Расчет кровли двухскатной крыши — производим правильно

Крыша как завершающая составляющая постройки, принимая на себя все возможные внешние нагрузки, равномерно распределяет их на все стены, внутренние опоры строения. В условиях российского климата популярной стала стропильная система двухскатной крыши. Такая конструкция является кровлей с наклонной плоскостью относительно стен.

Виды двухскатных крыш

Под двухскатной крышей в строительстве принято понимать покрытие дома материалом, препятствующим проникновению в здание осадков атмосферного происхождения, а также обеспечивающим сохранение тепла, расположение которого выполнено из двух плоскостей или скатов под наклоном друг к другу. Двухскатные крыши подразделяются на следующие типы.

  • По типу внешнего расположения скатов:
    • симметричные, состоящие из двух одинаковых плоскостей;

      Крыши по типу внешнего расположения скатов

    • асимметричные, которые имеют плоскости разного размера или уклона;
    • ломанные крыши, плоскость ската которых состоит из двух частей и используются при строительстве двухскатной крыши с мансардой;
    • разноуровневые плоскость у которых расположены на разной высоте;
    • полувальмовые крыши, имеющие дополнительные скосы над фронтонами.
  • По способности удерживать в здании тепло:
    • тёплые, конструкции которой предполагает укладку утеплителя на крышу;
    • холодные, где утепление отсутствует.

      Варианты крыши по способности удерживать в здании тепло

  • По способу крепления несущих элементов к зданию:
    • висячие, которые предполагают упор на боковые стены здания;
    • наклонные, выполненные с промежуточной опорой.

      Варианты крепления несущих элементов крыши к зданию

Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш

В зависимости от назначения, конфигурации, а также величины будущей постройки планируется и тип крыши.

Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш
Виды двухскатных крыш

Стропильная система ломаной двухскатной крыши

Наклонные стропила называются так благодаря методу их монтажа: балки устанавливают в строениях со средней несущей стеной (промежуточной опорой). Существенно то, что концы наклонных элементов опираются на внешние несущие стены. Средняя часть балок – на промежуточные опоры. Висячие стропила закрепляются на опорах краев – на стенах, коньке кровли.

Конструкция висячих стропил работает на сжатие и на изгиб. Распирающее усилие снижается стяжкой, соединяющей стропила. В конструкции наклонных стропил балки работают на изгиб. Поэтому такая конструкция экономичней, чем все остальные.

Стропильная система ломаной двухскатной крыши

Наиболее эффективным методом обустройства стропильной двухскатной крыши закономерно является комбинирование висячих и наклонных стропил. Такое сочетание снижает расход материалов и увеличивает прочность кровельной конструкции.

Расчет снеговой нагрузки

Карта снеговых нагрузок

Наиболее полное рассчитываемое значение нагрузки снежного покрова вычисляется при помощи формулы:

S=Sg*µ

  • где Sg – принимаемое из таблицы расчётное значение массы снежного покрова на 1 м2 горизонтальной земной поверхности;
  • µ — коэффициент, определяющий переход от веса снежного покрова на земле к снеговой нагрузке на кровельное покрытие.
Расчет снеговой нагрузки

Значение коэффициента µ выбирается в зависимости от угла уклона скатов кровли:

µ=1, если углы уклона ската крыши не превышают 25°.

µ=0,7 в случае, когда углы уклона скатов находятся в диапазоне 25-60°.

Важно: в случае, если угол уклона кровельного ската превышает 60 градусов, значение нагрузки снежного покрова не учитывается при выполнении расчета системы стропил.

Расчёт высоты крыши

Обратимся к школьной геометрии. Нашу крышу надо представить в виде треугольника, собственно которым и является каждый из её фронтонов. Такой треугольник будет тупоугольным. Разделим его по оси симметрии на два прямоугольных треугольника. Мы получили два катета, один из которых (a) нам известен – это половина ширины дома. Второй катет (b), который пока не известен – это высота нашей крыши.b = a * tg α, где:α – угол крыши, взятый из свода правил.

Тангенс этого угла можно вычислить на инженерном калькуляторе или воспользоваться математическими таблицами. Полученный катет b – это и есть высота крыши.

Зная оба катета, мы можем вычислить величину гипотенузы. Это приблизительная длина стропил. Однако, поскольку крыша часто выходит за пределы стен дома, нависая над ними, длину стропил можно увеличить. Здесь вся зависит от архитектуры конкретной постройки.

Зная длину стропил и длину самой крыши, которая и в этом измерении тоже может выступать за края дома, нависая козырьком над фронтонами, мы уже можем рассчитывать её площадь, а следовательно – и количество кровельного материала.

Пример расчёта

Допустим, дом имеет ширину 6 м. Делим её пополам и получаем 3 м. Это наш катет a. Угол ската, рекомендованный для постройки дома в данной местности, составляет 45°.b = 3 * tg 45° = 3 * 1

Но и без применения этой формулы можно догадаться, что при угле наклона 45° наш прямоугольный треугольник получится равносторонним. То есть даже без таблиц и калькулятора станет ясным, что высота крыши будет равна 3 м, то есть – половине ширины дома.

Похожее

Стропильная система — размеры узлов

Стропильная система двухскатной крыши

Стропильная система крыши дома является несущей конструкцией, состоящей из самих стропильных ног, вертикальных стоек и наклонных подкосов. Стропила соединяются в систему при помощи различных элементов: ригелей, стоек, подкосов, распорок. Стропильная система может возводиться из любого материала: металла, железобетона, дерева и других.

В основе конструкции всей стропильной систему крыши с двумя скатами лежит треугольник. Суть в том, что именно треугольник является наиболее устойчивой и жёсткой геометрической фигурой.

Для стропил рекомендуемое сечение бруса варьируется от 4на 15 см до 10 на 25 см. Данный показатель напрямую зависит от шага устанавливаемых стропил, длины стропильных ног, а так же величины ветровых и снеговых нагрузок, рассчитываемых для конкретного региона.

Рекомендуемое сечение бруса, используемого для стропильной системы крыши с двумя скатами.

Все значения приведены в сантиметрах.

Мауэрлат:  10х10, 10х15, 15х15.

Енды и диагональные ноги:  10х20.

Прогоны: 5х15.

Стойки: 10х10, 15х15.

Опорные ригели для укрепления стоек:  10х 15, 10х20.

Доски карнизного короба, подкосы, кобылки:  5х15.

Подшивочные и лобовые доски:  15х25.

Затяжки:  5х15.

Угол наклона стропильных ног равен необходимому углу наклона скатов крыши. Стропильная доска в поперечном сечении должна быть не менее 5 см. ширина зависит от длины. Так, например, если длина используемой доски 6 м, то её ширина должна составлять 15 см. соответственно, чем длиннее доска, тем большую ширину необходимо выбирать.

Соединение всех элементов конструкции стропильной системы является заключающим этапом монтажа. Для этого используются скобы или металлические уголки. Произвести расчёт необходимого количества данных элементов  — не сложно. Достаточно рассчитать, сколько всего элементов в конструкции, и умножить полученное число на количество необходимых креплений для одного элемента.

Расчет шага в зависимости от кровельного материала

Для каждого покрытия разрабатываются собственные нормы и размеры, предъявляемые к стропильной системе. Основными факторами являются прочность материала, его вес и устойчивость к внешним нагрузкам. Рассмотрим основные виды покрытий.

Профнастил

Что такое висячие стропила и расчет конструкции

Расчет шага в зависимости от кровельного материала

Шаг стропил под профнастил может колебаться от 0,6 до 0,9 м. Конечный результат зависит от дополнительных условий, о которых поговорим ниже. Если по каким-то причинам шаг должен быть больше, добавляют поперечную доску с большим сечением. При этом обычно сами стропила выбирают размерами 50х100 или 50х150 мм.

Помимо стропилин, применяют обрешетку 30х100 миллиметров. Промежуток между досками должен быть около 0,5 метра. Он может быть и больше, все зависит от типа профнастила и высоты волны. Доски обрешетки, выступающие за границы карниза, должны иметь толщину на 1,5 см больше обычного. Это делается из расчета необходимости крепления вентиляции, дымохода или водостока.

Керамическая черепица

Главной сложность проектирования стропильного каркаса под керамическую черепицу является большой вес материала ля крыши. Он тяжелее профнастила в 10 раз и на квадратный метр приходится от 40 до 60 кг.

Под такое покрытие используют сухие балки, с влажностью всего 15%. Их сечение должно быть либо 50х150, либо 60х180 мм. При таких показателях максимально допустимое расстояние между стропилами может быть 1,3 метра. Минимальный допустимый шаг, через который можно ставить стропила, составляет 0,8 м. На окончательное решение влияет уклон кровли: при 15° шаг делают 0,8 м, при 75° — 1,3 м.

В расчет также принимается длина стропильной ноги, чем она короче, тем больший промежуток, и наоборот. Кроме того, если уклон меньше 45°, и планируется передвижение по поверхности, балки ставятся с шагом не больше 0,85 м.

Расчет шага в зависимости от кровельного материала

Расстояние между досками обрешетки подбирается так, чтобы каждое пересечение черепицы имело собственное основание. Стандартная длина материала равна 400 мм, а величина нахлеста при монтаже колеблется между 55 и 90 мм. Получается что расстояние между центральными осями обрешетки может быть либо 310, либо 345 миллиметров.

Металлочерепица

Устройство и размер шага обрешетки под металлочерепицу

В последние годы особо остро стоит вопрос: как определить расстояние между стропилами под металлочерепицу?. Она имитирует более дорогой керамический материал, но при этом имеет положительные свойства профнастила. Монтаж такого покрытия прост и не требует больших финансовых затрат. Все это делает материал привлекательным для крыш частных домов.

Масса металлочерепицы меньше керамической, поэтому требуется более простой каркас. Уменьшается сечение балок до 50х150 мм и увеличивается шаг между обрешеткой. Шаг стропил под металлочерепицу колеблется между 0,6 и 0,95 м.

Для металлочерепицы специалисты рекомендуют использовать утеплитель толщиной метра. Все же, если планируете сделать жилую мансарду установите маты или плиты толщиной 0,2 м.

Расчет шага в зависимости от кровельного материала

Ондулин

Допустимый шаг для покрытия из ондулина составляет 0,6—0,9 метра. Стандартное сечение стропил — 50х200 миллиметров. Такие размеры позволят выдержать создаваемую нагрузку кровельного пирога на двускатную крышу.

Поверх контробрешетки крепят обрешетку из брусков размерами 40х50 миллиметров. Шаг между центральной осью составляет 600 мм.

Виды стропильных систем двускатной крыши

Двускатная стропильная система бывает с висячими и наслонными стропилами. Как одна, так и другая схемы могут быть применены для обустройства кровли из металлочерепицы. Чтобы знать, чем они отличаются друг от друга, и из каких элементов состоят, стоит рассмотреть каждую из них. Здесь нужно отметить, что в ниже представленных схемах указаны только лишь основные элементы стропильных систем, но при необходимости они могут быть усилены дополнительными деталями, о которых речь шла выше.

Наслонная стропильная система

Двускатная стропильная система наслонного типа опирается на внутреннюю стену здания

Наслонная стропильная система состоит из следующих основных элементов:

1 – Несущие стены.

2 – Мауэрлат.

3 – Стойка, установленная на лежень.

4 – Стропило.

5 – Обрешетка.

Наслонная система отличается от висячей тем, что устанавливается на строение, имеющее внутренние капитальные перегородки. Капитальные внутренние стены используются для закрепления на них лежня, на который устанавливаются стойки, подпирающие коньковый прогон, с которым скрепляются верхние концы стропильных ног. Затем на стропила фиксируются доски обрешетки.

Эта конструкция более популярна, чем висячая, так как надежна и проста в монтаже.

 Висячая стропильная система

Висячие стропила опираются только на боковые стены здания и соединяются на коньке

Схема висячей стропильной системы выглядит так, как показано на иллюстрации, и включает следующие основные элементы:

1 – Несущие стены.

2 – Мауэрлат.

3 – Стропило.

4 – Обрешетка.

5 – Затяжка (ригель).

Висячая система стропил монтируется на две внешние несущие стены, на которые предварительно закрепляется мауэрлат. Этот вариант крыши может быть применен только в том случае, если расстояние между несущими стенами составляет не более 7000 мм, так как кроме них дополнительная опора для стропильной конструкции кровли отсутствует. Такую систему обычно оснащают затяжками, подкрепленными откосами – эти элементы снимут часть нагрузки со стен строения.

Кроме наслонных и висячих систем, существуют комбинированные варианты, которые включают в себя отдельные элементы той и другой конструкции.

Когда стропильная системы будет выбрана, рекомендовано перед покупкой материалов, составить подробный чертеж крыши с проставленными размерами — так будет легче вычислить количество всего необходимого и сумму на их приобретение. Кроме этого, такая схема значительно поможет произвести монтажные работы. Но для того, чтобы составить чертеж, придется провести некоторые расчеты.

В заключение

В целом конструкция стропильной системы с двумя скатами выглядит просто и понятно. Перед тем как приступить к установке стропил двухскатной основы своими руками, лучше подготовить чертеж с точными расчетами. Пусть он будет хотя бы схематичным. Далее можно начинать просчитывать количество необходимого материала и другие детали. Симметричное устройство стропильной системы двухскатной крышной системы не предполагает мансарды, дополнительной комнаты или чердака под кровлей. Значит, утепление изнутри не требуется. Нужно ли класть утеплитель под наружный кровельный материал? Это зависит от региона. На севере утепление желательно, на юге – не обязательно. Утепляют минеральной ватой, стекловатой, керамзитом, пенобетоном, пенополиуретаном, вспененным стеклом. Современные материалы – пенополиуретан и вспененное стекло – хорошо зарекомендовали себя. Стоят в 2-3 раза дороже обычной минваты, но и служат дольше (в среднем от 10 до 15 лет, против 5-7, как в случае с минватой).

Важно точно просчитать угол наклона двускатной крыши, чтобы не возникло проблем в ходе эксплуатации. Это основные моменты того, как сделать двухскатную крышу своими руками.

Подробнее можно узнать из видео:

В заключение

           

     

Опубликовано:

Двухскатная крыша своими руками: монтаж стропильной системы и устройство кровельного пирога

Проект любого дома включает проект крыши. Тип крыши зависит только от особенностей самого дома, от площади, количества этажей, особенностей его эксплуатации, стиля. Самой универсальной крышей является двускатная, о ней речь далее.

Преимущества такой крыши – простота, скорость возведения и экономичность, возможность большого выбора кровельных материалов для перекрытия. О строительстве двухскатной крыши своими руками и поговорим. Брус прочный материал, но крыша должна быть легкой, так как дерево не способно выдержать тяжелую кровлю.

При своей легкости она должна выдерживать снежный покров и сильный ветер. Строительство крыши своими руками сложное и ответственное дело, поэтому нужно сразу разобраться в конструктивных особенностях дома, четко распланировать последовательность работ. При сооружении крыши нужно абсолютно рассчитать все нагрузки.

Кроме того, нужно учесть, что построить крышу нереально одному, без помощи людей или спецтехники.

Стропильная система двухскатной крыши

Самая важная часть в строительстве двухскатной крыши своими руками — стропильная система. Она является основой будущей крыши. От того как стропила будут переносить нагрузки самой крыши, ветра, дождя и снега зависит как долго она прослужит. Этому вопросу уделим отдельное внимание. Все стропила должны быть перевязаны между собой по системе пазов, выступов, и быть единым целым, что позволит конструкции выдерживать максимально большие нагрузки.

Двухскатная крыша своими руками: монтаж стропильной системы и устройство кровельного пирога

Чтобы избежать боковой нагрузки на стены, необходимо установить стяжки на последний ряд брусьев на противоположные стены. Подойдет брус 150 на 100мм. Стяжки также будут служить и балками перекрытия, поэтому выпускать за наружный край стены их нужно на 400мм, с обеих сторон дома, чтобы после перекрытия кровельными материалами вода не попадала на стены. Края балок будут служить опорой для стропил. Количество балок подбирается индивидуально из характеристик дома.

Установив балки перекрытия, делают еще один ряд обвязки по периметру стен, в который врезают балки. Такой вариант основы может выдержать любую крышу и нагрузку на нее. Все соединения дублируются металлическими пластинами, благодаря которым стропила двухскатной крыши становятся прочнее, а при короблении бруса или балок крыша не вылетает из пазов и соединений. Стяжки монтируются цельные, без соединений. Если чердак планируется использовать, то скат крыши подымается на 30-45 градусов.

Нужно помнить, чем выше уклон, тем больше парусность для ветровой нагрузки и меньше для снежной.

Кровельный пирог

  • При подборе материала для пирога нужно подойти очень ответственно, так как в последствии выбор наполнения кровли может повлиять на теплоизоляцию, звукоизоляцию, гидроизоляцию и пароизоляцию. А это в свою очередь на микроклимат в будущем жилье. Немаловажным аспектом будет и экономия на отоплении помещения, влажности в помещении, вентиляции.
  • При нарушении порядка или замены материалов на более дешевый или отсутствие вообще такого. Вам грозит чрезмерная сырость, неоправданные затраты на отопление, плохая ветнтилируемость, повреждение бруса, гниение древесины, цвель.
  • Правильный подбор составляющих пирога сделает здоровый микроклимат в Вашем доме из бруса. Для сохранения микроклимата в основании кровли располагают слой паро изоляции, это не дает возможность влаге из помещения попадать в подкрышное пространство. Над пароизоляцией располагают утеплитель.
  • Утеплитель выбирают исходя из географического месторасположения дома. Пенопластом утеплять не рекомендуют, так как он не долговечен и его портят грызуны. Лучшим решением будет утеплитель на основе стекловолокна или бальзата.
  • Исходя из конструктивных особенностей дома, утеплитель располагают внутри крыши, или снаружи. Утепляют весь чердак. Над утеплителем обязательно оставляют зазор. А потом – слой гидроизоляции в виде дышащей мембраны.
  • Слой гидроизоляции располагается таким образом, что обязательно остается место для выхода воздуха, чтобы влага не скапливалась в утеплителе. Конденсат должен стекать по провесам гидроизоляции, не попадая на деревянные конструкции.
  • На гидроизоляцию монтируют кровельный материал на обрешетку.

    При этом между покрытием и гидроизоляцией оставляют зазор для вентиляции. Изредка в качестве кровельного материала используют древесину в виде досок, дополнительно обрабатывая доски пропитками, для влагостойкости.

  • Деревянная крыша уступает другим видам кровельных покрытий, более современным. Она не долговечна и не влагостойка.
  • Для крепления металлического профнастила, используют саморезы с резиновыми прессшайбами, не пропускающими влагу под кровлю в местах крепления. После монтируют конек крыши и ветровые планки.

  • Следует организовать водосток, он защитит стены дома от влаги, увеличит долговечность строения и фундамента.

Больше интересных и полезных статей на нашем сайте

Как правильно закрепить стропила к мауэрлату

Иногда может случиться так, что длины стропильных брусьев могут быть недостаточными. Это может произойти в том случае, если, например, возводят крышу, так называемой, Т-образной формы. В таком случае, чтобы предотвратить, а лучше всего исключить вовсе провисание кровли по длине, из за осадков или под своим весом, тогда нужно значительно укрепить кровлю, чтобы этого не произошло.

Устранить проблему можно двумя способами: установить в стропильную систему, в ее середину, прогон, который будет более равномерно распределять нагрузку. Либо воспользоваться другим способом, а именно, установить дополнительные балки поперечного типа, а также распорки, которые будут достаточно эффективно распределять всю нагрузку.

В данном случае второй способ является более практичным, и сегодня он применяется довольно часто при постройке мансардных крыш.

Когда весь монтаж стропильной системы своими руками уже завершен, необходимо произвести обрезку всех стропил, которые есть на крыше по всему уровню карниза. А потом уже можно приступать, при необходимости, к гидроизоляционным работам.

Итак, дерзайте! Создавая стропильную систему своими руками, вы приобретаете бесценный опыт, самоуважение и значительную экономию расходов на строительство вашего дома.