Устройство односкатной крыши
Организовывают требуемый уклон односкатной крыши за счет перепада высот противоположных стен. Одна стена здания получается значительно выше другой. Это ведет к увеличенному расходу материалов для стен, но стропильная система получается очень простой, особенно для построек небольшой ширины.
Односкатная крыша для сарая
При достаточной несущей способности стен стропильная система односкатной крыши опирается на мауэрлат, закрепленный к стене. Чтобы распределение нагрузки было более равномерным, верхний ряд кладки стены армируется продольной арматурой (для кирпичных стен, из бетонных блоков) или поверх последнего ряда заливается армопояс (для стен из легких бетонов, известняка, ракушечника). В случае с деревянным или каркасным строением роль мауэрлата обычно выполняет последний венец или верхняя обвязка.
При недостаточной прочности строительного материала стен большую часть нагрузки можно перенести на перекрытие. Для этого устанавливают стойки (шаг — порядка 1 метра), на которые укладываются прогоны — длинные бруски, идущие вдоль здания. На них и опираются тогда стропильные ноги.
Как перенести нагрузку со стен на перекрытие
При заливке армопояса или кладке последнего ряда, в него, с шагом в 80-100 см устанавливаются шпильки, при помощи которых затем мауэрлат крепится к стенам здания. В деревянных домах, если не делать армопояс, заложить шпильки невозможно. В этом случае допускается установка на штифты с шестигранной головкой. Под штифт, через мауэрлат сверлится отверстие, на пару миллиметров меньше диаметра штифта. В него забивается металлический стержень, который притягивает деревянный брус к стене. Соединение затягивается при помощи шестигранного ключа требуемого размера.
Достоинства и недостатки
Многощипцовая крыша — весьма привлекательная конструкция, с эстетической точки зрения она наиболее предпочтительна благодаря сложности конструкции.
Достоинствами таких крыш являются:
- Сложность состава предполагает наличие множества пересечений плоскостей, создающих своего рода ребра жесткости, существенно усиливающие конструкцию;
- Нагрузка на стропильную систему распределяется между отдельными участками более гармонично, увеличивая тем самым срок службы всей системы;
- Наличие чердачного пространства увеличенного объема, которое можно эффективно использовать;
- Внешний вид такой крыши придает всему зданию солидный и привлекательный облик, формирует определенный архитектурный стиль и колорит.
К недостаткам многощипцовых систем можно отнести:
- Сложность работы, самостоятельное возведение такой крыши без наличия специальных знаний и опыта маловероятно;
- Большие объемы строительных материалов, что автоматически означает высокие расходы;
- Неэффективный расход кровельного материала. При укладке кровли получается много обрезков;
- Наличие множества внутренних углов в зимнее время способствует скоплению снежных массивов, увеличивая нагрузку на отдельные части стропильной системы.
В целом, и достоинства и недостатки — следствие сложной конфигурации, создающей трудности в обустройстве, требующей высоких расходов, но имеющей эффектный и привлекательный результат.
Достоинства и недостатки
Как выбрать: что учесть?
Стропильная система должна быть выбрана максимально правильно и четко.
При поиске подходящего решения нужно обращать внимание на следующие моменты:
- прочность;
- возможность подпереть скаты и кровлю в целом определенного размера и геометрии;
- создание позитивного эстетического образа здания в целом.
Технические параметры имеют приоритетное значение. Даже самые красивые конструкции, соответствующие принципам дизайна, не проявят своих позитивных качеств, если они прослужат слишком мало. Опытные строители всегда анализируют среднегодовые и сезонные температуры, финансовые возможности застройщиков, предельно возможный темп ветра и тяжесть вышележащей кровли
Во внимание также принимают будущее использование подкровельного пространства, необходимый для него масштаб. Недооценивать ветер, снег и дождь нельзя, поскольку эти факторы могут оказать очень сильное воздействие на кровлю, а через нее и на стропила
Избежать ошибок можно, если посмотреть на уже построенные поблизости и длительное время эксплуатируемые дома. Точно воспроизведя конструкцию их кровли и взаимосвязанную с нею стропильную систему, можно наилучшим образом учесть местную специфику. Но не все идут по этому пути, иной раз ставится задача выработать исключительно оригинальный проект. Тогда придется тщательно собирать исходные данные, проводить скрупулезные расчеты. При отсутствии специальных знаний на помощь лучше привлечь квалифицированных исполнителей.
Проанализировав совокупную нагрузку, создаваемую ветром и снегом, можно обнаружить иногда, что те или иные части стропильного комплекса нуждаются в выборочном усилении
При оценке необходимого угла наклона кровли обращают внимание также и на вид используемого покрытия. Тяжелая металлочерепица или профнастил при очень большом уклоне может самопроизвольно сползать вниз, приходится дополнительно их крепить, усложняя себе работу и удорожая монтаж
Кроме того, отдельные материалы имеют склонность задерживать воду или пропитываться ей, бороться с этим можно только делая склон круче. Создание хорошей кровли и стропильной системы, удовлетворяющей столь противоречивым требованиям, не всегда доступно для неспециалистов.
Виды конструкций
Виды мансард делятся на несколько больших направлений, которые в свою очередь имеют по несколько подвидов.
Иллюстрации
Рекомендации
Односкатная.
Проекты домов с односкатной мансардной крышей существуют, но для нашего климата они не актуальны и я вам их не рекомендую.
Строятся быстро и просто, но также быстро приходят в негодность.
Двускатная.
Классическая щипковая конструкция самая доступная в сборке, но в мансарде под двускатной крышей теряется более 30% полезной площади.
Максимум чего можно добиться это 67% от размеров первого этажа.
Ассиметричная двускатная конструкция смотрится оригинально, но расчеты там сложные, хотя по готовому проекту собрать такую кровлю своими руками можно.
Мнения специалистов по ломаной мансардной крыше расходятся, одни считают ее подвидом двускатной, а вторые выделяют как самостоятельное направление.
Безусловный плюс здесь в том, что проект ломаной мансардной крыши любого размера сейчас найти не проблема, ведь это одна из самых популярных, практичных, а главное недорогих конструкций.
Четырехскатные крыши.
В этом направлении выделяется вальмовая кровля, проект здесь сложнее, чем у двускатной, но эта конструкция хорошо подходит для прямоугольных домов.
Датская модель четырехскатной вальмовой крыши стоит особняком. Фронтон из загнутых кобылок и вертикальные окна делают такой дом сказочной избушкой.
Полувальмовая крыша это симбиоз двускатной и четырехскатной конструкции
Смотрится достойно, но в обустройстве проблематична.
Шатровая крыша.
Классическая шатровая конструкция это правильная квадратная призма, смотрится хорошо, но много полезной площади мансарды теряется.
Оригинальные проекты с ломаной крышей.
В этой нише я бы посоветовал обратить внимание на крышу конструкции Судейкина — это сочетание оригинального дизайна и функциональности.
На видео в этой статье есть пошаговый проект крыши дома конструкции Судейкина.
Использование аттиковых стен
Проекты мансардных конструкций с аттиковыми стенами позволяют возвести полноценное жилое помещение на любом доме.
Аттиковая стена — это продолжение несущих стен периметра дома, высота такой стены колеблется в пределах от 0,8 до 1,5м. Вам достаточно возвести кровлю с углом наклона более 45º и полезная площадь надстройки увеличится до 100%.
Аттиковая стена позволяет использовать пространство мансарды на 100%.
Но имейте в виду: чтобы возвести такую мансарду, на несущих стенах нужно заливать армированный бетонный пояс. Единственно где этот пояс в принципе не нужен это на деревянных и каркасных домах.
Важные моменты строительства
Иллюстрации
Рекомендации
Вентилируемая кровля.
Вне зависимости от типа кровли, конструкция должна быть утепленной, а главное вентилируемой.
Инструкция практически везде одинаковая:
На стропила крепится ветро-гидрозащитная мембрана;
Сверху она фиксируется брусками контробрешетки 50х50 мм;
На контробрешетку набивается подкровельная обрешетка;
На подкровельную обрешетку крепится кровельный материал;
Снизу, между стропил, закладываются минераловатные плиты утепления;
На теплоизоляцию крепится пароизоляция и дальше идет чистовая отделка мансарды.
Стропила.
Для стропильной системы используется брус 50х150 мм или 50х200 мм, меньше брать нельзя, так как между стропил закладывается утеплитель.
Утеплитель.
Толщина утеплителя должна быть не менее 150 мм, причем брать нужно не мягкие ватные маты, а плиты высокой плотности.
Балкон.
На мой взгляд, балкон для мансарды вещь бесполезная, он занимает полезную площадь, а пользуются им крайне редко.
На фото показан балкон, трансформируемый из мансардных окон. Такая конструкция очень удобна, правда, цена на эти мансардные окна довольно высока.
Кровельный материалПо соотношению цена/качество для мансарды больше всего подходит битумная черепица
Дело в том, что у этого материала хорошая звукоизоляция, а для жилого помещения это важно;.
Высота потолков.
Даже если помещение с ломаными стенами, высота потолков не должна быть меньше 2,2 м, иначе находиться в такой комнате будет некомфортно.
Нужен ли ровный потолок.
На мой взгляд, делать в мансардном помещении ровный потолок не стоит.
Гораздо эффектней обшить наклонные стропила до конька каким-либо отделочным материалом, к примеру, деревом.
При таком подходе будет больше воздуха, будет чествоваться объем даже в маленькой комнате.
Угол наклона
Выбор оптимального угла наклона крыши зависит от ряда факторов, например, местности, в которой вы живете, и особенностей природных осадков.
Так, к примеру, ветер оказывает сильное влияние на систему стропил и кровлю крыши, и небольшое повышение ее угла наклона в разы усугубит ветровую нагрузку. Но и небольшой угол так же небезопасен — в этом случае ветру легко будет сорвать крышу.
Снег, в свою очередь, оказывает интенсивную нагрузку на крышу, когда угол ее уклона составляет 30C, а при угле наклона в 45C, нагрузки и вовсе можно избежать, поскольку осадки скатываются с крыши.
Очевидно, для регионов с сильной ветровой активностью подойдет крыша с уклоном в 30C, а для регионов с сильными снегопадами оптимальный склон составит 45C.
Угол уклона также зависит от материала, из которого будет изготовлена кровля. По строительным нормам каждый кровельный материал предполагает свой минимальный угол уклона. Например, для шифера этот показатель равен 30C, а для черепицы 22C.
В принципе, оптимальный угол уклона крыши можно рассчитать отношением величины конька к половине ширины строения и умножить все на сто.
Правила монтажа затяжек
Затяжки — крепежные составные конструкции, соединяющие стропильные ноги снизу, образуя треугольник и не позволяя им разойтись. Их можно изготовить из скрепленных досок или квадратного бруса, который следует обрезать до приемлемой длины и соединить гвоздями и шпильками со стропилами.
Монтаж затяжек
Расстояние между затяжками должно быть равным расстоянию между стропильными ногами, которые они соединяют.
Для того, чтобы в затяжке не случилось прогиба под тяжестью своего веса, ее необходимо связать с коньком крыши, местом стыка двух скатов.
Правила монтажа стоек
Стойки изготавливаются из квадратного бруса и располагаются вертикально под коньком, передавая нагрузку от него опорной внутренней стене. Опираясь на лежни, они служат для крепления прогона, горизонтального бруса, обеспечивающего вспомогательную подпору для стропил.
Перед установкой стойки ее следует разметить для последующего крепления прогонов, ригелей и других элементов стропильной системы.
При монтаже стоек следует обязательно добиваться плотного прилегания граней сочленяемых элементов. Просветы в местах стыков не должны быть больше 1 мм. Наличие сквозных дыр не допустимо.
Стойки крепятся на сухие и прошедшие антисептическую обработку плоскости опорных конструкций. Если на стойку опираются балки, необходимо, чтобы нагрузка на стойки осуществлялась вдоль волокон древесины, а на балки шла поперек.
Монтаж стоек
Что это такое?
Кровля дома является многофункциональным элементом. Она одновременно выполняет технические, эксплуатационные и эстетические задачи. От качественной проработки всех элементов зависит успех ее использования, а уникальный внешний облик может сделать строение особенно привлекательным.
Традиционная двускатная крыша, имеющая два фронтона, называется двухщипцовой. Если проект предусматривает наличие нескольких элементов, состоящих из парных фронтонов или щипцов, то она называется многощипцовой. Подобное сооружение считается самым сложным из-за наличия большого количества различных архитектурных элементов. Именно они делают кровлю наиболее привлекательной и оригинальной, способной даже самому обычному зданию придать образ средневекового замка.
Общий вид стропильной системы и кровельного пирога
Стропила и кровельный пирог многощипцовой крыши в принципе повторяют основные моменты этих конструкций для других типов кровель. Поэтому остановимся на важных моментах, учитывать которые необходимо еще на этапе планирования кровли:
- Мауэрлат подвержен большим нагрузкам и для него целесообразно выбрать брус сечением 150*150 мм. Его крепление удобнее производить на анкеры, заложенные в стены еще в процессе их возведения;
- Стропила могут крепиться к мауэрлату тремя основными способами: запил, скобы или уголки. В верхней части соединение стропил производится коньковым брусом;
- Укрепляющими элементами для стропил в разных решениях многощипцовых крыш будут разные элементы. В случае основы в виде вальмовой кровли будут монтироваться диагональные стропила, которые обязательно изготавливаются сдвоенными и укрепляются нарожниками. Укрепление стропильных ферм возможно подкосами или ригелями. В здании большого размера удобно использовать для затяжек стропильных ферм потолочные балки;
- Особого внимания требует монтаж ендовы. В этих местах выполняется сплошная обрешетка и укладывается два слоя гидроизоляции. На гидроизоляционный слой монтируется планка ендовы. Если элемент требует стыковки, то монтаж производится снизу вверх, чтобы верхняя планка перекрывала нижнюю и вода не могла затекать под нее;
- Устройство обрешетки и утепление данной кровли в общих чертах повторяет данные этапы для любой другой кровли.
Основные понятия и предъявляемые требования
Стропильная система крыши является важной частью всей конструкции. Именно она будет распределять все нагрузки, а также поддерживать кровельный материал, утеплитель и другие элементы «пирога»
Стропильная система, как правило, выполняется из древесины. Выбор этого материала обуславливается его положительными сторонами. Во-первых, древесина легко поддается обработки. А это значит, что строительство стропильной системы можно легко выполнить своими руками. Во-вторых, материал достаточно прочный и долговечный. Конечно, это будет соответствовать действительности, если деревянные элементы для стропильной системы крыши будут правильно обработаны специальными пропитками.
Кроме того, древесина отвечает всем требованиям, которые предъявляются к стропильным системам. К таковым, в частности, относится:
- В первую очередь стропильная система должна быть жесткой. Устройство всех соединений должно обеспечивать неподвижность, как при усилиях сдвига, так и при усилиях распора. Именно поэтому в основу всей конструкции положен треугольник, создаваемый стропилами.
- Небольшой вес. Крыша не должна оказывать слишком сильное давление на стены и фундамент. А именно этими качествами, малым весом, и обладают деревянные стропила. Можно использовать и металлические элементы. Но такой вариант применяется только в том случае, если кровельный материал весит слишком много или на крышу будут монтироваться дополнительные тяжелые конструкции.
- При строительстве стропильной системы нужно применять только качественные материалы. Это требования предъявляется ко всем элементам дома. Но если речь идет о стропилах, то к качеству материала нужно отнестись более серьезно.
Кроме того, при возведении стропильной системы обязательно нужно предварительно составить план. Без правильного и верно сделанного чертежа возвести такое сложное устройство, будет невозможно. На плане должны быть указаны все размеры, узлы соединения и другие важные параметры. Лучше всего, чтобы вычисления и сам чертеж сделал профессиональный строитель. В этом случае возвести стропильную систему своими руками будет легче.
Стадии строительного процесса
Перейдем к рассмотрению раздела: стадии строительного процесса.
Для устройства многощипцовой крыши своими силами требуется план выполнения работ, отступать от которого категорически не предлагается лучше. Теперь перейдем непосредственно к этапам строительства:
- Теперь можно переходить к укладке мауэрлата, который фиксируется на армированном поясе, и установке стропильных ног. В случае если запланирован монтаж полувальмовой либо вальмовой крыши, нужно установить усиленные нарожниками диагональные стропила.
В качестве крепежей для установки стропильных ног на мауэрлат используют металлические скобы, пластины либо уголки. Также можно проводить фиксацию данных элементов посредством технологических запилов.
Для монтажа стропил используются металлические скобы, пластины, уголки
- В случае если дом имеет большую площадь, вероятнее всего, требуется монтаж потолочных балок (продольных либо поперечных), выполняющих функцию затяжек.
- Для начала нужно снять размеры дома.
После этого помещается пароизоляционный материал, обрешетка и контробрешетка (вентсистема), верхняя часть стропил крепится на коньке.
Перед монтажом кровли монтируется вентиляционная система
Далее определяется сечение стропил и разрабатывается схема (проект) установки всех элементов кровли.
Чертеж стропильной системы многощипцовой крыши
- Заключительный этап работ – установка кровельного материала (металлическая, битумная, керамическая черепица и др.).
_
Строительство – вид производственной деятельности, результатом которой являются строительная продукция или строительные материалы и изделия. (СНиП 12-03-2001)
Устройство – совокупность элементов, представляющая единую конструкцию (многоконтактное реле, набор транзисторов, плата, блок, шкаф, механизм, разделительная панель и т.п.). Устройство может не иметь в изделии определенного функционального назначения. (ГОСТ 2.701-84)
Кровля – верхний элемент покрытия, предохраняющий здание от проникновения атмосферных осадков. (СНиП II-26-76); – верхний элемент покрытия, защищающий здание от атмосферных осадков. (ВСН 35-77)
Проект – проектно-сметная документация, разработанная для конкретного объекта в соответствии с требованиями Строительные нормы и правила на пор. разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации. (СНиП 3.01.01-85)
Сечение – изображение фигуры, получающейся при мысленном рассечении предмета одной или несколькими плоскостями. На сечении показывается только то, что получается непосредственно в секущей плоскости. (ГОСТ 2.305-68)
Установка – энерг. условное наименование объекта в энергетических сооружениях, на который выпускается схема, например, главные цепи. (ГОСТ 2.701-84)
Материал – любые ингредиенты, сырье, составные элементы, части и т. п., используемые для изготовления продукта.
Материалы – собирательный термин, обозначающий разнообразные вещественные элементы производства, используемые главным образом в качестве предметов труда, – сырье, основные и вспомогательные материалы, топливо, энергия, покупные изделия и полуфабрикаты, спецодежда, запасные части для ремонта, инструменты и малоценные и быстроизнашивающиеся предметы.
Расчет (угол, нагрузка, длина)
Расчет стропильной системы двухскатной крыши строиться на том, что в фронтальном размере она имеет форму равностороннего треугольника, вычислить стороны которого легко можно с помощью простых тригонометрических формул.
Эти несложные вычисления помогают определить оптимальное расстояние между стропилами, их толщину и длину. Расчет конструкции выполняют в следующей последовательности:
- Определяют конструкцию и уклон кровли. Существуют различные способы выбора вида и уклонности кровельной конструкции. Этот параметр зависит от климатических условий и эксплуатационных характеристик выбранного кровельного материала.
- Определяют совокупную нагрузку на конструкцию. Для этого суммируют постоянные нагрузки (вес кровельного покрытия, свой вес каркаса, термоизоляции и перекрытий) с временными нагрузками (снеговая нагрузка, ветровая нагрузка), умножают на поправочный коэффициент, учитывающий уклон скатов, а затем прибавляют к этой цифре 10-15%, чтобы каркас имел некоторый запас прочности.
- Вычисляют длину стропильных ног. Для этого пользуются теоремой Пифагора, ведь стропильная ферма представляет собой равносторонний треугольник. Получатся, что квадрат длины стропильной ноги равен сумме квадратов высоты крови и половины длины заложения. Зная, как рассчитать длину стропил, можно вычислить высоту конька.
- Определяют сечение элементов. Оптимальное сечение элементов выбирают по таблицам в соответствии с длиной стропильных ног и расстояния между ними. Чем это показатели больше, тем толще должно быть стропило.
Формула расчета высоты конька двухскатной крыши
Выбор сечения стропил
Расчет нагрузок
Выбор материала
Рассчитываем угол наклона
Угол наклона склонов подбирается не в зависимости от эстетических предпочтений, а ориентируясь по погодным условиям, с учетом кровельного материала. Более крутые скаты 40-45 градусов сооружаются в районах с большим количеством снежного покрова, а более пологие 10-20 градусов в местах с сильным порывистым ветром.
Учитывайте, что чем круче склон, тем выше расход материалов, тем больше итоговая стоимость кровли
Обязательно во внимание принимают требования материала:
- Черепица, шифер требуют уклона не менее 22 градусов, в противном случае, через стыки между элементами просачиваются осадки.
- Металлочерепицу укладывают под углом не менее 14 градусов, так как она сильно страдает при порывах ветра, она может деформироваться или вообще слететь.
- Мягкая кровля допускает угол наклона до 5-10 градусов, делая возможным покрытие ею склоны любой геометрии.
- Ондулин считается одним из самых надежных материалов и может использоваться даже для крыши с уклоном менее 6 градусов.
- Профлисты нельзя укладывать под углом менее 15 градусов, однако склоны даже с допустимым уклоном желательно обработать герметиком для лучшей гидроизоляции.
Угол наклона скатов двухскатной крыши
В каких случаях предпочтительно создание кровельных перекрытий подобного вида?
Необходимость построения сложного объекта может возникнуть в целом ряде случаев:
- когда крыша должна быть выполнена в одном архитектурном стиле с возводимым строением;
- если к основному зданию были сделаны дополнительные пристройки;
- в случае, когда строение простой прямоугольной или квадратной формы дополняется несколькими фронтонами;
- если проект предусматривает обустройство на крыше углубленных балконов или окон, в том числе и слуховых;
- при необходимости создания бокового освещения мансарды;
- в многокомнатных зданиях большой площади со сложной многоуровневой планировкой.
