Подбор материалов и расчет их количества
Длина стропил для крыши с одним скатом влияет на размер сечения бруса и его количество. Тонкий брус не предназначен для больших нагрузок, следовательно в таком варианте стропила должны быть установлены более плотно.
При выборе кровельного материала нужно учитывать не только уровень наклона кровельной конструкции, но и ее площадь. Гладкая поверхность повышает соскальзывание осадков, а ребристая – понижает. Это тоже необходимо учитывать при просчетах.
В таблице указаны параметры для выбора брусьев нужного сечения. Для создания стропильного каркаса рекомендуется использовать древесину не ниже первого сорта. На ней не должно быть видимых повреждений, деформаций и плесени
Для каждого вида кровельного материала существуют определенные требования к шагу обрешетки и монтажу. Для черепицы шаг составляет 30 см, для шифера – 44 см. Для гибкой кровли нет жестких требований к шагу и углу наклона. Вес кровельного материала указывается в технических требованиях к эксплуатации.
Чем хороша односкатная крыша?
Выбирая тип кровельной конструкции, важно знать преимущества и недостатки каждого варианта. Только в этом случае получится определить тот самый, который идеально подойдет в отдельно взятом случае. Но, так как в этом материале речь идет об односкатной кровле, то следует описать ее преимущества и сказать несколько слов о недостатках
Но, так как в этом материале речь идет об односкатной кровле, то следует описать ее преимущества и сказать несколько слов о недостатках.
Односкатные крыши
Достоинства односкатной кровли:
- максимальная простота конструкции – построить ее можно самостоятельно, обладая незначительными строительными навыками;
- возможность использования любого кровельного материала;
- незначительная парусность, что позволяет обустраивать такую кровлю даже в ветреной местности;
Беседка с односкатной крышей
- небольшой вес;
- возможность экономить деньги и строительные материалы;
- при необходимости даже под такой кровлей можно обустроить небольшую мансарду.
Но односкатная кровля не лишена и недостатков. К ним можно отнести:
- скромный внешний вид, хотя при желании даже такую кровлю можно превратить в настоящее произведение искусства;
- то, что чердак и мансарда не получатся большими.
Пример односкатной крыши
Монтаж крыши
После установки балок над ними крепится стропильная система, играющая роль опоры для верхней точки кровли. Количество используемых стропил соответствует количеству балок в перекрытии.
Стропила для односкатной крыши
Стропильная система односкатной крыши помогает распределить равномерно нагрузку кровельной системы, ветра, осадков.
Расчет системы стропил производится таким образом, чтобы данная конструкция выдержала максимально возможный вес снежного слоя.
Стропила делят на следующие виды:
- висячие;
- наклонные;
- скользящие.
При наклонных стропилах нижние концы стропильных ног опираются на наружные стены. Соединенные верхние концы упираются в особые подкосы и стойки.
Стропила скользящего типа часто используются при строительстве бревенчатых домов. Опорой при этом является бревно мауэрлата. Соединение со стенами осуществляется при помощи специального устройства – «скользяшки».
При применении стропил данного типа возможна усадка сруба дома, при которой можно избежать повреждения конструкции.
При изготовлении стропил наиболее часто используемым материалом являются хвойные породы деревьев, порой применяются также железобетонные и металлические детали.
Толщина брусьев для стропил варьируется в зависимости от предполагаемых нагрузок, которые будут на них оказываться.
Древесину покрывают особым составом, защищающим ее от горения и гниения.
Для облегчения строительства элементы крыши собирают на земле и только затем поднимают на высоту.
При правильном монтаже конструкция будет представлять собой соединенные со стропильными ногами балки. Образуется фигура в форме прямоугольного треугольника.
Стропильные концы устанавливаются с другой стороны на краю здания. С обратной стороны они фиксируются на стоящей вертикально балке. Все стропильные ноги должны совпадать по высоте и углу.
Стропильная система для односкатной крыши пошаговая инструкция
Исполнение односкатной кровли зависит от пролета здания. Если он:
- Менее 4,5 м, в качестве опор используются стены дома;
- Более 4,5 м, для стропил предусматриваются опоры из бруса или досок, располагающиеся посередине элемента. Возможно исполнение с горизонтальным прогоном (мауэрлатом), который проходит посередине стропил. Стойки монтируются под прогон.
В зависимости от выбранного исполнения производится монтаж стропильной системы.
Первая, как правило, не вызывает трудностей.
Устройство второй выполняется в следующей последовательности:
1. Устанавливаются опорные стойки на стороне, противоположной углу наклона кровли. Монтируются дополнительные опоры, если они предусмотрены проектом. Внешне такие элементы представляют собой распорки, располагающие на заданном расстояние;
2. В мауэрлат устанавливаются балки и крепятся специальным стальным крепежом. Для этого в балках предусматриваются отверстия, размер которого соответствует металлическим опорным штырям. Пазы для крепления обязательно точно рассчитываются, так как от их наклона зависит уклон кровли. Для повышения прочности стропильной системы дополнительно устанавливаются стальные скобы;
3. Стропила укладываются с заданным шагом. Шаг стропильной системы зависит от вида кровельного материала который будет использоваться при отделке. Для листового покрытия расстояние составляет 1,5 м, для металлочерепицы уменьшается до 1,2 м;
4. Стропила фиксируются путем прикручивания к мауэрлату с использованием металлических накладок. Для обеспечения достаточной жесткости системы предусматриваются стойки и подкосы;
5. На стропильную систему укладывается и фиксируется степлером укрывной материал. Места соединений обрабатывают герметиком.
Достоинства односкатной крыши
Данный тип крыши несложен в выполнении, а поэтому такую кровлю можно возвести самостоятельно даже в том случае, когда опыт проведения подобных работ минимален. Достоинствами односкатной крыши является:
- несложность строения. Благодаря этому можно самостоятельно спроектировать и смонтировать крышу без наличия опыта подобных работ;
- устойчивость к атмосферным факторам. Однако, этого можно достигнуть только в том случае, если при монтаже был выбран правильный угол наклона ската;
- экономичность. Данный вид крыши предполагает в сравнении с другими видами меньше затрат;
- легкий и быстрый ремонт поврежденных участков.
Если учитывать все преимущества односкатной крыши, то можно с точностью утверждать, что такая конструкция является наиболее оптимальной. Необходимо отметить, что такая кровля позволяет обустраивать чердачное помещение под жилую комнату, даже если в постройке несущие стены имеют разную высоту. При этом скат располагается на крыше, таким образом, что его край может выступать в качестве кровли для террасы, пристроенной к дому.
Обрешётка и укладка кровли
Схема ничем не отличается от любой другой крыши, но с своими поправками.
Для крепления разреженной обрешётки берутся бруски сечением 50х50. Они укладываются поперёк балок и прибиваются к стропилам и предназначены под профнастил или шифер.
Сплошная обрешётка делается из влагостойкой фанеры, обрезных досок или OSB и рассчитана на гибкую черепицу, ондулин или металлопрофиль. Если кровля из шифера — расстояние между брусьями должно быть достаточным для того, чтобы лист перекрывал две рейки, при этом оставался запас по 15 см с каждой стороны. Как построить односкатную крышу из профнастила — описано ниже.
Так как профнастил сегодня вышел на первое место и практически полностью вытеснил шифер – возьмём его в качестве основного варианта.
Листы укладываются снизу вверх нахлестом в 15 см. Верхний ряд ложится на нижний, листы крепятся при помощи специальных саморезов с резиновой прокладкой для предотвращения утечек. Можно уложить слой стекловаты в полосах нахлеста для лучшей гидроизоляции и предотвращения сквозняков, притом сохраняется правильная вентиляция под кровлей. Для разных целей используют разный тип профнастила:
- Для лёгкой кровли и декоративного монтажа – С (высота волны – 8 и 10 мм). Профиль – трапеция.
- Для обычной кровли или настенного монтажа – НС (высота 35 и 44 мм).
- Для усиленной кровли и межэтажных перекрытий – Н (высота 57/60/75/114 мм). Имеет дополнительные рёбра жёсткости и повышенную прочность. Капитальный вариант.
Преимущества и недостатки
Односкатная крыша весьма популярна при строительстве загородного жилья в стиле минимализм. Кроме эстетичных свойств она имеет много других преимуществ:
- Существенная экономия материалов при строительстве.
- Легкость монтажа, с которым можно справиться самостоятельно.
- Небольшая масса конструкции позволяет в одноэтажных строениях, несмотря на большую площадь, использовать облегченный фундамент.
- Возможность установки на зданиях любого назначения.
- Односкатная кровля позволяет оборудовать мансарду.
- Имеет устойчивость к ветровым нагрузкам.
- Экономия древесины по сравнению с двухскатными крышами аналогичной площади.
Но не все так хорошо. Среди множества положительных моментов необходимо определиться, есть ли у односкатной крыши недостатки. А они есть:
- Неустойчивость к снеговым нагрузкам.
- При небольшом уклоне нужна дополнительная гидроизоляция.
- Невзрачный внешний вид.
Односкатные кровельные конструкции нашли применение в южных регионах, где мало снега и много ветра. Односкатная крыша проста в проектировании и легка в монтаже, поэтому ее под силу сделать своими руками, без посторонней помощи.
Подготовка к рабочему процессу
Поговорим о том, как строится односкатная крыша своими руками пошагово, подробно останавливаясь на всех стадиях работ
Начнем с подготовки — важного и ответственного этапа строительства. Конструкционные особенности односкатной крыши
Устройство односкатной крыши
Устройство односкатной крыши
Особенность конструкции односкатной кровли заключается в ее простоте. Это наклонная плоскость, скатом направленная в сторону преобладающего направления ветра.
Важно! Ориентация ската на ветер — желательное условие, но на практике оно соблюдается редко. Обычно постройки ориентируют скатом от двора. Кровельное покрытие опирается на стропильную систему, представляющую собой наклонную обрешетку из обрезных досок, установленных на ребро — стропил
Вся система строится просто и быстро, но имеет существенный недостаток: создать и обустроить чердачное помещение не удастся
Кровельное покрытие опирается на стропильную систему, представляющую собой наклонную обрешетку из обрезных досок, установленных на ребро — стропил. Вся система строится просто и быстро, но имеет существенный недостаток: создать и обустроить чердачное помещение не удастся.
Расчет угла наклона
Угол наклона односкатной крыши рассчитывается по двум параметрам:
Вычисление оптимального угла для стропильной системы односкатной крыши
- Толщина снежного покрова (снеговая нагрузка).
- Ветровая нагрузка на кровлю.
Чем круче угол, тем меньше снеговая нагрузка, которая может составлять много тонн. Но, при высоких углах подъема крыши, возрастает ветровая нагрузка, при которой кровельное покрытие может сорвать со стропил. Использование сложных формул, требующих учитывать табличные данные СНиП, показания местных метеорологических станций и прочие труднодоступные значения, затруднительно. При монтаже односкатной крыши своими руками этот вопрос решается проще. Выбирают из готовых значений.
Иногда используется онлайн-калькулятор, дающий нужное значение за несколько секунд. Можно поступить еще проще — выбрать в качестве кровельного материала металлочерепицу или профлист, допускающие пологие углы (12°-18°) наклона кровли. Выбор опорных элементов для крыши
При монтаже односкатной крыши своими руками вопрос выбора опор не актуален, поскольку вариантов выбора попросту нет. Односкатная крыша представляет собой практически одинаковую конструкцию на всех постройках, в основе которой лежит стропильная система, основой которой являются деревянные балки.
Пример расчета угла наклона односкатной крыши
Используется обрезной пиломатериал хвойных пород дерева (сосна, ель, лиственница), хорошо просушенный и выдержанный несколько месяцев на участке под навесом. Оптимальная толщина — 50 мм, ширина зависит от размеров крыши и составляет от 80 до 140 мм. Вентиляционная система кровли
Вентилирование кровельного материала необходимо только для жилых помещений. Вспомогательные постройки в нем не нуждаются, поскольку водяного пара во внутренней атмосфере практически нет. Но если постройка отапливается, то вентиляция подкровельного пространства может оказаться полезной. Для организации движения воздуха делаются зазоры между кровельным материалом и стропилами, для чего устанавливается слой контробрешетки, образующий необходимое пространство. Создание чертежа
Держать все важные моменты строительства в голове нецелесообразно. Правильнее составить рабочий чертеж, отображающий все этапы строительства, спецификацию на постройку с полным перечнем количества материалов и размеров деталей. Наличие чертежа поможет избежать ошибок, исключит необходимость переделывать работу заново.
https://youtube.com/watch?v=isx9IagCHIA
Инструменты для строительства крыши
Понадобятся следующие инструменты:
- Электропила, электролобзик, ручная ножовка.
- Электродрель, шуруповерт.
- Строительный или лазерный уровень.
- Рулетка, карандаш, линейка, угольник.
- Отвес.
- Молоток, степлер.
После того, как подготовка закончена, начинается основной этап работ —строительство односкатной крыши своими руками.
Односкатная крыша для беседки или гаража
Чаще всего подобная конструкция выбирается для гаража или беседки. После того, как стены полностью возведены, начинаются монтажные работы:
1. На стену укладывается слой гидроизоляции и мауэрлат;
2. Устанавливаются стропила, предварительно делаются запилы для монтажа торцевой доски. Элементы фиксируются с помощью металлического уголка;
3. Натягивается гидроизоляционная пленка. Вдоль каждой стропилы крепится контробрешка. Поперек стропил монтируется обрешетка. Доски обрешетки подрезаются в размер;
4. Сверху на обрешетку укладываются листы профнастила. Устанавливается торцовочная доска.
Стропильная система
Монтаж стропильной системы для односкатной крыши при наличии небольшого пролета подразумевает укладку балок на противоположные стены на расстоянии около 80 см.
Балки крепят к заранее установленному мауэрлату.
На закрепленные балки устанавливают стропила, количество которых должно быть равно количеству балок.
Далее устанавливаются наклонные балки, которые прикрепляют гвоздями к мауэрлату.
Таким образом, готовая стропильная система имеет опору на заднюю стену здания. При этом угол уклона зависит от того, какое покрытие имеет сооружение.
Стропильная система
Расчет угла кровли в зависимости от снеговых и ветровых нагрузок
Для определения вероятного действия от выпадения осадков на строение (угол наклона двускатной крыши) используется карта снеговых нагрузок Российской Федерации (сопредельных стран).
Карта снеговых нагрузок Российской Федерации
При этом для расчета угла ската кровли используется значение числителя (первая цифра дроби), то есть среднестатистический вес снежного покрова для горизонтальной плоскости. Планируемый угол уклона крыши учитывается коэффициентом µ, составляющим для крыш со скатом:
- менее 25о – 1;
- 25…60о – 0,7 (интерполируется согласно данным, приведенным выше);
- более 60о – не учитывается.
При постройке дома, например, в Подмосковье, здание попадает в третью зону со средней снеговой нагрузкой 180 кг/м.кв. При планируемой кровле с углом наклона в 30о цифру следует умножить на коэффициент 0,7 – итоговое значение составит 126 кг/м.кв.
Для расчета ветровых нагрузок используется аналогичная схема. По карте ветровых нагрузок определяется зона, по месту расположения строения (между зданий, на открытом месте) – тип воздействия ветрового потока. Эти параметры дают начальную формулу, как рассчитать угол наклона крыши.
Карта ветровых нагрузок России
Место расположения здания учитывается коэффициентами из таблицы.
*- Место размещения для дома высотой в 5 м включает область с радиусом 5х30 = 150 м. Таким образом, даже в крупном городе дом, выстроенный в частном районе, будет считаться находящимся в зоне с малоэтажной застройкой.
Упрощенный расчет нагрузки от действия ветра для здания в Подмосковье, распложенного на берегу водоема значительной площади, позволяет получить цифру:
- для зоны 1 (Москва и Подмосковье) среднестатистическая нагрузка составляет 32 кг/м.кв.;
- для ската в 30о, высоты 5…10 м и размещения на открытой местности принимаем коэффициент 1,0;
- конечный результат – 32х1,0 = 32 кг/м.кв.
Однако, помимо обычного воздействия ветра, необходимо учесть его аэродинамическую составляющую.
Иллюстрация — ветровые нагрузки на крышу
В зависимости от преобладающего направления ветрового потока, он будет стремиться сорвать кровлю или «прижать» ее к стропилам. Поэтому с учетом розы ветров рассчитывается усилие для наиболее нагруженных зон и полученное значение применяется для всей конструкции, чтобы унифицировать ее и не использовать в разных зонах стропила различного сечения. Так, с учетом приведенных выше расчетов и планируемой двускатной кровли, принимаем для ветра во фронтон (торец здания) коэффициент -1,4 и умножаем его на номинальное значение ветровой нагрузки: 32х(-1,4) = 44,8 кг/м.кв.
Полученные данные по ветровой и снеговой нагрузке суммируются, при этом знак коэффициента аэродинамического влияния ветра не учитывается. Для расчетного случая итог составит:
126+44,8 = 170,8 кг/м.кв.
Это не превышает допустимой нагрузки на стропильные системы обычной конструкции 300 кг/м.кв., соответственно, крыша с таким углом наклона вполне допустима для данной местности.
Расчет конструкции односкатной крыши
Материалы и способы проектирования крыши с одним скатом
Особенности конструкции крыши с одним скатом
Строение односкатной крыши
Для того чтобы самостоятельно возвести односкатную крышу необходимо понимать ее строение и знать основные типы и особенности такой конструкции. Данный тип крыши делится на два вида: вентилируемые кровли и невентилируемые кровли. Вид кровли следует подбирать исходя из назначения строения.
Кровля невентилируемого типа может возводиться над верандами. Угол уклона ската в такой конструкции обычно составляет не более шести градусов. Однако, следует обозначить, что за такой кровлей необходимо постоянно следить и в зимнее время ее необходимо регулярно очищать от снега. Вентилируемая кровля монтируется в большинстве случаев над жилыми домами или банями. Это связно с тем, что только вентилируемая крыша можно обеспечить необходимый микроклимат в жилых помещениях. Помимо этого, благодаря тому, что кровля оснащена вентиляцией (зазор между слоями изоляции и с помощью отверстий по бокам кровли), она является более долговечной. При этом если вентилируемая крыша имеет небольшой уклон ската, то ее также необходимо периодически в зимнее время очищать от снега.
Односкатная крыша отличается простым строением и несложной системой стропил. Согласно конструкции стропильные ноги должны упираться в мауэрлат, который предварительно делается на стенах строения. В зависимости от того, насколько стены разные по высоте, будет выполняться угол наклона ската. В том случае, если стены дома не отличаются по высоте, то следует на одной стене сделать фронтон, который поможет сделать перепад высоты. Строение системы стропил будет определяться исходя из длины пролета. В том случае, если промежуток от стен, которые является опорой для стропильной ноги, не больше четырех с половиной метров, то стропила не нужно закреплять с помощью дополнительных крепежных элементов. Если же это расстояние составляет более четырех с половиной метра — то стропила следует укрепить с помощью деревянного бруса. С нижней стороны брус нужно упереть для прочности в лежень, который предварительно укладывается параллельно высокой стены. В том случае, если же пролет имеет длину от шести до двенадцати метров, то следует упереть стропила на прогон, который ставится на стойки.
Последовательность монтажа
Для обеспечения запаса прочности используются все конструктивные особенности здания. Заранее рассматривается возможность опереться на любую из несущих стен вертикальной стойкой или подкосом. Их количество и местоположение можно скорректировать и увязать с будущим дизайном, однако без фанатизма – прочность при этом пострадать не должна. Монтаж обычно не вызывает сложностей:
Для безопасности сразу монтируются балки перекрытия, по ним устраивается временный настил.
Монтаж балок перекрытия на доме Источник oooarsenal.ru
- На обе стены крепится мауэрлат. Или устраиваются необходимые для уклона крыши каркасы.
- Устанавливаются крайние стропила и все сопутствующие элементы: стойки, подкосы, по необходимости лежни – создаётся «силовой каркас».
Сборка скелета односкатной крыши для частного дома Источник th.decorexpro.com
Если строительство каркасное и большие фронтоны открыты, необходимо хотя бы временно их закрыть – принять меры для уменьшения парусности крыши.
Для исключения парусности закрывают временно фронтоны Источник moidom38.ru
Далее по подготовленному каркасу укладываются промежуточные стропила и дополнительно раскрепляются по мере надобности. Это время для окончательного принятия решения о способе утепления – шаг стропил можно скорректировать под конкретный утеплитель.
Монтаж промежуточных стропил Источник chrome-effect.ru
Следом монтируется кровельная мембрана, контробрешётка и несущая обрешетка односкатной крыши под конкретный кровельный материал.
На устройство вентиляционного зазора нужно обратить особое внимание – уклон односкатной крыши зачастую невелик. Поэтому зазор должен быть достаточным для эффективного проветривания – его полезно немного увеличить
Завершает работы монтаж кровли. А устройство подшива, водостоков можно совместить с наружной отделкой фронтонов, чтоб дважды не устраивать настилы в одном месте.
Определяем высоту, на которую требуется поднять стену
Чтобы обеспечить найденный угол уклона односкатной кровли, необходимо одну из стен поднять выше. Насколько выше узнаем, вспомнив формулы расчета прямоугольного треугольника. По ним находим и длину стропильных ног.
Как высчитать параметры односкатной крыши
При расчете не забудьте, что длина получается без учета свесов, а они нужны чтобы защитить стены дома от осадков. Минимальный свес — 20 см. Но при таком маленьком выступе за пределы здания смотрится односкатная крыша куцей. Поэтому обычно делают свесы не менее 60 см на одноэтажных зданиях. На двухэтажных они могут быть и до 120 см. В данном случае ширина свеса определяется исходя из эстетических соображений — крыша должна смотреться гармонично.
Пример рисунка в ScratchUp
Проще всего определить насколько надо продлить кровлю в дизайнерских программах, позволяющих прорисовать здание в масштабе и «поиграться» со свесами. Отображаться все должно в 3-х измерениях (наиболее популярная программа ScratchUp). Покрутите в ней разные размеры свесов, определитесь, с каким смотрится лучше (это если проекта нет), а потом заказывайте/делайте стропила.
Как просчитать уровень наклона?
Ключевой фактор, определяющий необходимый уровень наклона односкатной крыши – климат региона. Что бы предотвратить скопление снежных масс во время снегопадов, в северных районах рекомендуется проектировать крышу с углом не менее 30 градусов. Это позволит снизить нагрузку на кровлю за счет самопроизвольного схода снега.
Для географических зон с чрезмерной ветреностью требования кардинально противоположные. Резкий угол наклона усиливает парусность конструкции, снижая ее надежность. К примеру, воздействие ветра и нагрузка на крышу с углом 45 градусов будет в пять раз сильнее, по сравнению с аналогичной кровлей, имеющей наклон 10-11 градусов. Снеговую и ветровую нагрузки региона можно выяснить по специальным картам местности.
Эта карта помогает достаточно точно рассчитать среднегодовую снеговую нагрузку. Этот показатель важен при разработке проекта односкатной крыши и подборе материалов
Еще один параметр, влияющий на угол наклона – тип кровельного материала и его вес. Этот показатель регламентируется производителем. Сооружать конструкцию необходимо с учетом указанных рекомендаций. Несоблюдение этого требования может повлечь протекание конструкции.
Сложив все значения нагрузок, вы получаете финальную цифру расчета. Далее нужно сравнить его с показателями таблицы и подобрать параметры стропильной системы.
В этой таблице приведен ориентировочный расчет нагрузки, оказываемой на стропила. Изменив указанные данные на свои, вы получите расчетную нагрузку на 1 м2 кровли
Чем более пологая крыша устанавливается, тем качественнее должна быть гидроизоляция. Все стыки должны быть обработаны жидким влагоотталкивающим составом. Чаще используется битумная мастика или специальный герметик.
Варианты установки стропильной системы для односкатной крыши
Чтобы опора была надежной можно воспользоваться:
- Двумя несущими стенами из бетона, кирпича или дерева. Их высота должна различаться. Мауэрлат выступает в качестве опоры. Его укладывают двумя полосами, несвязанными между собой;
- Бетонным поясом с арматурой. Его проектируют отдельно и строят, когда возводят стены. Одна несущая из подходящего материала плюс опоры напротив. Для навесов или пристроек. Применяются кронштейны из стали. Они прикручиваются к стене;
- Парой рядов опор из дерева, бетона или кирпича. Пятки должны устанавливаться на часть обвязки. Они могут одновременно стать элементами для обшивки и стен каркаса.
