет ширина здания (Вд)– размер той стены, над которой станет формироваться фронтон крыши. Кроме того, наверняка имеются пожелания о высоте потолка в мансардном помещении (Нм). Значит, необходимо отследить взаимосвязь – как будет влиять крутизна нижнего ската мансардной крыши (угол а) на вместимость образующегося помещения с заданной высотой потолка, то есть его ширину (Вм). Если затем эту величину Вм разделить на два, то полученное значение покажет еще и расстояние между центром (продольной осью мансарды) и местом установки вертикальных стоек.

Схема для проведения расчетов ширины и высоты помещения

На схеме хорошо показаны те данные, которыми мы будем оперировать при расчетах. Правда, если стропильная система будет делаться по принципу выноса балок перекрытия наружу, потребуется еще один размер – величина этого выноса (Вв).

Особенности такой схемы: добавляется еще один параметр – длина выноса балки перекрытия Вв

Итак, по законам геометрии в прямоугольном треугольнике наши стороны (катеты) соотносятся следующим образом:

Вг = Нв / tg а

Вг – это длина «глухого» участка, то есть между внутренней поверхностью стойки и вершиной угла а (между скатом и балкой перекрытия).

Очевидно, что ширина полезного помещения мансарды (между вертикальными стойками) станет равна общей ширине минус два «глухих» участка.

Чтобы не «мучить» читателя самостоятельными подсчетами, постараемся каждый шаг расчетов снабдить соответствующим калькулятором.

Калькулятор зависимости крутизны мансардного ската и ширины образующегося помещения

Для удобства, в поле ввода сразу предусмотрена возможность расчета для обоих случаев – с опорой стропил на мауэрлат и с выносом балок перекрытия наружу. Просто в случае, если выноса балок нет, необходимо оставить в этом поле значение по умолчанию – «0».

Перейти к расчётам

При необходимости калькулятор позволяет решать и обратную задачу, когда известны желательные параметры комнаты, и необходимо вычислить, какой же крутизна ската должна быть при этом. Изменяя значение угла (градация сделана с точностью до 1 градуса), с ранее заданной шириной здания и высотой потолка, можно быстро прийти к необходимой ширине помещения. Такой подбор займет всего несколько лишних секунд.

Высота и крутизна конькового отдела ломаной крыши

Теперь у нас есть все необходимые величины для того, чтобы «прикинуть» общую высоту крыши, которая складывается из высоты мансардного помещения (Нм) и высоты треугольника, который можно назвать «коньковым» (Нк). Для расчета необходимо еще только определиться с углом крутизны установки коньковых стропил (b) – как уже говорилось, здесь обычно применяют скаты небольшого уклона, от 15 до 30 градусов.

Итак, высота «конькового треугольника» будет равна:

Нк = 0,5 × Вм × tg b

Калькулятор расчета высоты «конькового треугольника» мансардной ломаной крыши

Полученный результат остается суммировать с известной высотой мансардного помещения, чтобы получить суммарную высоту крыши. Для этого, наверное, уже не требуется калькулятора.

И опять же, вполне решается обратная задача. Например, необходимо узнать какую крутизну конькового ската необходимо задать, чтобы получилась крыша, допустим, общей высотой в 4 метра, при том, что потолок в мансарде планируется высотой в 2.3 метра. Простым арифметическим действием находим высоту «конькового треугольника»: 4 – 2,3 = 1,7 м, а затем, варьируя значения угла b, добиваемся нужной высоты в выдаваемом калькулятором ответе.

Расчёт длины стропильных ног

Пришла пора определиться, какой же длины, при полученных выше параметрах, будут стропильные ноги. Опять на помощь идет тригонометрическая формула:

L = Н /sin a = H / cos (90º — a)

Понятно, что для расчета длины мансардного (нижнего) стропила принимается значение высоты, соответствующее выбранной высоте мансардного помещения Нм и угол крутизны ската а, а для конькового стропила – высота «конькового треугольника» Нк и свой угол крутизны b. В остальном же различия нет, так что для поочередного расчета можно воспользоваться одним калькулятором, предлагаемым ниже.

Калькулятор расчета длины стропильной ноги

Если применяется схема с вынесенными балками перекрытия, и карнизный свес сформирован за счет этого, то на этом расчет общей длины стропильных ног закончен. Но в том варианте, когда требуется удлинение стропила для создания свеса, придётся выполнить еще одно вычисление.

Обычно ширина карнизного свеса, для полноценной защиты стен от прямого попадания осадков, задается по горизонтальной оси, то есть расстоянием от стены до края карниза. А при больших углах крутизны, характерных именно для нижних мансардных стропил, даже незначительная ширина свеса потребует довольно большого удлинения стропильных ног.

Карнизный свес, создаваемый за счет удлинения стропильных ног за линию мауэрлата

Для экономии материала, это удлинение часто делают и из досок, наращивая стропила кобылками. Значит, предлагаемый ниже расчет поможет определиться с тем, какая рабочая длина кобылок (без учета соединительного нахлеста) потребуется.

Калькулятор расчета необходимого удлинения стропила для создания карнизного свеса

Для расчета необходимо знать уже известный угол крутизны нижнего, мансардного ската а и планируемую ширину карнизного свеса k.

ΔL = k / cos a

Это соотношение заложено в расположенный ниже калькулятор:

Расчет основных нагрузок, выпадающих на стропильные ноги, определение их оптимального сечения

Следующим важным моментом становится определение нагрузок, которые будут выпадать на стропильные ноги. Этот параметр поможет определиться с сечением пиломатериала, которое обеспечит стабильность возводимой системы.

Расчет нагрузок, по правде говоря – это удел специалистов, владеющих теорией сопромата и вооружённых специальными методиками. Но в условиях строительства небольшого частного дома вполне можно применить и упрощённый алгоритм, который даст вполне приемлемый по степени точности результат.

Для подбора сечения пиломатериала мы будем оперировать распределенной нагрузкой, выпадающей на стропильные ноги. Она зависит от шага установки стропил – чем он меньше, чем ниже нагрузка, выпадающая на каждый погонный метр этой несущей детали.

А общая нагрузка складывается из нескольких составляющих – это масса самой системы с кровельным покрытием, ветровое воздействие, давление снежных масс на крышу. Плюс к этому, закладывается еще и определенный эксплуатационный запас – на случай непредвиденных нагрузок, например, стихийного или даже техногенного плана.

Ниже предложен калькулятор, который позволит быстро рассчитать распределённую нагрузку на стропильную ногу. Он, безусловно, требует некоторых пояснений по работе с ним – они также будут приведены.

Калькулятор расчета распределенной нагрузки на стропильные ноги.

Итак, для расчета потребуется ввести:

  • Угол ската крыши. Обычно расчет проводится для более длинных мансардных стропил, так что вводится значение угла а. Впрочем, при желании, для сравнения можно провести вычисления и для коньковых – тогда указывается угол b. Угол ската необходим для правильного подсчета снеговой и ветровой нагрузок.
  • Планируемый материал кровельного покрытия. В программу расчета, вместе с массой конкретной кровли, сразу занесено среднее значение массы характерной для нее конструкции обрешетки. Сюда же внесено примерный удельный вес  утеплителя кровли мансарды. То есть, выбирая кровлю, пользователь сразу вносит и все весовые нагрузки стропильной системы.
  • Для определения уровня снеговой нагрузки необходимо указать номер зоны своего региона проживания. Узнать свою зону можно по карте-схеме, расположенной ниже. Значение средней снеговой нагрузки для каждой из зон уже внесено в алгоритм расчета.

Карта-схема распределения территории России по зонам в зависимости от уровня снеговой нагрузки

  • Для учета ветровой нагрузки придется ввести несколько параметров:

— Во-первых, по аналогии со снежной нагрузкой, необходимо определить по соответствующей карте свою зону по уровню ветрового давления (данные систематизированы по итогам многолетних метеонаблюдений). Показатели ветрового давления для зон – внесены в базу данных калькулятора.

Зонирование территории России по уровню ветрового давления

— Во-вторых, необходимо определиться со своей «локальной зоной», то есть с особенностями расположения дома на местности, наличием или отсутствием естественных или искусственных преград для ветра. Тут подразумевается градация по трем типам – все они достаточно понятно изложены в интерфейсе калькулятора.

Правда, есть одна тонкость. Преграда для ветра только в том случае принимается в расчет, если она расположена в пределах круга с радиусом 30H, где Н – это высота дома над уровнем земли по линии конька. К примеру, для дома высотой в 6 метров учитываются препятствия, расположенные не дальше 180 метров от него.

Круг, в пределах которого учитываются естественные или рукотворные препятствия для ветра

— Наконец, следует указать и саму высоту будущего дома (по уровню его конька).

  • Последнее поле ввода исходных значений – это планируемый шаг установки стропильных ног.

Варьируя этот параметр, оставляя неизменными все остальные исходные данные, можно наблюдать, как изменяется распределенная нагрузка, чтобы выбрать оптимальное значение.

  • Итоговый результат будет выдан в килограммах на погонный метр стропильной ноги.

Располагая этим значением, можно войти в таблицу, предложенную ниже, чтобы выбрать брус или доску необходимого сечения.

Расчетная величина распределенной нагрузки (килограмм на погонный метр стропильной ноги)Сечение пиломатериала для изготовления стропильных ног
75100125150175доска или брускругляк
толщина доски (бруса), ммдиаметр, мм
40506080100
Планируемый пролет стропила между точками опоры, мвысота доски (бруса), мм
43.532.52160150140130120
4.543.532.5180170160140120120
54.543.53200190180160140140
5.554.543.5-210200180160160
65.554.54--220200180180
6.565.554.5---220200200
-6.565.55---240220220

В левой части таблицы находят ячейку на пересечении округленной (в большую сторону) распределенной нагрузки с длиной пролёта стропил (расстояния между точками опоры или усиления). Затем из этой строки в правой части таблицы выписываются рекомендуемые сечения бруса (или диаметр бревна, если стропила будут изготавливаться из кругляка).

Кстати, при подборе материала для изготовления стропил обычно учитывают еще и толщину утеплителя, который укладывается между ними. Плюс к этому – необходимо оставить вентиляционный зазор между утеплителем и расположенной над ним паропроницаемой мембраной кровельного «пирога» (еще 20-30 мм). Поэтому имеет, наверное, смысл сразу определиться и с необходимой толщиной утепления, при котором в мансарде будет поддерживаться комфортный для всесезонного проживания микроклимат.

Давайте проведем и этот расчет.

Толщина необходимого утепления мансарды

Расчет толщины утепления скатов мансарды строится на том, что суммарное термическое сопротивление создаваемого «пирога» не должно быть ниже нормированного значения, установленного СНиП.

Найти это значение можно по размещенной ниже карте-схеме. При этом необходимо брать значение «для покрытий» (показано красными цифрами). Оно всегда – самое большое, так как через кровельные покрытия происходят максимальные утечки тепла.

Карта-схема для определения нормированного значения сопротивления теплопередаче

Для утепления мансарды чаще всего применяют минеральную вату. Однако, это не догма, и можно встретить массу примеров, когда используется пенополистирол (обычный «белый пенопласт» или более безопасный и качественный экструдированный). Кроме того, в последнее время всё шире применяются напыляемые материалы – пенополиуретан или эковата.

Не будем сейчас рассматривать достоинства и недостатки каждого из утеплителей, а просто скажем, что их теплотехнические характеристики, необходимые для проведения расчета, уже внесены в программу калькулятора.

Какие материалы используются для термоизоляции частного дома?

Ассортимент подобных материалов – достаточно велик, и каждый из них обладает своими особенностями. Подробнее об основных утеплителях для дома рассказано в специальной публикации нашего портала.

Наконец, свою роль в термоизоляции мансарды может сыграть и внутренняя отделка помещения. В калькуляторе указаны основные типы материалов для обшивки стен мансарды – необходимо выбрать нужный и указать его планируемую толщину.

Калькулятор расчета толщины утепления скатов мансарды

Перейти к расчётам

Результат выдается в миллиметрах, и его можно затем округлить – привести к стандартным толщинам выпускаемых утеплительных матов или плит.

Кстати, для многих регионов России толщина утепления может оказаться весьма значительной, и для установки плит или матов такой толщины придётся неоправданно, в принципе, увеличивать сечение стропильных ног, что приводит и к удорожанию общей сметы, и к очень серьезному утяжелению конструкции.

Пример утепления скатов кровли в два слоя

Но выход есть – это практика двухслойной укладки термоизоляции. Вначале плиты укладываются между стропильных ног. А затем, для достижения необходимой расчетной толщины термоизоляции, монтируется второй слой, для установки которого достаточно вспомогательной обрешетки из легкого пиломатериала небольшого сечения.

Площадь кровли ломаной крыши

При планировании строительства крыши такого типа обязательным параметром, который необходимо узнать, является суммарная площадь получаемых скатов. Это важно в плане приобретения кровельного материала, утеплителя, требуемых по технологии гидро- и пароизоляционных мембран, для расчета обрешетки, разреженной или даже сплошной – под мягкие битумные покрытия.

(Про обрешетку в данной статье не говорилось намеренно, так как у каждого кровельного материала есть своя специфика в этом вопросе, и общих «рецептов» просто нет).

Схема для подсчета суммарной площади кровельного покрытия мансардной ломаной крыши

Подсчет площади скатов стандартной ломаной крыши, которая рассматривалась в публикации – задача буквально для начальной школы, и нет смысла облекать ее в какой-то онлайн-калькулятор. Просто воспользуйтесь следующей формулой:

S = 2 × D × (Lм + Lк)

где:

S – суммарная площадь скатов ломаной мансардной крыши;

D – длина кровли по линии карнизного свеса;

Lм – длина мансардного стропила. Если для формирования карнизного свеса применялось удлинение стропильной ноги или использование кобылки, то это тоже обязательно принимается в расчет – длина стропила принимается суммарная, с учетом ΔL.

Lк – длина конькового стропила.

Все значения указываются с максимальной точностью в метрах, ответ получается, естественно, в квадратных метрах.

Вместо заключения

Конструкция ломаной мансардной крыши на небольшом по размерам загородном доме (с шириной по линии фронтона в пределах 6÷7 метров) – настолько широко опробованная на практике, что встречается масса рекомендаций по выбору сечения пиломатериалов, даже не проводя расчетов. Так, для стропильных ног советуют использовать доски сечением 50×150 мм (если требуется толстое утепление – то его лучше провести в два слоя). Для стоек и перекрывающих их сверху балок применяют брус сечением от 80×80 до 100×100. Затяжки и подкосы – обычно выполняют из тех же материалов, что и стропильные ноги. Про обрешетку было сказано – в зависимости от выбранного кровельного материала и крутизны скатов.

Правда, при этом часто оговариваются, что такие сечения будут справедливы для районов с не слишком высокой снеговой и ветровой нагрузкой. А вот как уловить эту грань? Может, лучше все же не полениться и провести самостоятельный расчет? Дело ваше.

 В завершение публикации – два видеосюжета, посвященные монтажу такой стропильной системы. Хотя  вопрос практического монтажа выходит за рамки рассмотрения данной публикации, такое знакомство с одной из существуюших технологий  возведения ломаной конструкции крыши поможет лучше представить ее устройство для проведения необходимых проектировочных работ.

Видео: Вариант монтажа ломаной стропильной системы – часть 1

Видео: Вариант монтажа ломаной стропильной системы – продолжение

stroyday.ru

Стропильная система ломаной крыши: расчет, проектирование, монтаж

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.

Расчет ломанной стропильной системы

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 технология строительства скатных крыш. 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 – по этой ссылке (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:

  • Нтр. 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 монтаж шифера 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.

krovgid.com

Ломаная крыша стропильная система расчет с размерами

Использование мансарды вместо полноценного второго этажа позволяет рационально использовать доступное пространство и заметно расширить жилую площадь. Вариантов мансард существует множество; самый популярный из них — это ломаная крыша, являющаяся не только эстетически привлекательной, но и финансово выгодной. При желании построить такую мансарду можно своими руками.

Из каких частей состоит ломаная мансарда?

Первый этап строительства крыши — это проектирование и расчет; независимо от того, заказывается ли проект в специальной организации или планируется сделать чертеж конструкции самостоятельно, в первую очередь необходимо разобраться в том, из каких основных частей состоит ломаная мансарда.

В сущности, ломаная крыша — это жилой чердак, достаточно хорошо утепленный и защищенный от влаги и шума, чтобы в нем было комфортно обитать. Поэтому и по конструкции она незначительно отличается от обыкновенной двускатной крыши.

  • вертикальные стойки ;
  • затяжки — горизонтальные балки;
  • стропила — ребра жесткости, являющиеся скелетом всей конструкции;
  • подкосы — диагональные балки, поддерживающие стропила;
  • мауэрлат — деревянные балки со специальным крепежом, соединяющие конструкцию со стенами дома;
  • коньковый прогон — совокупность верхних элементов стропильной системы;
  • бабки — крепления, обеспечивающие жесткость висячих стропил;
  • схватки — горизонтальные распорки, снимающие часть нагрузки со стропил;
  • обрешетка — каркас для крепления кровельного материала и изоляции;
  • кровля — может делаться из керамочерепицы, разных видов шифера, профлиста и множества других материалов;
  • тепло-, гидро- и шумоизоляция.

Таким образом, вся конструкция состоит из набора прямоугольных треугольников; между собой их соединяют деревянными балками. Все описанные элементы легко найти на чертеже ломаной мансарды.

Технические требования к ломаной крыше

К ломаным крышам предъявляются следующие требования:

  • высота стен мансарды должна превышать 2,2 м;
  • должна быть обеспечена хорошая вентиляция, чтобы влага не конденсировалась под кровлей;
  • кровельный материал должен иметь небольшую массу;
  • в конструкции должны быть предусмотрены меры против воздействия дополнительной нагрузки на стропильную систему — то есть, элементы крыши должны выдерживать не только собственную массу, но и, например, снег;
  • мансарда теряет тепло быстрее, чем нижние этажи, поэтому теплоизоляции должно быть уделено особое внимание;
  • для обеспечения пожарной безопасности все деревянные балки и элементы обрешетки следует обработать антипиренами.

Разновидности стропильных систем

Устройство ломаной крыши очень простое — скат ее как бы разламывается на нижнюю и верхнюю части, каждая из которых устанавливается под своим углом. Чаще всего их монтируют под углом 60–70°, и 15–30° соответственно.

На основании конструктивных особенностей мансарды можно выделить такие виды мансардных ломаных крыш.

  1. Используется два вида стропил: висячие и наслонные. Балки перекрытия мансарды устанавливаются, немного не доходя до краев стен нижнего этажа. Нижний скат делается из наслонных стропил, которые крепятся к стенам дома при помощи мауэрлата. Из стоек делается каркас стен мансарды. Такие треугольники устанавливаются вдоль стен и связываются схватками. Сверху к ним присоединяются треугольники из висячих стропил, опирающихся на затяжку.
  2. Чтобы увеличить площадь помещения, нижние края стропил можно вывести за пределы дома. В таком случае крепиться они будут не к мауэрлату, а к перекрытию, которое, в свою очередь, удерживается на внешних стенах дома при помощи мауэрлата. Стропила обязательно поддерживаются подкосами. Стойки углубляются в балки перекрытия не более чем на треть их толщины.
  3. Эта стропильная система ломаной крыши отличается тем, что верхние треугольники делаются из наслонных, а не висячих стропил. Затяжки при этом являются опорами для стоек верхних треугольников.

Расчет ломаной крыши

Перед началом работы предстоит провести два расчета:

  • определение количества необходимого стройматериала;
  • вычисление несущей способности конструкции.

Определить, сколько нужно материала, очень просто из-за несложной геометрии ломаной крыши. С несущей способностью разобраться не так просто. Для ее расчета необходимо учесть:

  1. массу кровли;
  2. примерную массу снега;
  3. массу обрешетки;
  4. массу паро-, гидро- и теплоизоляционных материалов;
  5. размеры крыши;
  6. углы установки скатов;
  7. шаг установки элементов стропильной системы и кровельной обрешетки;
  8. дополнительная нагрузка: масса людей и оборудования, окон, вентиляции и т. д.

На основании этих данных и при помощи специальных программ делается расчет несущей способности. В зависимости от того, какая несущая способность требуется, выбирается площадь сечения используемого в строительстве деревянного бруса. Если что-то не устраивает, проект можно подкорректировать, изменив стропильную систему, выбрав другой кровельный материал, разместив стропила пореже.

В большинстве программ конструкция ломаной крыши может быть визуализирована — на 3D модели сразу будет видно, как изменения повлияют на внешний вид мансарды.

Какие материалы нужно подготовить?

После разработки проекта будет понятно, брус с каким сечением следует использовать, какой кровельный материал лучше выбрать, какой должна быть обрешетка кровли. Придется приобрести большое разнообразие пиломатериалов: брус для формирования мауэрлата, обрезные доски для стропильной системы, доски для обрешетки. Их нужно правильно подобрать, чтобы конструкция получилась долговечной и надежной.

Советы по выбору пиломатериалов:

  • лучше всего для строительства мансарды подходят хвойные породы дерева — сосна, ель — они достаточно прочные и жесткие, чтобы выдержать всю нагрузку;
  • древесина должна быть хорошо просушена — влажность ее не должна превышать 20%;
  • материал должен быть без сучков, трещин, следов биологического поражения и других дефектов.

Перед монтажом все деревянные элементы ломаной крыши обрабатываются антипиренами и антисептическими средствами, а также пропитками от гниения. Такую обработку следует периодически повторять, чтобы не пришлось заменять несущие элементы конструкции.

Кроме основного материала, нужно запастись металлическим крепежом для соединения стропил с мауэрлатом и между собой, изоляционными и кровельными материалами.

Монтаж крыши

Монтаж мауэрлата

Строительство ломаной крыши начинается с установки мауэрлата, к которому будут крепиться концы стропил. Нюансы этого этапа разнятся в зависимости от материала, из которого построен нижний этаж — если стены его каменные, в них заранее нужно пробить отверстия для анкеров и установить крепеж. Шаг между анкерами не должен превышать 2 м.

На поверхность стены укладывается гидроизоляционный материал. Затем брус размечается, в точках установки крепежа просверливаются отверстия. Мауэрлат надевается на анкера и плотно притягивается гайками.

Монтаж балок перекрытия

  • сначала ставятся крайние балки с торцов здания;
  • между ними натягиваются бечевки для указания плоскости;
  • устанавливаются промежуточные балки.

Монтаж стоек

Стойки нужно выставлять строго вертикально. Принцип работы такой же, как в случае с балками перекрытия — сначала монтируются крайние стойки, затем промежуточные в одной плоскости. Шаг между элементами конструкции не должен превышать 2 м. Фиксируются стойки временными распорками. Высота балок — на 10 см больше планируемой высоты потолков.

Между стойками устанавливаются прогоны из обрезной доски. В итоге должен получиться готовый каркас для внутренних стен мансарды.

Установка затяжек

Поперечные балки соединяются не со стойками, а с прогонами, при помощи металлических кровельных уголков. Если ширина помещения большая, под каждой затяжкой стоит установить временные распорки, чтобы при хождении по ним при строительстве верхних откосов балки не сломались и не прогнулись.

Установка стропил

Сначала монтируются нижние стропила. Ставят их в следующем порядке:

  • намечаются точки монтажа на мауэрлате — шаг между ними должен равняться 1–1,2 м;
  • на стропильных ногах выпиливаются места крепления по шаблону;
  • сначала крепятся крайние стропилины, затем, как и раньше, по бечевке — промежуточные;
  • в соответствии с чертежом устанавливаются подкосы.

Верхние стропила ставятся так же — по шаблону. Крепятся они к затяжкам и соединяются между собой; продольное соединение коньковой балкой требуется, только если длина мансарды превышает 10 м. В ином случае можно обойтись подкосами, с которыми конструкция ломаной мансардной крыши будет достаточно жесткой.

Последние этапы работы — обшивка фронтонов и крепление обрешетки для кровли. Во фронтонах следует оставить оконные проемы (не менее 1/8 общей площади внешних стен мансарды).

Изоляция конструкции

На готовый каркас останется только уложить кровельный пирог. Первый его слой — это пароизоляция, которая не дает влаге проникнуть в утеплитель. На парозащитную мембрану укладывается теплоизоляционный материал — рекомендуется использовать каменные базальтовые плиты. Укладывают их в несколько слоев со сдвигом стыков, что защитит от возникновения мостиков холода. Размер плит должен быть на несколько см больше шага между балками контробрешетки. Чтобы утеплитель не проседал и не терял своих эксплуатационных характеристик, плотность его должна быть не менее 35 кг/м 3 .

Сверху утеплитель накрывается гидрозащитной мембраной, которая пропускает пар, но не дает жидкой влаге проникать внутрь помещения. Поверх гидроизоляционного слоя укладывается кровля — особенности ее монтажа зависят от выбранного материала.

После монтажа кровли останутся только финишные штрихи — установка водоотливов, декоративная отделка. Внутри отделочный материал также прикрепляется к обрешетке поверх теплоизоляции. Ломаная крыша построена. Как видно, сделать это вполне возможно своими руками — только проектирование и расчет, вероятно, придется доверить профессионалам.

Крепление стропил к мауэрлату двухскатной крыши

Кобылка в стропильной системе

Стропильная система ломаной двускатной крыши — расчет и возведение

У многих людей ломаная крыша ассоциируется с конструкцией повышенной сложности современных домов. На самом деле она представляет разновидность обычной двухскатной крыши, рассчитанной под строительство мансарды.

Расчет конструкции

Возведение ломаной крыши намного сложнее, чем обычной двухскатной. Это связано с устройством стропильной системы, требующей более сложный расчет. Такая конструкция кровли больше подходит для построек квадратной формы. Если дом прямоугольный и длинный, пользы от мансарды не будет.

Любая конструкция крыши, так же как и ломаная, предусматривает расчет в два этапа:

  • Первый этап предусматривает расчет требуемого количества кровельного материала. Он выполняется исходя геометрических размеров крыши и габаритов финишного покрытия.
  • Вторым этапом делается расчет несущей способности стропил.

Последний расчет является сложным и требует учета таких показателей:

  1. Вес кровельного материала.
  2. Нагрузка на стропила изоляцией.
  3. Вес всех элементов контробрешетки и обрешетки.
  4. Расстояние между коньком и карнизным свесом.
  5. Угол наклона скатов.
  6. Расстояние между стропилами и элементами обрешетки.
  7. Дополнительная нагрузка от стеклопакетов, ограждений, вентиляции и других сооружений. Необходимо даже учитывать вес временно работающих на крыше строителей.

Имея на руках все эти данные, можно произвести расчет по формулам. Существуют, также, специальные программы, упрощающие данное действие.

На этой картинке можно увидеть схему с размерами ломаной крыши:

Здесь изображен расчет стропильной системы:

Сделав весь расчет надо удостовериться, подходит ли деревянный строительный материал по сечению для строительства ломаной двухскатной крыши. Если расчет не соответствует требуемым параметрам, стропильная система и обрешетка может быть изменена по сечению материала. Кроме этого, можно заменить кровельное покрытие.

Для удобства на бумаге надо начертить схему ломаной двухскатной крыши со всеми размерами. Эта таблица поможет сделать чертеж:

Какой материал потребуется для строительства?

По окончании всех расчетов надо приступать к закупке необходимых материалов. Первым делом понадобится брус для мауэрлата. Не обрезную доску можно пустить на обрешетку. На стропила пойдет брус или обрезная доска. Строительство крыш лучше выполнять с хвойных пород дерева. Влажность древесины не должна превышать показатель 20%.

На поверхности должны отсутствовать крупные сучки, следы жизнедеятельности насекомых-точильщиков и гнилые пятна. Перед использованием деревянные заготовки желательно обработать антисептиком.

Для крепления деревянных заготовок понадобятся металлические пластины разной формы, гвозди, болты, саморезы.

Возведение крыши

Закончив расчет ломаной двухскатной крыши, можно приступать к ее строительству. Чтобы иметь полное представление об очередности производимых работ, рассмотрим возведение конструкции на доме квадратной формы размером 8×8 м.

Закладывание основы

Вся стропильная система держится на основе, в качестве которой выступает мауэрлат с балочным перекрытием. Приблизительный расчет параметров указывает оптимальное сечение используемых деревянных балок 10×20 см. Часто стены дома состоят из наружной конструкции, например, облицовочного кирпича, и внутренней конструкции, например, саман или песчаник. Так вот мауэрлат надо располагать на внутренней конструкции. Снаружи в будущем он спрячется за кирпичом. Верхняя часть мауэрлата должна на 3 см выступать выше кирпичной кладки, чтобы вся нагрузка от крыши легла на него, а не на наружную стену.

Следующим монтируют балочное перекрытие. Первыми укладывают крайние балки. Они должны выступать за стены, что обозначит размер карниза. Обычно выступа 50 см будет достаточно. Между крайними балками натягивают веревку, и по ней укладывают промежуточные элементы. Расчет расстояния между балками основывается на шаге стропил. Именно стропильная система будет к ним крепиться в будущем.

Для балок часто используют доску сечением 5×15 см, укладывая ее на расстоянии 60 см, друг от друга. Такой шаг считается оптимальным, так как соответствует ширине кровельного утеплителя.

Последними устанавливают короткие балки, идущие от крайних боковых элементов. Расстояние между ними можно увеличить до 1 м. К мауэрлату балки прибивают гвоздями длиной 15 см или прикручивают саморезами с помощью металлических уголков.

Крепление стоек

Монтаж вертикальных стоек начинают по краям, используя брус сечением 10×15 см. Между ними натягивают шнур и приступают к монтажу промежуточных стоек с доски сечением 5×15 см. Устойчивость стойкам придадут распорки, временно закрепленные к балкам. Подгоняя стойки надо учесть, что их высота должна превышать уровень чистового потолка на 10 см.

Укладка прогона

Сверху стоек монтируют прогон из доски сечением 5×15 см. Получившаяся конструкция является будущими стенами мансарды. Усилить прогоны помогут смонтированные кровельные уголки, а также ригеля. В рассматриваемом примере конструкции дома, длина ригелей будет 5,5 м. Сечение деревянных элементов рассчитывают программой.

Например, при ширине доски 20 см ее толщина составит 5 см. Если при монтаже получились прогибы, их исправляют подвесками. Это увеличивает нагрузку на стропильную систему верхних скатов, что требует пересмотреть расчет сечения деревянных элементов. Оптимально использовать вместо доски сечением 5×15 см аналогичные элементы большего сечения, например, 5×20 см.

Каждый ригель фиксируют временной подпоркой посередине пролета. Это избавит от провисания деревянных элементов и позволит по ним передвигаться во время работы. Выставленные по уровню все ригеля скрепляют сверху доской сечением 2,5×15 см, отступая от центра примерно на 20 см.

Монтаж стропил

Стропильная система двухскатной ломаной крыши начинает возводиться с боковых элементов. Для удобства делают шаблон, а по нему уже выполняют запил верхних концов балок.

Нижнюю часть элементов размечают по месту, делают запил и крепят стропила. Последними монтируют заглушки, удерживающие теплоизоляцию.

Монтаж стропил верхних скатов производится по предварительно изготовленному шаблону. Небольшую доску размером 25×150 см устанавливают вертикально на крайнем ригеле. Один из ее углов обязательно должен сойтись с осью крыши. К получившейся стойке прикладывают другую доску. На ней сверху и снизу наносят разметку запилов. По получившемуся шаблону собирают на земле 2 стропила. Помощники подают их наверх здания, где производится установка по краям будущей крыши. Для устойчивости стропила фиксируют подкосом.

Следующими на земле аналогично изготавливаются промежуточные стропила. Они монтируются по натянутой веревке между крайними элементами. Все они фиксируются подкосами. Для восьмиметровой крыши их достаточно 4 штуки, установленных попарно в разных направлениях. До строительства обрешетки, стропильная система временно фиксируется любыми досками. Это придаст ей устойчивость.

Завершающие работы

Чтобы ригели не провисли после демонтажа временных подпорок, выполняют нашивку подвесок. Их изготавливают из доски сечением 2,5×15 см. Подвески не должны крепиться посередине каркаса, иначе они здесь просто будут мешать.

Далее, осталось установить каркас фронтона и выполнить его обшивку. На этом основные работы можно считать оконченными. Осталось закрепить обрешетку, отливы, соорудить фронтон и карниз.

Монтаж каркаса ломаной крыши завершен, можно начинать кровельные работы. Это тоже очень важный и трудный этап строительства, требующий участия не менее троих человек.

В следующем видео наглядно показан монтаж стропильной системы ломаной крыши.

Что еще почитать по теме?

Стропильная система ломаной двухскатной крыши

Расчет сечения стропил

Стропильная система ломаной крыши

Стропильная система будущего мансардного этажа напрямую зависит от его площади.

Ломаная крыша, в отличие от традиционной, имеет несколько разновидностей:

  • имеющая наклон на всех скатах;
  • комбинированная (могут быть висячие стропила на верхних скатах, и наклонные на нижних). При таком варианте строительства скат более пологий, а стропила опираются на стойки. Если в варианте строительства наличие стоек не предполагается, то опорой является продольный прогон.

Если подойти к рассмотрению строения ломаной крыши с геометрической позиции, то она будет представлять простые геометрические фигуры.

  • два треугольника с углом 90 градусов, которые формируют нижние скаты;
  • треугольник, который формирует верхние скаты.

Два нижние треугольника могут быть выполнены только по наклонной разновидности, а верхний по любой из представленных.

Конструкция ломаной крыши

Главным отличием крыш, о которых идет речь в данной статье, является наличие у нее четырех скатов, она является разновидностью двускатной. Внутреннее пространство чердака расширяется за счет излома, и тем самым получают высокий потолок в мансарде.

В современное время ломаная крыша весьма популярна в строительстве, по причине того, что позволяет обустроить второй этаж строения.

Но не стоит забывать, что строительство ломаной крыши технически сложнее в выполнении, нежели обычной двухскатной. Однако, оно стоит того, ведь по итогам строительства, застройщик получает помещение на втором этаже, которое ничем не уступает нижней части дома по своей площади.

Преимущества ломаной крыши

Ведя разговор о ломаной крыше, нельзя не обратить внимание на ряд ее преимуществ:

  • возможность использования имеющего строения для возведения ломаной крыши;
  • возможность увеличить площадь строения, а в частности жилую площадь;
  • улучшение внешнего вида строения;
  • с помощью ломаной крыши здание приобретает законченный вид;
  • с помощью мансарды снижаются затраты на отопление по причине того, что меньше становятся теплопотери через кровлю;
  • нет необходимости в привлечении специализированной техники для строительства, а также ненужно выселять жильцов;
  • в ломаной крыше можно сделать большое количество окон и витражи, что сделает помещение более уютным.

Недостатки ломаной крыши

Помимо основных особенностей, имеются и незначительные недостатки:

  • из-за скошенной формы потолка помещение теряет часть полезной площади;
  • требуется квалифицированный подход для проведения тепло и гидроизоляции;
  • для ломаной крыши необходимы мансардные окна, а они дороже, чем обычные;
  • в зимнее время года сокращается количество света, проникающего в помещение.

Разновидности ломаных конструкций

Видов ломаных конструкций несколько, различие основано на количестве скатов. В зависимости от вида крыши будет отличаться и внутренняя планировка помещения, а также его надежность.

  1. Односкатная крыша. Изготовление такой крыши происходит при помощи закрепления ее на стенах с разной высотой. Такой вариант исполнения крыши самый простой и распространенный.
  2. Двухскатная. У такой крыши есть два ската, которые направлены в противоположенные стороны. Данный вид крыши хорошо подходит для обустройства под ней мансарды.
  3. Трехскатная. Данный вид крыши основан на двух торцах. Конструкция такой крыши мало весит (отсутствие одной капитальной стены), поэтому не наносит большой нагрузки фундаменту.
  4. Четырехскатная. Самый сложный в исполнении вариант крыши, для строительства необходимо произвести сложные расчеты по площади и ветровым нагрузкам.

Виды стропильных систем

Наклонные стропила лучше всего подходят для возведения ломаной крыши. Помимо наклонных, существуют и другие, но они не лучшим образом подходят для таких крыш.

Алгоритм для изготовления мансарды следующий:

  1. первоначально укладываются балки перекрытий;
  2. поверх них укладывается настил, который будет выполнять роль строительных лесов;
  3. создается опора для стропильных ног, и опора для конькового прогона, который будет в дальнейшем крышей.

Потолочные балки мансарды

После проведения расчета нагрузок выбирается толщина бруса для потолка. Лучше если в крыше будет коньковый брус, существуют варианты, в которых его можно не изготавливать, но при этом крыша утрачивает свою прочность.

Важно! Удобно выполнять строительство крыши, в котором сначала изготавливается скелет крыши, а потом на него устанавливаются стропильные ноги.

Ломаная стропильная система

Система ломаной крыши совмещает в себе несколько положительных аспектов, а именно: простота строительства и увеличение площади жилого помещения.

По причине того, что ломаная крыша собирается по модульной методике, выполнять работы по ее возведению можно без привлечения грузоподъемной техники.

Расчет стропильной системы

Стропильная система — основной элемент крыши, который противостоит всем нагрузкам. Для того, чтобы крыша прослужила долго, необходимо произвести точный расчет стропильной системы.

Существуют упрощенные формулы расчетов, которые оптимально подойдут, если эту работу планируется проводить, не прибегая к помощи специалистов.

Единственное отличие упрощенных формул расчетов в том, что они увеличивают прочность конструкции, за счет чего, она становится на порядок дороже в своем исполнении. Для строений с небольшими крышами эти затраты будут незначительны.

Главная цель, которую преследуют расчеты – это вычисление нагрузки, которая будет действовать на крышу.

На крышу действуют следующие нагрузки:

  • Масса снежного покрова;
  • Воздействие ветра;
  • Масса кровли;
  • Масса чернового настила и обрешетки;
  • Масса утеплителя;
  • Сама стропильная система.

Закрепление стропил друг с другом

При проведении расчетов выявляется правильное сечение стропил, которое позволит сделать строение безопасным. Но помимо этого, стропила необходимо правильно закрепить.

Фиксацию стропил можно произвести с помощью:

  • шпилек. при этом делается металлическая накладка, которую они удерживают между собой;
  • гвоздей, также необходимы специальные скобы;
  • гвоздевые пластины прекрасно подходят для крепления деревянных конструкций.

Места, в которые будет производиться крепление, определяются во время произведения расчетов.

Установка мауэрлата

По причине того, что вес крыши достаточно большой, его необходимо равномерно распределить по всей поверхности стен. Назначение мауэрлата именно для равномерного распределения веса. Помимо этого он препятствует опрокидыванию стен.

Способ, по которому будет производиться монтаж мауэрлата, будет зависеть от типа конструкции.

Крепление стропил

С помощью шпилек и анкеров можно фиксировать мауэрлат, но данные приспособления подходят только в деревянном строении. Для того чтобы крыша стояла надежно, поверх стен строится армированный пояс, а уже к нему присоединяется опорный брус.

Армированный пояс представляет собой железобетонную конструкцию. Создают ее сразу на месте. Для того, чтобы сделать армированный пояс, нужно: установить опалубку, залить бетон и произвести армирование. Для выполнения крепления, закладываются анкера, которые фиксируются в бетоне.

Важно! Чтобы правильно выбрать марку бетона, лучше всего проконсультироваться со специалистами. Чем выше класс бетона, тем больше его прочность.

Крепление стропильных ног к мауэрлату

При правильном закреплении стропильной системы срок службы крыши увеличится. От метода, по которому будет произведено закрепление, зависит многое, а в частности устойчивость крыши при воздействии на нее погодных условий. При правильном креплении будут исключены подвижки и смещения, тем самым будет увеличена прочность крыши.

Крыша может быть изготовлена двумя способами: с жестким и подвижным креплением. Какой будет способ, зависит от типов крыши.

В жестком варианте исключено движение элементов, поэтому применяют:

  • подшивной брусок и уголки;
  • на стропильной ноге должны быть сделаны запилы.

Для выполнения работ можно использовать: скобы, гвозди или проволоку.

Во втором случае предусмотрено забивание гвоздей, они должны пересекаться в мауэрлате, а затем забивается еще один гвоздь.

Для дополнительного усиления соединения можно использовать анкера или проволоку.

Важно! Для ровности наклонов при строительстве можно применять шаблоны, которые позволят минимизировать количество замеров во время монтажа.

Для того, чтобы произошло сопряжение с несколькими степенями свободы, используют специальный крепеж.

Для этого существует несколько вариантов:

  1. Создание запила. Запил делается в мауэрлате, затем в него укладывают стропильную ногу. Закрепить ее можно с помощью нескольких гвоздей, расположить их необходимо под углом. Если крепление производится одним гвоздем, то он должен быть забит под прямым углом, также закрепление можно производить с помощью металлической пластины.
  2. Произвести выпуск стропил за пределы стены строения, для фиксации используются крепежные пластины.
  3. Применение «салазок». С помощью этого элемента создается подвижная конструкция, которая создает необходимую подвижность в рамках определенных пределов.

Любой, из перечисленных выше вариантов, позволит произвести монтаж углов стропильной кровли. При этом все элементы будут опираться в мауэрлат. Но, при этом, иметь необходимую степень свободы, при наличии которой возможно их движение. С помощью движения будет происходить компенсация получаемого напряжения.

Особо важным и подходящим подвижный вариант монтажа является для деревянных строений по причине того, что именно они склонны к усадке.

Если у деревянного дома выполнить жесткую фиксацию, то крыша будет подвержена быстрому разрушению. При подвижной фиксации у стен, а также фронтона будет некоторая свобода движений, которая будет подстраиваться под процесс усадки строения.

Защита древесины

За те годы, что служит крыша, а это несколько десятков лет, случиться может разное. Например, с течением времени может начать попадать вода на стропильную конструкцию, что может привести к ее более быстрому износу. Помимо гидроизоляции хорошо применять дополнительные средства, которые могут защитить древесину.

На древесине можно создать дополнительную защитную пленк у, которая будет защищать ее от влаги. Сделать это можно с помощью специального лакокрасочного покрытия. Покрытие лучше всего наносить в два слоя.

Также стропильную систему можно обрабатывать антисептиком, в состав которого входит медный купорос. Антисептик можно изготовить самостоятельно или приобрести уже готовый раствор.

Устройство гидроизоляции и утепления

Для того, чтобы уменьшить энергетические затраты, а также создать комфортную атмосферу в мансарде, необходимо провести гидроизоляцию кровли. Лучше, если будет применен кровельный пирог, который поможет выровнять уровень влажности в помещении.

Организация обрешетки и кровельные работы

Когда работы по гидроизоляции завершены. можно приступать к выбору кровельного материала. В зависимости от того, какой материал выбран, будет выбран вариант, с помощью которого будет производиться организация обрешетки.

Нужно точно соблюдать все геометрические размеры, это позволит упростить монтаж кровельного материала.

После завершения монтажа кровли, производится монтаж водостоков.

Строительство ломаной крыши с одной стороны достаточно сложная процедура, но при наличии определенных навыков, окажется выполнимой.

  • Крыша для бани своими руками
  • Мансардная крыша — расчет
  • Как сделать односкатную крышу своими руками?
  • Гараж из пеноблоков своими руками
  • Стропила — крепление к мауэрлату
  • Проект бани 6х6 с мансардой

Источники: http://besedkibest.ru/o-kryshah/lomanaya-krysha-svoimi-rukami.html, http://proroofer.ru/vidu-krish/dvuskatnaya/stropilnaya-sistema-lomanoj-dvuskatnoj-kryshi.html, http://krovlya777.ru/stropila/stropilnaya-sistema-lomanoj-kryshi.html

krovlya-mp.ru

Ломаная крыша стропильная система расчет с размерами

При определенной сложности возведения ломаной крыши, она является наиболее распространенной среди частных застройщиков. Конструкция ломаной крыши позволяет обустроить чердачное помещение, пригодное для проживания в любое время года.

Особенности устройства ломаной крыши

Ломаная крыша представляет собой обычную двухскатную крышу, каждый скат которой имеет определенный излом. За счет этого излома, количество скатов увеличивается и крышу можно называть четырехскатной. Такая конструкция позволяет выгодно обыграть и увеличить площадь чердачного пространства, которое можно оборудовать под мансарду.

Устройство ломаной крыши характеризуется обязательным наличием верхних и нижних стропил. Нижние стропила, обычно, располагают под более крутым углом, чем верхние стропила. Такое расположение стропил, позволяет добиться минимально необходимой высоты потолков в мансардном помещении. Нижние стропила, чаще всего, устанавливают под углом больше или равным 60°. Верхние стропила устанавливают, примерно, под углом 30°.

Кроме того, если нижние стропила имеют угол больше 60°, то в расчетах стропильной системы, значением снеговой нагрузки пренебрегают ввиду ее отсутствия!

При строительстве ломаной крыши, наиболее рациональная ширина составляет 5-6 метров. Такое значение, позволяет обустроить мансарду без использования сложных, дополнительных конструкций. Несмотря на кажущуюся громоздкость и сложность конструкции, такую крышу, вполне возможно, соорудить собственноручно. Достаточно обладать определенными навыками и знаниями.

В конструкции ломаной крыши, кроме самих стропил, предусматривают наличие стоек, затяжек, подкосов, подвесок и т.п. Размер сечения этих элементов становится известным при расчете стропильной системы ломаной крыши.

Основы расчета площади и стропильной системы ломаной крыши

Расчет конструкции ломаной крыши можно условно разбить на следующие этапы :

  • расчет площади кровельного покрытия;
  • расчет несущей способности элементов стропильной системы.

Перед тем как рассчитать площадь ломаной крыши, необходимо измерить ширину и длину каждого ската крыши. Путем простого умножения длины на ширину, мы получим искомую площадь ската крыши. Суммируя площади всех скатов, находят общую площадь всей крыши. Зная типовые размеры кровельного покрытия, величину его свеса и нахлеста, можно с легкостью посчитать необходимое количество материала. А вот для расчета несущей способности стропил, придется воспользоваться приведенной методикой ниже.

Перед тем как рассчитать ломаную крышу, необходимо скачать файл Расчет стропильной системы [648,09 Kb] (cкачиваний: 2981). Карты ветровых и снеговых нагрузок, которые понадобятся при расчете, также находятся в этом файле.

В качестве примера, возьмем коробку дома с размерами 10×10 м. Высота коробки 3 м. Высота крыши от балок перекрытия до конька составляет 4,93 м. Воспользуемся приблизительной схемой с пропорциями.

При использовании таких пропорций, углы нижних и верхних скатов, составляют около 60° и 30° соответственно. Если угол наклона нижнего ската примерно равен или больше 60°, то снеговая нагрузка отсутствует и не учитывается при расчете сечения нижних стропил. Здесь высота размещения излома принята равной 3.1 м. Такая величина высоты позволяет, в конечном итоге, получить высоту чистового мансардного потолка в районе 2.5 м, с учетом его возможной отделки гипсокартонном. Вынос балок перекрытия составляет в среднем 400-500 мм и зависит от пожелания застройщика. В нашем примере возьмем величину выноса равным 500 мм.

Процедуру расчета для удобства понимания разделим на следующие этапы :

Необходимо определить ветровую нагрузку, воздействующую на крышу. Воспользуемся картой ветровых нагрузок, которую можно скачать из файла выше.

По карте необходимо выбрать номер региона, в котором будет строиться дом, и определить значение ветрового давления по легенде, расположенной внизу слева.

Выбранное значение ветрового давления, необходимо умножить на поправочный коэффициент k, который зависит от высоты здания и от типа местности.

Здесь необходимо учитывать, что дом может располагаться на городской территории, но построен возле моря или озера. В таком случае принимают значение из столбика «А».

Допустим, что мы строим дом в Тюмени. Она расположена в первом ветровом регионе. Высота дома составляет 7,93 метра и, предположим, что он будет строиться в населенном пункте. Выбираем поправочный коэффициент k равный 0,65. Для нашего примера ветровая нагрузка составит: 24×0,65=15,6 кг/м 2 .

Находим снеговую нагрузку, действующую на крышу. Теперь воспользуемся картой снеговых нагрузок.

Определяем регион, в котором будет строиться дом и из таблицы ниже, выписываем снеговую нагрузку, которая соответствует этому региону.

Если город расположен на границе регионов, то необходимо выбирать большее значение. Полученное значение снеговой нагрузки, корректируют с помощью поправочного коэффициента, который зависит от угла наклона скатов крыши. Мы этого делать не будем, так как программа все сделает самостоятельно.

В нашем примере дом строится в Тюмени – это третий снеговой регион, поэтому принимаем нагрузку 180 кг/м 2 .

Далее необходимо открыть, скачанный файл «Расчет стропильной системы». Расчетная программа представляет собой таблицу, выполненную в Excel. После ее запуска мы попадаем на вкладку «Нагрузки». Здесь нам необходимо внести некоторые изменения в ячейки, залитые небесным цветом. Расчет происходит автоматически.

Начинаем вводить наши данные в таблицу. Проделывать мы это будем два раза, так как нижний и верхний скат крыши имеют различные углы наклонов и различные снеговые нагрузки.

  • В таблице «Исходные данные» вводим угол наклона (в нашем примере это будут углы 30° и 60°);
  • Изменяем шаг стропил. Для нашего примера, шаг стропил примем равным 0,6 метра;
  • В строку «Нагр. кровли» записывают собственный вес кровельного покрытия. Его значения выбирают из таблицы:

Для нашего примера возьмем металлочерепицу. Вес составляет 5 кг/м 2 .

  • В строку «Снег (район)» необходимо вписать сумму ветровых и снеговых нагрузок. Для расчета обрешетки нижнего ската крыши, снеговую нагрузку учитывать не будем, так как угол наклона составляет 60°. Значит, запишем только ветровую нагрузку равную 15,6 кг/м 2. А для расчета верхнего ската, угол которого составляет 30°, учитываем снеговую нагрузку. То есть 15,6+180=195,6 кг/м 2 ;
  • Строку «Утепление (манс.)» оставляем без изменений, так как у нас теплоизоляционный материал будет проложен между стропил. В случае обустройства холодного чердака – принимаем данное значение равное нулю;
  • В таблицу «Обрешетка» записываем размеры и шаг обрешетки. В нашем случае обрешетка выполняется под металлочерепицу с шагом равным 0,35 м. Ширину возьмем 10 см, а высоту 2,5 см.

Нагрузки от веса обрешетки и стропил программа считает автоматически.

Вот что у нас получилось для нижнего ската крыши:

Теперь вводим данные для верхнего ската крыши и видим следующий результат:

В двух вариантах нам отобразилась надпись «Несущая способность обрешетки обеспечена!». Это значит, что размеры и шаг обрешетки выбраны правильно. Больше в этой таблице мы ничего не трогаем и не изменяем. Если, к примеру, увеличить шаг стропил, то несущая способность обрешетки может уже не обеспечиваться. В таком случае, подбирают бо´льшие размеры обрешетки или уменьшают ее шаг.

Переходим на вкладку «Строп.1», в которой рассчитывают сечение стропил с двумя точками опоры.

  • Здесь нам необходимо, на схеме стропила, изменить длину горизонтальной проекции балки нижнего ската (ячейка залита небесным цветом). В нашем случае длина составит 1.83 м;
  • В таблице «Расчет стропил» значение в ячейке «В заданное» необходимо заменить на выбранное нами. Принимаем его равным 5 см. Эта величина всегда должна быть больше указанной «Втр (устойч.)»;
  • Далее в строку «Н (по сорт-ту)» необходимо добавить в сантиметрах ширину стропила. Эта величина всегда должна быть больше значений величин в строках «Нтр (прочн.)» и «Нтр (прогиб)». Если это условие соблюдается, то увидим три надписи «Условие выполнено!». В строке «Н (по сорт-ту)» находится значение, которое предлагает нам программа. Выбираем это значение или ближайшее наибольшее, которое доступно на рынке строительных материалов.

Вот что у нас получилось:

Для того чтобы соблюдались условия прочности, балки нижнего ската должны иметь сечение 5×10 см. Выписываем значение вертикальной силы (понадобится для дальнейших расчетов). Оно расположено возле вертикальной красной стрелки. Обозначим ее Q1 и запишем ее значение Q1=174.52 кг.

Переходим во вкладку «Арка», на которой будем подбирать сечение для верхних балок. Здесь необходимо указать высоту h0, которая в нашем примере составляет 11÷6=1.83 м. Угол наклона для верхних стропил изменился и мы вводим теперь 30°. Длина L является длиной горизонтальной проекции верхних балок. Ее величина составляет 7.34 м. Теперь, по аналогии со стропилами нижнего ската, указываем ширину балок 5 см, а высоту берем равной или больше по сравнению со строкой «Н (по сорт-ту)». Для нашего случая подойдут балки сечением 5×20 см.

Также необходимо выписать значение вертикальной реакции. Она обозначена красной стрелкой вверх. Для нашего случая Q=699.98 кг.

На вкладке «Стойка» необходимо изменить данные для значений вертикальной нагрузки, изгибающего момента и высоты стойки.

  • Чтобы узнать, какая сосредоточенная вертикальная нагрузка передается на балки через стойки, просуммируем ранее выписанные силы Q и Q1. N=Q+Q1=699.98+174.52=874.5 кг. В ячейку «N» необходимо записать данное значение в тоннах, то есть 0.8745 т. при этом округление произойдет автоматически;
  • Высоту стойки вводим в ячейку «L». Для нашего примера – это 317 см;
  • Вводим размеры нашего сечения 5×10 см и видим, что условие не выполняется. Значит, сечение необходимо увеличить, и выбираем 5×15 см. Теперь видим надписи «Центральное обеспечено!» и «Внецентр. обеспечено!». Все подобрано правильно.

  • На вкладке «Балка» подберем сечение для балок перекрытия от распределенных и сосредоточенных нагрузок. В нашем случае балка перекрывает два пролета одинаковой ширины по 5 м. Для расчета сечений затяжек (ригелей) также воспользуемся этой вкладкой.

    • В таблице «Распределенная нагрузка» меняем значение шага стропил и пролета балок соответственно на 0.6 м и 5 м;
    • Изменяем значения «Нагр. (норм.)»=350 кг/м 2 и «Нагр. (расч.)»=450 кг/м 2. Величина этих нагрузок усредненная, и взята по СНиПу с хорошим запасом прочности. В них учитывается собственный вес перекрытий и эксплуатационная нагрузка (мебель, люди и т.п.);
    • Для расчета сечений затяжек (ригелей) принимаем значения для этих нагрузок «Нагр. (норм.)» и «Нагр. (расч.)» равным 150 кг/м 2. ввиду отсутствия на них эксплуатационных нагрузок;
    • В строчку «В (заданная)» записываем нашу ширину сечения балок — 10 см;
    • В строках «Н (прочность)» и «Н (прогиб)» выбираем большее значение сечения;
    • Далее вводим данные в таблицы «Сосредоточенная нагрузка» и «Распредел. +сосредоточ.». В обе таблицы необходимо внести значения нашего пролета — 5 м;
    • В таблицу «Сосредоточенная нагрузка» для «Нагр. (норм.)» и «Нагр. (расч.)» записываем значение нагрузки на стойку N=874.5 кг/м 2 ;
    • В обе таблицы в строку «В (заданная)» запишем нашу ширину сечения балки — 10 см;
    • Из таблицы «Распредел. +сосредоточ.» выбираем высоту сечения балки, ориентируясь на большее значение. Для нашей крыши балки перекрытия будут иметь размер 10×30 см;
    • Чтобы рассчитать сечение балок для затяжек, в таблице «Распределенная нагрузка», изменим значение в ячейке «В (заданная)» на 5 см. Выбираем подходящую высоту для балки. Из рисунка видно, что размеры сечения затяжных балок будут составлять 5×20 см.
  • На этом расчет стропильной системы ломаной крыши закончен.

    Как видно, возведение и расчет ломаной крыши – достаточно хлопотный процесс, который с лихвой компенсируется преимуществом расширения жилого пространства.

    Похожие новости

    Комментарии (2)

    Стропильная система ломаной крыши: нюансы расчетов и проектирования + примеры строительства

    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.

    Содержание

    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.

    Стропильный каркас для обеих частей мансардной крыши сооружают по правилам, которые диктует обычная технология строительства скатных крыш. 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.

    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 — по этой ссылке (для работы нужен только Excel). Дальше мы будем приводить примеры работы конкретно с ней.

    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:

    • Нтр. 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.

    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.

    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.

    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 монтаж шифера 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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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:

    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.

    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.

    Расчет стропильной системы ломаной крыши

    Ломаная стропильная система, отличается своей оригинальностью в исполнении и тем, что при ее обустройстве чердачное помещение получается более просторным.

    Но сама сборка сложна, и полностью провести все работы смогут только профессиональные плотники. А в этой статье, разговор будет об особенностях ее устройства и технических моментах работы.

    Разновидности ломаных конструкций

    По типу исполнения это двускатная кровля. То есть ломаная конструкция относиться к этому классу, и по форме исполняется в виде двусторонних скатов, но с торцевой части, к ней пристраиваются дополнительные лепестки различные по размеру. Их площадь рассчитывается по форме здания.

    Отсюда и происходит название, потому что количество скатов увеличивается за счет излома двух основных. Это позволяет создавать высокие мансардные помещения. Актуальность такой системы высока, потому что многие загородные дома, рассчитаны именно на эксплуатируемые чердачные помещения.

    По типу исполнения – это самый сложный вариант, но все работы компенсируются повышением полезной площади, в качестве которой будет выступать жилое мансардное помещение.

    Преимущества и недостатки ломаной конструкции

    Как и любая кровельная система, ломаный вариант, имеет свои положительные и отрицательные стороны, о которых необходимо поговорить отдельно.

    Преимуществом такой стропильной системы, является следующее:

    • Возможность строительства на готовом здании. при необходимости замены кровельного покрытия.
    • Увеличение полезной площади дома и привлекательный вид.
    • Повышенная теплосохранность дома.

    Недостатки мансардных этажей ломаной конструкции:

    • Относительно невысокие стены на мансардном этаже.
    • Необходимости нанесения теплоизоляционного слоя по особым технологиям.
    • Необходимость установки мансардных окон, из-за заснеживания которых, в зимнее время уменьшается попадание солнечных лучей.

    Виды стропильных систем

    В этой системе используются различные варианты обустройства стропильной кровли, но для ломаных конструкций, мансардное помещение которых будет использоваться как жилое, лучше всего подойдут наслонные стропила.

    Следующий вариант сборки считается особо актуальным при создании мансардных помещений:

    • Вначале производится монтаж балок перекрытий.
    • На них крепится временный кровельный настил. заменяющий строительные леса.
    • Затем производится монтаж стоек, соединяемых поперечными балками перекрытия .
    • П–образные бруски дополнительно скрепляются по верхним углам деревянными прогонами, из материала соответствующего сечения.
    • Затем устанавливается коньковый прогон. располагающийся по центру основных балок перекрытия.
    • Последние служат опорой для наслонных стропил и крепятся дополнительно специальными стойками.

    Нижние скаты устанавливаются в зависимости от угла наклона стропильной конструкции, и предполагаемой нагрузки, оказываемой после покрытия кровельным материалом.

    Если те, что используются для основного каркаса, не смогут обеспечить прочности, монтируются дополнительные подкосы. Это элементы, поддерживающие несущую стропильную ногу, в местах предполагаемого прогиба.

    Расчет стропильной системы

    Прежде чем начать приобретать материал для сборки конструкции, необходимо провести расчеты материала, требуемого для работ.

    Здесь учитывается два основных аспекта: определение количества несущих балок и площадь кровельного материала.

    Стропильная система представляет собой сложную конструкцию, и чтобы она справилась, с возлагаемой на нее работой, нужно учитывать несколько важных параметров:

    • Вес кровельного покрытия с материалом обрешетки.
    • Снеговая нагрузка характерная для региона.
    • Шаг расположения стропил и угол наклона ската.

    Расчет материала для стропил, производится по чертежу. Вначале подготавливается схематический рисунок устройства кровли, а затем, снимаются размеры, основы здания.

    Чтобы конструкция была максимально надежной, и справлялась с возложенными на нее задачами, нужно использовать дерево хвойных пород.

    По ним подготавливается основной эскиз, согласно которому и высчитывается необходимое количество досок на лаги и коньковые элементы.

    Проще дела обстоят с подсчетом обрешетки и кровельного покрытия. Их количество высчитывается после сборки, согласно полученной после монтажа площади.

    Крепление стропил между собой

    Главной задачей, встающей перед плотниками при сборке любой кровельной конструкции является прочность всех соединений.

    В ломаной кровле фиксирование лаг и балок перекрытия возможно с помощью следующих элементов:

    • Шпилька. Позволяет крепить соединенные встык стропила, и удерживать их при помощи металлических накладок или влагостойкой фанеры.
    • Гвозди. Ими соединяют верхние части стропил, но специалисты в последнее время больше склоняются к применению специальных железных скоб.
    • Гвоздевые пластины. Это соединительный элемент, изготавливаемый из оцинкованной стали. Высокие, штампованные зубья, отлично крепят любые деревянные конструкции.

    Крепятся соединения согласно расчетам. Обычно фиксирование необходимо на коньковом элементе, мауэрлате, боковых прогонах и верхних и поперечных балках перекрытия. В зависимости от выбранного варианта стропила бывают распорными и безраспорными, а тип задается креплением мауэрлата и конькового прогона.

    Установка мауэрлата

    Вес мансардной постройки достаточно велик и это не только нагрузка от древесины стропил, но также и утеплитель, и кровельный материал. Вес должен, равномерно распределятся по всем несущим стенам, а помогает в этом, мауэрлат. Это опорный брус, монтируемый по всей верхней части строения.

    Способ его установки различается в зависимости от того, с какой конструкцией ведется работа.

    В бревенчатых домах он крепится посредством следующих комплектующих:

    Отличным вариантом является использование для крепления оцинкованной проволоки. Это недорогой способ, да и сам процесс производится довольно просто. Она отлично подойдет и для кирпичных зданий.

    В этом случае, ее вмуровывают в кладку на этапе возведения стен. Длина предварительно рассчитывается таким образом, чтобы концы могли полностью обхватывать мауэрлат и оставались отводы для скручивания.

    Универсальными считаются и скобы. В кирпичных строениях, для использования такого соединения, в предпоследних рядах вмуровывают бревенчатые вставки. Способ довольно простой, и актуальный по сегодняшний день.

    Шпильки и анкера, «работают» только в кирпичных постройках. В таких домах предусматривается монтаж сложной и тяжелой конструкции. А перед установкой мауэрлата, по контуру стен, крепится металлический пояс, из уголков.

    Крепление стропильных ног к мауэрлату

    Обеспечить надежность кровельной конструкции ломаного типа, позволит надежное крепление. Имея большую парусность, этот вариант требует особенного подхода в решении данной задачи.

    На практике применяется два варианта соединения: жесткое и подвижное. Выбор зависит от особенностей строения, и в первом предполагаются прочные соединения, не допускающие каких-либо движений конструктивных элементов. В этих случаях используются подшивные уголки или проводятся дополнительные запилы в местах крепления.

    Фиксирование производится уголками, скобами или оцинкованной проволокой. Чтобы избежать возможного смещения поперечных конструкций, подшивной брус крепится вместе с уголками. Есть еще один вариант, который используется реже, и выполнить его могут только квалифицированные мастера.

    Он предполагает крепление гвоздями, вбитыми под определенным уклоном, рассчитать который, нужно максимально точно. Чтобы сделать одинаковый угол наклона по всей конструкции, можно заранее сделать шаблон, под который и будут подгоняться соединения.

    Каждый из вариантов, позволяет максимально прочно смонтировать стропильные узлы, таким образом, что упираясь в мауэрлат, они будут иметь небольшое хождение, позволяющее компенсировать возможные напряжения в работе.

    Скользящий вариант сборки, возможен для любых строений, и его задача обеспечивать устойчивость к возможным отклонениям при ветровых нагрузках и усадке нового строения.

    Устройство гидроизоляции и утепления ломаной кровли

    Чтобы создать комфортную температуру в мансардном помещении, и обеспечить возможность его использования в зимнее время, необходимо подумать о хорошей гидроизоляции ломаной конструкции. Предпочтительнее в этом случае, сделать кровельный «пирог», создающий оптимальную влажность и обеспечивающий надежную теплоизоляцию .

    Вариант исполнения как в обычных системах:

    • На обрешетку изнутри набивается гидроизоляция. Это может быть обычная пленка или фольгированные рулонные материалы.
    • Затем поверх набивается обрешетка, в которую укладывают утеплитель. А сверху все зашивается фанерой или другими плитными материалами.

    По такому же типу делается изоляция потолочного помещения. Только здесь можно применить насыпные утеплители: опилки или керамзит.

    Защита древесины

    Дома, как правило, строятся с учетом эксплуатации на длительное время, и все элементы конструкции должны советовать временным срокам. Дерево особо восприимчиво к различным воздействиям, и для надежности его обязательно нужно защищать различными антисептическими составами.

    Свежая древесина работает как губка и способна впитывать в себя защитные мастики. Выгодным решением будет пропитка, на основе антисептических составов и различных биоцидов.

    Нанесение можно производить несколькими способами:

    • Малярная кисть. Самый доступный и простой вариант. Составы наносятся на поверхность древесины в несколько слоев.
    • Распылитель. Тоже удобный и не затратный вариант. Но в этом случае пропитка не будет глубоко проникать в дерево.
    • Полное погружение элементов. Самый надежный вариант, позволяющий пропитать дерево полностью. Но для этого требуются большие ванны, да и материала для обработки понадобится немало.

    Любые смеси, произведенные на основе биодидов опасны для человека, поэтому их нанесение нужно производить в защитных очках и рукавицах. Допускается использование самодельного антисептика, приготовленного на растворах медного купороса и солей натрия.

    Но чтобы сделать такой, необходимо знать пропорции смешивания. Поэтому готовые смеси все же предпочтительнее, благо современный рынок, не обеднен такими составами.

    Вышеописанная технология сборки ломаной кровельной конструкции, позволит внести ясность в процесс монтажа. Однако такой вариант, считается одним из сложнейших, и если у вас нет хотя бы небольших плотницких навыков, то начинать работу самостоятельно не стоит.

    • Расчет показателей для возведения мансардной…
    • Принципы крепления стропил к мауэрлату
    • Монтаж стропильной системы двухскатной крыши
    • Стропильная система вальмовой крыши
    • Монтаж козырьков из поликарбоната своими…
    • Установка уличного туалета своими руками

    Источники: http://vseokrovle.com/mansardnaja/39-konstrukcija-lomanoj-kryshi.html, http://krovgid.com/montazh/stropilnaya-sistema-lomanoj-kryshi.html, http://krovlya3.ru/stropila/stropilnaya-sistema-kryshi.html

    stroykrishu.ru


    Смотрите также