Как подобрать угол наклона для односкатной крыши – формула расчета

Обычно в частном строительстве для устройства крыши дома используется деревянная стропильная система, которая обычно состоит из стропил (верхний пояс стропильной системы), обрешетки, подкосов, затяжек, стоек и прогонов. Основным элементом из них являются стропила. Именно от их надежности зависит «сложится» ли ваша крыша или нет. Поэтому для того, чтобы этого не случилось данные конструкции необходимо рассчитывать — делать подбор минимально допустимого сечения по прочности и прогибу.

Сильные и слабые стороны такого решения

Односкатная кровля, как и любая другая строительная конструкция, имеет свои недостатки:

  • Слабое соскальзывание снега. В зимнее время в регионах с обильными снегопадами это может вызывать значительное увеличение нагрузки на стропильную систему и фундамент. Во избежание подобных явлений угол уклона ската рекомендуется делать максимально большим.
  • Нет возможности обустроить чердак или мансарду.
  • Слабая энергоэффективность. Утеплить односкатную кровлю довольно проблематично.
  • Эстетическая составляющая. В этом отношении крыша с одним скатом уступает традиционным двухскатным конструкциям.

Все вышеперечисленные причины делают односкатные крыши непривлекательным вариантом при оформлении жилищ: чаще всего таким образом оснащаются различные подсобные помещения.

Сильные и слабые стороны такого решения

Среди сильных сторон конструкций данного типа можно выделить следующее:

  • Дешевизна. Выбор в сторону односкатной кровли позволит сэкономить не менее 30% финансов. В первую очередь это касается заметного снижения затрат на стропильную систему и кровельное покрытие. Надежность конструкции при этом не страдает.
  • Простой монтаж. Простая сборка дает возможность снизить затраты на монтажные работы, так как построить гараж с односкатной крышей можно своими руками, без наличия особого опыта в этой области.
  • Быстрое строительство. Сооружается односкатная крыша всего за несколько дней.

Особенности возведения односкатной крыши

Для жилых помещений односкатная крыша используется очень редко, но если вам надо покрыть гараж, террасу или любое подсобное помещение, то это один из самых практичных и доступных вариантов.

Для односкатной крыши создаётся элементарная стропильная система, поэтому с её монтажом сможет справиться даже новичок в строительном деле. Опорой для стропильной системы является деревянный брус, который фиксируется на внешних стенах и называется мауэрлатом. У такой конструкции может быть разный угол наклона, обычно его делают за счёт разницы высот противоположных несущих стен. Если у постройки высота стен одинаковая, то на одной из них крепят фронтон и за счёт него создают необходимый угол.

Односкатная крыша может возводиться как на жилых домах, так и на любых подсобных помещениях

При перекрытии пролёта, длина которого превышает 13 м, под стропила необходимо устанавливать две промежуточные опоры, основой которых являются стойки. Между стойками обычно делают расстояние в 1/3 от ширины пролёта. Усиление выполняется за счёт схваток и фиксации к ближайшей несущей стене.

Особенности возведения односкатной крыши

Если говорить об угле наклона, то он зависит от типа используемого кровельного материала и климатических условий, в которых находится дом:

  • для рулонных покрытий, укладываемых в 3 слоя, достаточно уклона в 5o;
  • при двухслойной кровле угол должен быть не менее 15o;
  • под профнастил и металлочерепицу можно делать уклон в 12–14o;
  • шифер и натуральная черепица требует обустройства более крутых скатов, начиная от 22o.

Если в регионе зимой выпадает много осадков, то угол наклона лучше делать побольше — 45o и выше.

Плюсы и минусы односкатной крыши

Чаще всего при создании односкатной крыши своими руками делают стропильную систему из деревянных элементов.

Основные преимущества односкатных крыш:

  • значительная экономия строительных материалов — обычно их требуется примерно в 2–3 раза меньше, чем на двускатную конструкцию;
  • простота монтажа — возводить такие крыши могут даже люди, не имеющие соответствующего опыта работы;
  • небольшой вес — крышу можно устанавливать на зданиях с облегчённым фундаментом;
  • универсальность — односкатные кровли могут устанавливаться как на жилых домах, так и на хозяйственных постройках;
  • высокая устойчивость к ветровым нагрузкам — если в регионе строительства часто бывает сильный и порывистый ветер, односкатная крыша с небольшим углом наклона будет неплохим выбором.
Особенности возведения односкатной крыши

Есть у односкатной конструкции и свои недостатки, о которых нельзя забывать:

  • если угол наклона крыши небольшой, она сильно восприимчива к снеговым нагрузкам. При угле наклона меньше 45o зимой придётся счищать снег, так как самостоятельно сойти он не сможет;

    Если крыша имеет небольшой наклон, то убирать с неё снег придётся довольно часто

  • при небольших уклонах также требуется более тщательная и качественная гидроизоляция, чтобы не допустить протечек, а это дополнительные затраты времени и средств;
  • с ростом угла наклона крыши увеличивается её парусность, поэтому поверхность становится более уязвимой к воздействию ветра;
  • односкатная конструкция имеет не самый привлекательный и респектабельный внешний вид.

Односкатная крыша отлично подойдёт для жилого дома или подсобного помещения, расположенного в южных регионах, так как там мало снега и сильные ветровые нагрузки.

Конструкция и типы стропильной системы односкатной крыши

Установка односкатной кровли набирает все большую популярность среди клиентов. При строительстве загородных домов уклон данной крыши надо выполнить к наветренной стороне для предотвращения негативного влияния атмосферных осадков. Такой каркас привлекает заказчиков своей практичностью, долговечностью, стойкостью к нагрузкам от ветра, выгодной стоимостью и длительным сроком службы.

Читайте также:  Как правильно крепить профнастил на крышу – пошаговая инструкция

Стропильная система односкатной крыши состоит из таких элементов:

Мауэрлат. Продольные балки берут на себя вес крыши и перенаправляют ее на основание. Мауэрлат не монтируют только в коттеджах из бревен и бруса, в которых его функции осуществляют верхние венцы сруба.

Стропильные «ноги». Ровные доски, которые соединяют верхний и нижний мауэрлат. Толщина балок зависит от веса кровельного материала. Требуемое расстояние между стропилами определяется с помощью инженерного расчета.

Стойка. Вертикальная опора, стоящая одной стороной на несущей перегородке.

Схватка. Ее размещают в горизонтальном положении. При помощи схваток стягиваются стойки, что предотвращает их распирание.

Лежень. Выполняет функции как и мауэрлат, но монтируют данный элемент на внутренние несущие стены коттеджа.

Подкос. Дополнительная опора для стропила.

«Кобылки». Такие элементы используют для создания свеса.

По виду крепежа к опорам односкатная стропильная система может быть наклонной, скользящей и висячей. Стропила наклонного типа опираются под определенным углом на наружные стены. Данные элементы соединяются вверху и опираются на брус, поддерживаемый стойками и подкосами. Стропила скользящего типа опираются на бревно в мауэрлате, соединение их со стенами осуществляется при помощи «скользяшек». Эта стропильная система часто применяется при строительстве загородных домов из бревен. Данный вид стропил позволяет компенсировать сравнительно большую усадку сруба и защищает конструкцию от разрыва в месте соединения.

Висячие стропила являются одними из наиболее трудоемких для монтажа. Данные элементы собирают совместно с обрешеткой на поверхности земли, а после этого в собранном состоянии поднимают наверх сооружения и монтируют на подготовленные опоры. Также требуется не только поднять стропильную систему, но и аккуратно перенести ее на опоры, что является довольно трудоемкой операцией.

Квалифицированные специалисты компании «ИнноваСтрой» предлагают клиентам экономически выгодное проектирование собственного загородного дома с оригинальным внешним видом и интерьером. Цена индивидуального проекта рассчитывается исходя из величины площади коттеджа, объема выполняемых работ, окончания сроков создания разработок, качества стройматериалов, применяемого оборудования, архитектурных особенностей объекта. При проектировании загородного дома наши сотрудники учтут технологические и конструктивные моменты будущего сооружения. Мы займемся выбором качественного основания для здания и подробно рассчитаем прочность его несущих элементов.

Качественный проект создается с точным соблюдением утвержденного технического задания. Персональные разработки дают возможность клиенту и его родственникам подобрать удобную планировку каждого помещения коттеджа. Благодаря применению энергоэффективного оборудования наши сотрудники оптимизируют расходы заказчика при эксплуатации загородного дома.

Разновидности односкатной крыши

Изогнутая односкатная крыша

Односкатные конструкции пользуются популярностью во всем мире не только по причине простоты устройства и оптимального бюджета строительства. Проявив фантазию и потрудившись над проектом, можно создать необычную, но практичную конструкцию.

Разновидности односкатной крыши

Существуют такие варианты разных форм кровли:

  1. Ровные. Представляют собой обычные наклонные прямоугольные плоскости, перекрывающие периметр дома на 60-120 см.
  2. Ломаные. Построить такие скаты не составляет особого труда. В них одна плоскость переходит в другую, установленную под другим углом.
  3. Округлые. Эффект сферы достигается частотой установки облегченных стропил. В результате после монтажа покрытия создается ощущение полусферы. Выступающая часть может быть использована в качестве козырька над крыльцом.
  4. Изогнутые. Вогнутые и выгнутые поверхности смотрятся намного выгоднее прямых. Кроме этого, они практичнее осуществляют отвод осадков в виде дождя и снега.

Планируя форму кровли, нужно учитывать и размер пространства под ней. Оно может быть теплым и холодным, жилым или только техническим.

Разновидности односкатной крыши

Инструкция к калькулятру

Исходные данные

Условия эксплуатации:

Срок службы — здесь указывается срок, на протяжении которого конструкции должны исправно работать.

Про остальные параметры (длины (L и L0), шаг стропил (K), высоты крыши (Н, Н1 и Н2)) и так все понятно. Здесь просто нужно смотреть на рисунок.

Характеристики стропилин:

Для справки, стропилина — это одна из досок стропил.

Материал — здесь выбирается порода дерева, из которой будут изготовлены стропилины, а впоследствии и стропила.

Ширина (B) и высота (D) — размеры сечения стропилины.

Сорт древесины — здесь выбирается сорт древесины, из которого будут изготовлены стропилины.

Пропитка — ставится «Да», если древесина будут подвержена глубокой пропитке антипиренами под давлением.

Нагрузка:

По СНиП «Нагрузки и воздействия» нагрузка на стропила может быть неравномерной. Другими словами, стропилина слева может быть нагружена больше, чем стропилина справа (подробнее об этом в статье: сбор нагрузок на кровлю и стропила). Поэтому, если рассчитывается лишь одна стропилина, то нормативные (qн)  и расчетные (qр) нагрузки берутся максимальные (в нашем случае слева). А если расчет стропил крыши производится так, как в случае с затяжками (когда рассчитывается стропило целиком), то нужно указывать и нагрузки слева (qн1, qr1) и нагрузки справа (qн2, qr2).

Результат

Длины (L1 и L2) — расчетные длины стропилин.

Углы наклона (P, P1 и P2) — углы наклона стропил и подкоса. В случае с подкосом угол наклона Р2 желательно делать в пределах 45-53°.

Реакции (VA, VB и VC) — реакции, возникающие на опорах.

Читайте также:  Виды и характеристики кровельных материалов

Усилия (NA, NC, ND и NE) — усилия, возникающие в затяжке.

Гибкость стропилины — параметр необходимый для расчета стропил на сжатие.

Расчет по прочности:

Gстропил. — напряжение, возникающее в стропилах.

Rтреб — требуемое расчетное сопротивление древесины. Если возникающее напряжение превышает его, то стропилы по прочности не проходят. В этом случае нужно, либо уменьшать шаг стропил, либо увеличивать их сечение.

Запас — в случае, если Gстропил.>Rтреб, то здесь показывается на сколько превышено напряжение в стропилах; в противном случае (Gстропил.<Rтреб) в данной графе отображается запас прочности.

Примечание: в случае, если стропилина имеет три опоры, то расчет по прочности производится в двух вариантах:

  • Вариант 1 — на усилия и момент, возникающие на средней опоре.
  • Вариант 2 — на усилия и момент, возникающие в большем пролете (L1 или L2).

Расчет по прогибу:

В принципе, если Вы строите дом себе, то на него можно не обращать внимания при условии, что стропила по прочности проходят.

Fстропил. — прогиб, который возникает под действием нагрузок.

Fmax — максимально допустимый прогиб для стропил.

Запас — здесь отображается, либо процент запаса (положительная цифра), либо на сколько действительный погиб стропил крыши превышает максимально допустимый (отрицательная цифра).

Монтаж односкатной крыши – пошаговая инструкция

1. Установка стропильной системы

Возможны два варианта устройства стропильной системы:

  • установка несущих элементов крыши (стропил) на стены, которые находятся на разных уровнях. Исключение абсолютно плоские кровли;
  • изготовление треугольных ферм, объединяющих в себе стропило, балку и стойку. Такая конструкция может быть изготовлена, если стены находятся на одном уровне.

Первый вариант установки стропил более дешевый, поскольку упрощает монтаж и снижает расход древесины. Но, в данном случае требуется поднять несущую стену на нужную высоту. Чтобы упереть в нее верхнюю часть стропильной ноги.

Второй, наоборот, увеличивает расход древесины. Но снижает сроки монтажа и упрощает работу, потому, что монтаж треугольников может быть выполнен на земле. С другой стороны, для того, чтобы поднять уже готовые треугольники, нужны специальные приспособления.

На качество монтажа или сроки эксплуатации стропильной системы выбор способа не влияет. Таким образом, окончательный выбор за застройщиком.

Второй момент, который важен при строительстве крыши – это устройство стропильной ноги. А точнее, необходимости использовать подкосы (дополнительные опоры). Количество и место установки подкосов зависит от:

  1. расстояния между стеной и местом примыкания кровли;
  2. длины стропильной ноги;
  3. веса стропильной ноги (вида древесины и ее диаметра, сечения);
  4. угла наклона кровли;
  5. вида кровельного материала;
  6. вида теплоизоляционного материала.

2. Установка мауэрлата

Мауэрлат – это дополнительный элемент, позволяющий равномерно распределить нагрузку на несущие стены. На него опирается нижний край стропильной ноги.

Мауэрлат устанавливают на несущую стену или между балками и надежно крепят.

Материал, из которого построена несущая стена, определяет вид применяемого крепежа:

  • для кирпичных строений нужно использовать отожженную проволоку;
  • для зданий из пористых материалов – арматуру, длиной равной 2/3 ширины блока;
  • для сруба из бруса – анкерный болт. Но часто верхний венец играет роль мауэрлата;

Совет. Чтобы защитить мауэрлат от влаги нужно положить его на рубероид или другой изоляционный материал.

3. Установка балок перекрытия

Стоит отметить, что стропильная нога, может опираться на балки перекрытия. Тогда шаг установки балки должен соответствовать расчетному шагу монтажа стропил.

Крепление стропильной ноги к балке показано на рисунке.

Вне зависимости от варианта, нога устанавливается на мауэрлат посредством запила. Который нужно выполнить точно, чтобы зазор между ногой и мауэрлатом был минимален.

4. Установка подстропильных ног

5. Монтаж обрешетки односкатной крыши

Шаг обрешетки зависит от вида кровельного материала. Крепится доска обрешетки к стропильной ноге гвоздями.

Совет. Для односкатных крыш на мансардном этаже нужно заранее продумать место установки мансардного окна. В этом месте обрешетка не нужна, зато требуется установить две горизонтальные перемычки для более надежного крепления окна. Перемычки выполняются из того же материала, что и стропильная система.

Строительство односкатной крыши – видео

6. Утепление односкатной крыши

Выполняется любым теплоизоляционным материалом.

Последовательность утепления:

  • крепление гидроизоляции. Пленка крепится внахлест строительным степлером;
  • укладка утеплителя;
  • выполнение контрооберештки. Она нужна, чтобы пленка пароизоляции не касалась утеплителя;
  • укладка паробарьера.

Совет. Эффективнее использовать мягкий утеплитель, он лучше заполняет пустоты и более простой в монтаже.

При минимальном уклоне кровли лучше использовать сыпучие утеплители – керамзит или опилки. Даже при затекании воды этот материал не намокает.

7. Монтаж кровельного материала

Выполняется в соответствии с требованиями, которые выдвигает производитель материала. Рекомендуем ознакомиться с технологией монтажа металлочерепицы и ондулина.

Профилактика ошибок и повреждений

Односкатная кровля прослужит дольше, если периодически производить осмотр ее основных элементов. Неверный расчет, неправильный монтаж или повреждение влагой могут привести к необходимости усиления или замены части стропильной ноги или другого элемента. Иногда древесину поражают грызуны или древесные жучки. В зависимости от степени повреждения нужно либо обработать дерево, либо полностью/частично его заменить.

Время от времени нужно удалять мусор, скопившийся на скате кровли. Ведь лишний вес ей абсолютно ни к чему. Он только будет задерживать снег, и увеличивать нагрузку на крышу.

Читайте также:  Наслонные и висячие стропила. Типы и конструкции крыш

Заключение

В пределах статьи мы постарались подробно рассмотреть все нюансы, касающиеся устройства односкатных крыш. Начиная с изучения преимуществ, недостатков крыши и выбора необходимых для работы материалов, и заканчивая пошаговой инструкцией, как построить односкатную крышу своими руками.

Достоинства односкатных конструкций

Если вы решили строить односкатную крышу самостоятельно, то никаких особенных профессиональных навыков и умений вам не понадобится. Основными достоинствами такого вида крыш являются:

  • простота конструкции (поэтому создание чертежей и выполнение монтажа можно выполнить без привлечения специалистов);
  • устойчивость к климатическому воздействию, но только в том случае, если вы сможете правильно подобрать угол наклона ската;
  • доступность. Односкатная крыша имеет небольшое помещение для чердака, поэтому вы сможете значительно сэкономить на отоплении дома;
  • оперативность монтажа. Строительные работы не займут много времени, поэтому реализовать проект кровли вы сможете действительно в сжатые сроки.

Cечения обрешетки в зависимости от уклона крыши и шага стропил

Все вышеперечисленные преимущества позволяют сделать вывод, что односкатная кровля – это достойный и оптимальный выбор. Кроме того, отдавая предпочтение такой конструкции, вы сможете использовать площадь второго этажа в качестве места для создания мансарды, даже если несущие стены имеют разную высоту. В качестве дополнения можно соорудить веранду или крытую террасу, потому что выступающий край ската неплотно прилегает к строению.

Виды стропильных систем

Кровля односкатной крыши дома выглядит как половинная часть двухскатной, поэтому строение стропильной системы этих двух видов очень похоже. Использую три разновидности:

    Скользящая. Применяют в основном в строительстве бревенчатых срубов. Эта конструкция благодаря нижнему креплению по типу ползуна помогает компенсировать усадку деревянного дома, которая порой достигает 15%. Верхняя часть стропил закреплена жестко, а нижняя при необходимости скользит. Если монтаж произвести правильно, крыша не деформируется в первые годы эксплуатации, когда усадка особенно сильна.

Все плюсы и минусы односкатной крыши

Среди опытных строителей есть приверженцы и противники такого типа укрытия зданий.

В пользу этого способа стоит сказать следующее:

  1. Минимальный расход материалов.
  2. Скорость и легкость монтажа.
  3. Это отличное решение для помещений с разной высотой стен.
  4. Экономия денежных средств.
  5. Сокращение затрат на рабочую силу.
  6. Эта конструкция устойчива к ветровым нагрузкам.
  7. Упрощенный вариант проектирования.
  8. Легко поддается ремонту.
  9. Такой вид крыши значительно лучше сохраняет тепло, поскольку возможность попадания холодного воздуха внутрь сведена к минимуму.
  10. Оригинальный внешний вид.
Все плюсы и минусы односкатной крыши

Стоит обратить внимание и на то, что конструкция крыши не позволяет обустроить уютную мансарду или чердак, из-за чего некоторые хозяева отказываются от этого способа настила поверхности дома.

Но если грамотно рассчитать угол наклона, учесть климат региона и вид материала, то односкатная кровля прослужит владельцам долгие годы, радуя преимуществами, и не требуя ремонта.

Односкатная крыша своими руками

Учитывая невысокую сложность конструкции, односкатную крышу часто берутся выполнять самостоятельно. Начинать надо с расчётов угла наклона, основного параметра крыши. Большая величина уклона обеспечивает хороший сток дождевой воды и быстрое освобождение кровли от снега весной. Однако увеличивается и ветровая нагрузка на конструкции крыши.

При выборе малого угла наклона крыши парусность уменьшается, зато увеличивается риск скапливания снега и протечек. Всё это следует учитывать в расчётах. И ещё важно, что Вам больше по вкусу: тратить деньги, чистить снег лопатой или проводить свободное время за латанием крыши.

Важен также выбор кровельного покрытия:

  • Для профлиста величина уклон должна быть более 20 градусов. В противном случае масса снега может продавить покрытие.
  • Для металлочерепицы — не менее 25 градусов для снижения нагрузки на обрешётку и стропила. Когда рассчитан угол наклона, можно вычислить разницу в высоте стен, которая и обеспечит этот наклон.

От выбранного Вами материалаи его весазависит частота стропил и шаг обрешётки. Каркас из стропил необходимо изготавливать только из ошкуренной древесины воздушно-сухой влажности. Кроме этого все детали из дерева должны быть пропитаны антисептическими средствами и антипиренами.

Все детали обрабатывают противопожарными и биозащитными составами заранее, до монтажа, а уже потом производят сборку стропил. Часто производят дополнительную обработку мест соединений и врезок на крыше, по месту работ.

Выполнив полную сборку стропил и обрешётки, приступают к устройству кровельного покрытия:

  • Гидроизоляционный слой. Обеспечивает поддержание в сухом состояния древесины и продлевает срок службы стропил;
  • Укладку покрытия кровли начинают с карнизной части стропил, перемещаясь в сторону конька. Каждый последующий ряд материала укладывают «внахлёст» на предыдущий, строго выдерживая нужную величину перехлёста;
  • В процессе работ необходимо постоянно проверять плотность прилегания элементов друг к другу и их герметичность.

Теперь Вы наверняка знаете всё о стропилах и о том, как выполнить кровлю своими руками.

В отличие от двухскатного варианта, односкатная кровля используется в строительстве жилых домов значительно реже, можно сказать, даже неохотно. Прежде всего, из-за внешней угловатости и чрезмерной простоты. Жилой дом под такой крышей выглядит не очень привлекательно. Исключением могут быть авторские проекты дизайна коттеджей с несколькими разноуровневыми односкатными крышами, выглядят они очень красиво, но достаточно сложны и требуют немалых усилий при практической реализации.