Cтропила односкатной крыши: основной элемент кровли

При строительстве домов небольших размеров и хозяйственных построек не нужно сооружать сложную двускатную крышу, намного проще сделать простую односкатную конструкцию. Стропила односкатной крыши вы можете установить самостоятельно, если будете знать некоторые нюансы этого процесса. В нашей статье мы подробно опишем, как подбирать и монтировать стропильную систему односкатной крыши.

На чем основываются расчеты?

При проведении расчетов учитываются четыре главных показателя:

  • нагрузка на квадратный метр крыши;
  • конструктивные особенности кровельного материала;
  • длина пролета между опорами;
  • угол монтажа стропильной ноги.

Наиболее важным является расчет максимальной нагрузки на крышу, состоящей из:

  • веса стропил,
  • веса обрешетки,
  • веса кровельного материала и утеплителя,
  • снеговой нагрузки (справочная информация, уникальная для каждого региона),
  • ветровой нагрузки (тоже справочная информация),
  • веса человека (при необходимости ремонта или чистки, 175 кг/кв.м).

Для проведения точных расчетов специалисты используют особые формулы из сопромата, но при постройке частного можно воспользоваться приблизительными рекомендациями.

Разновидности односкатных крыш

Односкатные крыши делятся на два типа:

  • Вентилируемые;
  • Невентилируемые.

Невентилируемая кровля идеальна для террас. Угол наклона составляет не более 6 градусов, что дает возможность использовать поверхность для устройства бассейна или посадки растений. Минус такой крыши в том, что необходимо обеспечить дополнительное утепление и уход зимой при наличие больших осадков.

Вентилируемая односкатная крыша имеет угол наклона до 25 градусов. Пустое пространство обеспечивает хорошую циркуляцию воздуха в кровельном пироге, что значительно увеличивает срок эксплуатации крыши.

Стропильная система односкатной крыши

Разновидности односкатных крыш

Стропильная система представляет собой определенный скелет крыши, основное назначение которой равномерно распределить опору, снизить нагрузку атмосферных осадков и ветра. Создавая проект односкатной крыши нужно учитывать показатели с небольшим запасом. Поскольку крыша обладает небольшой парусностью, она способна выдерживать значительные нагрузки.

Конструкция односкатной крыши зависит от таких показателей:

  • Промежуточных стен и перекрытия чердака;
  • Проекта выбранных опорных стен;
  • Максимального размера пролетов;
  • Внешнего вида здания;

Стропильная система делится на несколько видов, в зависимости от метода крепления:

  1. Скользящие;
  2. Наклонные;
  3. Висячие.

Стропильная система односкатной крыши состоит из нескольких элементов, и в числе основных состоят «ноги», опирающиеся на внешние стены. В верхней части ноги соединяются друг с другом, и упираются в брус.

Опорой для подкосов служат наружные несущие стены или перегородки. Выбор расстояния между стропилами зависит от кровельного материала и толщины используемого дерева. Далее на стропильные ноги укладывается обрешетка и кровельный пирог. Опорой для такой системы являются разные по высоте стены.

Висячие стропила должны упираться на края здания и применение их целесообразно только при строительстве небольших домов. Висячие стропила являются одними из самых сложных из всех разновидностей. Фермы чаще всего сбирают на земле, по отдельности, на одной плоскости с собственной обрешеткой. Далее готовую ферму поднимают вверх и устанавливают на опоры.

Самыми популярными являются скользящие стропила, которые чаще всего устанавливают на бревенчатые дома. При устройстве такой системы, опорой выступает бревно в коньке, которое называют мауэрлат. Далее стропила соединяются со стенами специальными «скользяшками».

Разновидности односкатных крыш

Потребителям стоит знать, что при выборе стропильной систему лучше отдавать предпочтение хвойным породам дерева. В некоторых случаях можно использовать металлические и железобетонные элементы.

Брус для изготовления стропил может быть разной толщины в зависимости от предстоящих нагрузок. Самым оптимальным выбором являются брусья с сечением 50х150 мм, обрешетка собирается из элементов с сечением 50х50 мм.

Стропильная система односкатной крыши будет надежной, если правильно рассчитать сечение стропил, в зависимости от их длины и ожидаемой нагрузки. В данном случае стоит учитывать, что из-за небольшого уклона, возможен неравномерный сход снежной массы, которая увеличивает массу давления на стропила.

Если дом строится из кирпича, тогда лучше всего создать крепление стропил на мауэрлат, где стропила будут крепиться по обе стороны на опорные стены. В постройках рубленного типа нужно учитывать потенциальную усадку стен, которая может происходить неравномерно. Чтобы не возникло распорных сил, верхний конец стропил крепят к венцу шарнирным методом, а при монтаже нижнего края используют специальные скользящие крепления.

Читайте также:  Как установить конек для металлочерепицы?

Конструкции стропильных односкатных крыш: наклонные, скользящие, висячие

Кровля не только принимает на себе все внешние нагрузки, но распределяет их по опорным стенам и фундаменту. Устройство односкатной крыши делится на 3 вида:

Наслонные стропила сооружаются на тех зданиях, где имеются внутренние опорные стены. Такая схема стропил односкатной крыши обязательно включает опорные конструкции: подкосы, стойки, прогоны, схватки, лежни.

Наслонные стропила в односкатных крышах могут быть как с подкосами, так и без них

Конструкции стропильных односкатных крыш: наклонные, скользящие, висячие

Скользящие стропилы применяются для возведения крыш домов из бруса или брёвен. Они крепятся по принципу ползунка. И так как деревянные дома в течение 5-6 лет дают осадку, скользящая крыша подстраивается и не деформируется.

Висячая стропильная конструкция опирается исключительно на внешние стены, и не имеет дополнительных опор. При её сооружении используют заранее заготовленные стропильные фермы, которые собирают отдельно и водружают на место для закрепления. Стропильная ферма представляет собой каркас из стропильной ноги, стойки, затяжки и подкосов, собранных воедино. Данное устройство стропил односкатной крыши подойдёт при расстоянии между несущими стенами не больше чем 4,5 м.

Конструкция стропильной системы

Стропильная система односкатной крыши имеет очень простую конструкцию. Она состоит из стоек, прогонов, стропильных и подстропильных ног. Все эти элементы можно увидеть на схеме ниже.

Некоторые элементы стоит рассмотреть подробнее:

  • Мауэрлат. Представляет собой основание, на которое укладывают фермы. Его кладут на стены. Обычно в качестве материала выбирается брус 150х150 мм. Мауэрлат принимает на себя вес крыши.
  • Подкос. Служит дополнительной опорой для стропильной ноги. Его монтируют под углом от стойки и крепят к прогону. Также подкосы называют подстропильными ногами. Они предотвращают прогиб стропил.
  • Стропильные ноги. Расстояние между ними варьируется в пределах от 60 до 120 см. За счет их установки на стены образуется геометрия скатов крыши.
  • Лежень. Его функция идентична функциям мауэрлата, однако, крепят эту деталь на внутренние несущие стены сооружения.
  • Стойка. Является вертикальной опорой, которая опирается одной стороной на несущую перегородку.
  • Схватка. Ее располагают горизонтально. С помощью схватки стягиваются стойки, что предотвращает их распирание.
  • Кобылки. Их следует применять, если длины стропил недостает для создания свеса. Такие доски обладают меньшим сечением. Конец кобылки должен располагаться на расстоянии от стены постройки минимум на 40 см.

Каждый из этих элементов является важной частью стропильной системы. При выборе материалов следует учитывать возможную нагрузку на систему стропил.

Расчет стропильных ног осуществляется с учетом различных нагрузок, воздействующих на крышу. Нагрузка на каркас может быть нескольких видов:

  • Статические. К таким нагрузкам относится давление покрытия кровли и обрешетки, а также дополнительных элементов конструкции.
  • Динамические. В их число входят ветровые и снеговые нагрузки. Для каждого региона существует свой перечень показателей.
  • Особые. Такие нагрузки рассчитываются для регионов, в которых возможны землетрясения, штормы и торнадо.

Только при учете всех возможных нагрузок крыша будет прочной и долговечной. Если постройка будет иметь большие размеры, за помощью с расчетами следует обратиться к профессиональным строителям.

Подбор угла наклона

Внимание! Более крутой скат уменьшает вероятность протечек и воздействие снеговых нагрузок, но при этом повышается парусность крыши и требуется возводить одну более высокую продольную стену.

В зависимости от выбранного покрытия вы можете сделать такой уклон ската:

Подбор угла наклона
  1. Натуральная черепица: минимальный угол – 12°, оптимальный – 30-45.
  2. Мягкая черепица: минимальный угол – 6°, оптимальный – 20-45.
  3. Металлочерепица и профнастил: минимальный угол – 12°, оптимальный – 20-45.
  4. Шифер можно закрепить на крыше с уклоном в пределах 6-27°.
  5. Кровельная оцинкованная сталь укладывается на крыши с минимальным уклоном в 14°.

С уменьшением угла наклона ската сокращается расход материалов, но повышается нагрузка на стропильную систему и возрастает вероятность протечек.

Плюсы и минусы

В пользу односкатной крыши говорят такие преимущества:

  1. Низкая стоимость. Такая конструкция в 2-3 раза дешевле двухскатной конструкции. По этому показателю она уступает только плоской кровле.
  2. Стойкость к ветровой нагрузке. В регионах, где дуют сильные ветра с преимущественным направлением, односкатный вариант имеет явные преимущества. Важно сориентировать скат на наветренную сторону.
  3. Возможность использования в регионах, где выпадает много снега. Он распределяется равномерно по поверхности кровли, что уменьшает нагрузку.
  4. Простота конструкции и технологии. Такую крышу может возвести даже начинающий мастер своими руками при правильной разработке чертежа.
  5. Возможность использования практически любых кровельных материалов.
  6. Уменьшение тепловых потерь за счет сокращения расстояния между потолком и кровлей.
  7. Простота обслуживания и ремонта кровли своими руками.
Читайте также:  Утепление холодного чердачного перекрытия в частном доме

Следует отметить и определенные минусы конструкции:

Плюсы и минусы
  • проблемы с обустройством мансарды или большого чердака;
  • ограничение ширины крыши даже при использовании дополнительных опор;
  • уклон не более 25-30°;
  • недостаточная привлекательность внешнего вида.

Последний недостаток, чаще всего, ограничивает использование односкатной крыши в престижных домах. В то же время для пристроек и подсобных строений она достаточно популярна.

Расчет стропильной системы

Определить нужное в стропильной системе сечение бруса двухскатной крыши, можно собрав все нагрузки, воздействующие на нее: вес покрытия, обрешетки, снега, давление ветра, осадки.

Постоянные нагрузки можно определить по весу 1 м2 кровельного покрытия, обрешетки

Важно что бы вес на 1 м2 кровли был в пределах 40-45 кг

Переменные нагрузки от снега, ветра рассчитываются по табличным значениям нормативных документов СНиП, в зависимости от высоты здания, температурной зоны. Нагрузка от снега, равна его весу, умноженного на коэффициент, зависящий от уклона ската. Все эти расчеты выполняются при проекте.

А если нет проекта, и кровля возводится на небольшое здание? Нужно посмотреть на строительство дома по соседству, которое выполняется по проекту, по площади кровли одинаковой с вашей постройкой. Стропильная система двухскатной крыши послужит образцом.

Размеры бруса для стропила

На верхней точке укладывается конек, который соединяет стропила. Высота конька зависит от наклона кровли. На наклон влияет выбор материала покрытия. Минимальные размеры таковы:

  • для черепичных кровель, шифера 22 гр.;
  • для металлочерепицы — 14 гр.;
  • ондулин — 6 гр.;
  • профнастил — 12 гр.

Оптимальный угол 35-45 гр. наклона, обеспечивает быстрый сброс воды и снега. В регионах с сильными ветрами, кровли делают пологими и тогда угол наклона в пределах 20-45 градусов.

Определить высоту можно по формуле: Н=1/2Lпр*tgA. Где А угол наклона, L-ширина здания.

Рассчитать длину стропила на двухскатную крышу, можно по формуле: Lcтр=1/2Lпр*sinA.

Задача упрощается, при использовании готовой таблицы. От ширины здания и угла наклона, зависит коэффициент. Коэффициент умножить на 1⁄2 ширины здания.

Стропила изготавливают из брусков сосны или ели, сечением 50×100 мм, 50*150 мм.

Размер стропил зависит от шага. Шаг стропил меньше, устанавливается большее количество, сечение будет уменьшаться. Расстояние между стропилами у двухскатной крыши находится в диапазоне от 600 мм до 1800 мм, все зависит от конструкции крыши и используемых для её строительства материалов.

Таблица размеров стропил, в зависимости от шага их установки
Длина

стропил, мм

Расстояние между стропилами, мм Размер сечения бруса стропил, мм
до 3000 1200 80 × 100
до 3000 1800 90 × 100
до 4000 1000 80 × 160
до 4000 1400 80 × 180
до 4000 1800 90 × 180
до 6000 1000 80 × 200
до 6000 1400 100 × 200

Кровля не оканчивается на уровне стен, ее продлевают на 500 мм наружу.  Стропильная нога может выступать, или наращивается доска или брусок. В таком случае влага не попадает на стену, не заливается фундамент.

Подготовка основания

Для того чтобы в конечном результате получилась качественная и долговечная крыша, изначально необходимо продумать план плоской кровли,чертеж также станет отличным подспорьем в монтажных работах. В большинстве случаев выделяют следующие основные узлы плоской кровли: несущая конструкция, в роли которой может выступать монолит, несущая бетонная плита или перекрытие по профнастилу, слои паро-, тепло- и гидроизоляции и уклонообразующий слой, предназначенный для отвода воды.

Первым этапом в кровле плоской крыши будет подготовка основания. В качестве несущего покрытия этого вида кровли чаще всего выступают железобетонная плита, профилированный стальной лист, либо цельное покрытие из дерева.

Если железобетонное основание имеет неровную поверхность, необходимо создать выравнивающую стяжку из песчаного асфальтобетона или цементно-песочного раствора. Толщина стяжки будет зависеть от вида основания: по бетону – 10-15 мм; по жестким плитам утеплителя -15-25 мм; по мягким плитам утеплителя – 25-30 мм.

Если уклон кровли составляет менее 15%, то сначала стяжку располагают на разжелобках и лишь затем на скатах. В случае уклона более 15% действия производятся в обратном порядке: сначала производится выравнивание скатов, затем переходят к работе с разжелобками и ендовами.

Читайте также:  Ремонт кровли гаража своими руками бикростом

Любые выступающие над крышей элементы, будь то дымовые трубы или парапетные стенки, обрабатываются штукатуркой на высоту от 25 см. Наверху отштукатуренной поверхности устанавливаются специальные рейки, служащие для закрепления ковра рулонного типа. Стяжка крыши грунтуется мастиками для кровли, для того чтобы увеличить качество сцепления основания с рулонным ковром.

Перед тем как проводить грунтовку основания, его нужно тщательно очистить от загрязнений и хорошо просушить.

Правила осуществления крепления

Если производится крепление стропил к мауэрлату в деревянном доме, то использовать следует исключительно качественные элементы. Экономия в данном случае недопустима, так как некачественные метизы не будут гарантировать создания долговечной и устойчивой кровли. Запилы, если они имеются, на стропилах нужно выполнять очень аккуратно, это позволит избежать необходимости монтажа дополнительных прокладок или вкладышей. Такие детали помогут обеспечить хорошее соединение, однако лучше всего обойтись без них. Это обусловлено тем, что со временем они способны деформироваться и вовсе выпасть. Это станет причиной ослабления всей конструкции. Стропила рекомендуется устанавливать именно на стальные пластины и уголки. Их лучше всего приобрести до начала проведения работ над крышей. Иначе придется останавливать монтаж на время, что продлит период проведения манипуляций. Однако можно использовать и другие виды креплений, которые были описаны выше. Но это будет только лишь временной мерой. Для установки бруса в качестве наиболее оптимального варианта выступают гвозди и саморезы. Для обустройства долговечной конструкции обязательно используются болтовые соединения по типу шпилек. При установке крыши специалисты рекомендуют использовать скользящие крепления. Такая технология хороша для сопряжения стропил с мауэрлатом. Подвижность конструкции выступает обязательным условием. Перед тем как зафиксировать стропила, необходимо подготовить специальные выемки. Они способны обеспечить плотное герметичное прилегание элементов. Для того чтобы выемки были одинаковыми, следует использовать шаблоны. Если скаты крыши сделаны под разным углом, в данном случае шаблоны должны изготавливаться отдельно. Если в конструкции есть запилы, то их глубина должна быть равна 1/4 ширины стропильной ноги. Для соблюдения этого параметра следует дополнительно осуществлять точные измерения.

Расчёт односкатной крыши – учитываем все факторы

Точный расчёт односкатной крыши зависит от нескольких очевидных обстоятельств. Во-первых, от длины стропил, их сечения и угла наклона кровли. Величины эти взаимосвязаны на конкретных строениях и рассчитываются следующим образом:

  • При горизонтальном размере пролетов до 4.5 метров для укладки профнастила или металлочерепицы достаточны наслонные стропила – то есть без усиления конструкции, опирающиеся только на стены;
  • При размере пролетов до 6.5 метров стропила потребуется усиливать подкосами треугольного вида с низкой стороны кровли;
  • Если необходимо перекрыть проем размером более 6.5 метров, потребуется монтаж капитальных вертикальных балок в средней части чердачного пространства.

Допустимым линейным размером для стропил односкатной кровли является 12 метров. Если здание или постройка имеет больший габарит, потребуется крыша с двумя или четырьмя скатами, составная или сложная.

Другим важным аспектом при планировании наших «односкатных усилий» будет угол наклона всей кровли. Он непосредственно зависит от выбранного типа отделки:

  • Рубероид, как классический материал с небольшой ценой и скромной долговечностью. Допустимый угол наклона стропил при настилке рубероида ограничен 15˚, стропильные ноги потребуется устанавливать часто, из брусков небольшого сечения. Например, для пролета в 6 метров подойдут бруски 40х40 мм, уложенные с полуметровым промежутком;
  • Шифер дешев, но тяжел, ему необходим угол наклона до 25˚. В качестве стропил используется брус от 60х60 мм – чем больше размер проема, тем толще стропила. Подъем на высоту, складирование и установку тяжелых шиферных листов требуется продумать заранее. Как и высверливание крепежных отверстий до установки шифера на стропила;
  • Удобнее всего сооружается стропильная система односкатной крыши под профилированный лист или металлочерепицу. Эти листовые материалы нуждаются в небольшом количестве стропильных ног – допустима установка с промежутками в 1-1.5 метра. Для профнастила используются такие же бруски, как и для рубероида (от 40х40 мм), для тяжелой металлочерепицы – брус с торцом от 70 мм.

Ввиду повсеместной популярности металлочерепицы и профилированных листов в качестве кровельных материалов, опишем установку стропил именно для них.