Материалы и способы проектирования крыши с одним скатом
От проекта – к реализации
Итак, первым делом нужно вычислить угол наклона будущей крыши, толщину стропил и шаг будущей обрешетки.
Согласно современным Строительным Нормам и Правилам II-26-76 для каждого кровельного материала определен свой минимальный угол наклона
Но все же есть смысл также обращать внимание на то, какой именно угол указал производитель той или иной марки профнастила – обычно минимальное значение больше
Но что вообще сам по себе значит минимальный угол наклона? Это тот уклон, при котором перелива воды между гофрами не произойдет, а, значит, не станут образовываться лужи. Правда, и в этом случае также не учитываются снеговые нагрузки, и то, что сильный ветер способен заталкивать воду и снег в отдельные элементы кровли.
Вот хороший пример достаточно плотной обрешетки под профнастил:
Еще примите во внимание, что чем выше ребро, тем лучше для самой крыши, и тем реже можно делать обрешетку. При выборе угла наклона крыши из профнастила обязательно учитываются погодные условия конкретной местности. Так, профнастил как кровельный материал отличается особо высокой парусностью, а потому в ветреных регионах крыши с таким покрытием нельзя делать слишком крутыми
Так, профнастил как кровельный материал отличается особо высокой парусностью, а потому в ветреных регионах крыши с таким покрытием нельзя делать слишком крутыми
При выборе угла наклона крыши из профнастила обязательно учитываются погодные условия конкретной местности. Так, профнастил как кровельный материал отличается особо высокой парусностью, а потому в ветреных регионах крыши с таким покрытием нельзя делать слишком крутыми.
С другой стороны, прогнуть такой достаточно тонкий материал способны и 1,5 метра снега на доме, а потому с этой стороны профнастил тоже хрупок. Вот почему вычислять угол вам придется тщательно, со всеми расчетами и ответственностью. Но чем ниже скат односкатной крыши, тем качественнее должна быть гидроизоляция и тем плотнее должны быть стыки.
Кроме ветровой нагрузки, односкатные крыши подвергаются целому ряду природных и физических сил, которые родом как из внешней среды, так и из самой постройки. Это влажность, атмосферные осадки и водяной пар, ветер, солнце, перепады температур и агрессивные химические вещества, которые находятся в воздухе. Причем тут воздух? Скажем, есть огромная разница для кровельного покрытия, которое находится на доме в тихом регионе и возле моря.
А теперь давайте разберемся с вопросом вентиляции. Односкатные крыши без чердака, которые называют совмещенными, строят тогда, когда уклон минимален. Их вентиляция происходит за счет наружного воздуха, который проходит через воздушные прослойки в кровельном пироге или через специальные каналы в верхних панелях. Только так на крыше не будет собираться конденсат:
При более близком рассмотрении эти же процессы выглядят так:
Еще одна задача при строительстве односкатной крыши под профнастил состоит в том, чтобы защитить подкровельное пространство от жары. Дело в том, что любое кровельное покрытие, сделанное из металла, под прямыми солнечными лучами в летние дни сильно нагревается. А современные гидроизоляционные пленки с металлизированным напылением на внешней стороне хорошо защищают от такой жары, ведь работают как отражатели невидимых тепловых лучей.
Односкатные крыши можно строить как с чердаком, так и без него. Если наличие чердака на планируется, тогда и кровля, и перекрытие объединяются в одно целое. Т.е. попросту само пространство чердака исчезает, превращаясь в небольшой вентиляционный проем, или и вовсе без него. Невентилируемые односкатные крыши строятся из многослойных или сплошных панелей, либо в очень простых проектах:
Физические характеристики используемых материалов
Стропилу, несущему на себе всю конструкцию крыши, отводится центральная роль. Основной материал выполнения остова ─ деревянный брус соответствующего диаметра, способного выдержать вес выбранного профилированного покрытия. Основные показатели сечения увеличиваются на несколько процентов, создавая запас прочности. Неправильно закрепленный на стропиле профлист со временем может деформироваться под воздействием разницы температур, ветра. Расстояние между «ногами», установленными под профилированный металл, необходимо рассчитать, учитывая все необходимые показатели, сопровождающие установку и эксплуатацию кровельного материала. В противном случае, менять покрытие придется в скором времени.
Листовые гофрированные профили для крыши
Лучше всего под профнастил подходит стропило из дерева хвойных пород, предпочтительно сосны, адекватно реагирующее на воздействие атмосферных изменений, сезонное повышение влаги. Лиственная древесина подвержена гниению, растрескиванию, пересыханию, деформации, отчего материал приходит в непригодность очень быстро. Влажность «правильного» бруса, способного обеспечить наилучшие показатели эксплуатации, составляет пять-пятнадцать процентов. Сухая древесина ломается под тяжестью покрытия, влажная ─ деформируется сама, приводит к деформации кровли, облицованной профнастилом.
Штанга с сечением менее пяти сантиметров может применяться под профильные полосы высотой менее двух сантиметров, то есть стеновые. Профиль используют, строя крыши хозяйственных построек односкатного типа, не требующие утепления и усиления остова.
https://www.youtube.com/watch?v=jTQvBWOZDko
Подбор сечения
При возведении дома профессиональными строителями по заранее подготовленному проекту выполняется расчет по двум предельным состояниям, который определяет высоту и ширину несущих балок по двум требованиям:
- жесткости;
- прочности.
Зависимость конструкции от величины пролета
При строительстве частного дома своими руками расчет можно не выполнять, но необходимо учесть рекомендации в зависимости от пролета. Стропила на односкатной кровле всегда наслонные.
- Пролет до 4,5 метров. Схема предполагает использования цельных стропильных ног, без раскрепления подкосами или стойками. Удобно и пользовать, если планируется устройство мансарды: позволяет увеличить свободное пространство за счет отсутствия промежуточных опор. Рекомендуемое сечение стропил при шаге 0,6 м – 50х150 мм, для шага 1,1 м потребуется увеличение до 75х175 мм.
- Пролет до 6 метров. В этом случае все зависит от угла наклона и пролета. В некоторых случаях хватит стандартной длины доски или бруса – 6 м. При большом угле наклона и пролете приближенном к 6 м потребуется стыковать стропильные ноги по длине. В качестве дополнительной опоры предусматривают подкосы (подстропильные ноги). В месте примыкания подкоса к стропилу стыкуют ногу по длине. Рекомендуемое сечение при шаге 0,6 м – 50х200 мм, при шаге 1,1 м – 100х200 мм.
- Пролет более 6 метров. В этом случае нужно сделать промежуточные стойки, которые возьмут на себя часть нагрузки и уменьшат провисание балки. Правильно устанавливать опоры так, чтобы каждый пролет стропильной ноги был менее 6 метров. Расчет в этом случае выполняют как для многопролетной балки с учетом промежуточных опор. При строительстве своими руками сечение берут так же как и для пролета до 6 м (предыдущий пункт). В этом случае все стропила являются составными.
Если между стропилами планируется своими руками укладывать утеплитель (теплый чердак, мансарда), то расчет учитывает минимальную высоту балок.
Если планируется укладка минеральной ваты, то дополнительно учитывают вентиляционный зазор 5 см. Частично его обеспечивают за счет несущих балок, а частично за счет контробрешетки, которая монтируется поверх них.
Стропильная система мансардной крыши
Большинство частных домов имеет эксплуатируемое подкровельное пространство, называемое мансардой. Такая конструкция отличается увеличенной высотой ската, что вызвано необходимостью создания жилого помещения удобной высоты. Как правило, скаты мансардной крыши ломаные, имеющие изменяющийся угол уклона. Для их установки применяют двойную стропильную систему.
Крутизна нижних полускатов мансардной крыши значительно превышает наклон верхних их продолжений. Плоскостная нагрузка, воспринимаемая ими, не велика. Благодаря этому стропила в нижней части могут устанавливаться с максимальным шагом. Верхние коньковые скаты рекомендуется монтировать с уменьшенным промежутком друг от друга.
Сооружение односкатной крыши
Односкатная крыша из профнастила отличается от двускатной количеством скатов. По сути, это стропильные ноги, уложенные во всю длину пролета дома. То есть от стенки до стенки. Угол наклона чаще всего формируется за счет разности высот стен, на которые стропила упираются. Отсюда и уменьшение элементов односкатной кровли из профнастила.
То есть в кровельной конструкции данного типа полностью отсутствует конек. Сами же стропильные ноги, если их длина большая, опираются в стойки, которые под них устанавливают. Последние в свою очередь опираются на перекрытие дома.
Что касается монтажа обрешетки и самого кровельного материала, то здесь используются те же требования и нормативы, которые были описаны в конструкции двускатной крыши.
Дом с односкатной крышей
https://youtube.com/watch?v=JzB_exgshH4
Интервалы, между стропилами используемые под разные типы кровельных материалов
Осуществляя расчет шага ноги стропил необходимо учитывать характеристики и размеры кровельного материала. Наиболее популярными можно считать такие виды кровли:
- профнастил;
- керамическая черепица;
- металлочерепица;
- ондулин;
- шифер.
Данные виды кровли используют для монтажа крыш жилых домов, бань, хозяйственных построек. Для каждого типа кровли и формы крыши, односкатной, двухскатной или иной используется определенный промежуток между стропилами.
Профнастил
Профнастил современный долговечный материал, изготовленный из оцинкованного листа, сформированного в определенный профиль. Материал легкий, прочный. При его использовании расчет расстояния между рядом стоящими стропилами составляет 60-90 сантиметров. Большее расстояние возможно, только если есть скрепляющая стропила доска большого сечения. Обрешетка для профнастила делается из доски тридцатки, монтируется через 50 см друг от друга, если угол крыши 15°, профлист укладывают на обрешетку, устланную без промежутков.
Шаг стропил под профнастил не зависит от его марки. Так, С44 самый тяжелый материал крепят на обрешетку с пролетом 30 см, но шаг стропил при этом не меняется.
Керамочерепица
Расчет шага стропильных балок под керамочерепицу, материала большого веса, дорогостоящего, несколько отличается от прочих. Для материала вес, которого велик, используют только просушенные прочные балки сечением 50х150, 60х180 см. Оптимальные, принятые за стандарты расстояния между стропилами составляют от 80 до 120 см. Выбор интервала зависит от уклона и типа крыши. Расчет необходимо производить с учетом длины стропильной балки. Для самого длинного стропила требуется минимальный шаг и наоборот малая длина стропила позволяет использовать шаг максимальной ширины.
Металлочерепица
Металлочерепицу можно смело назвать лидером среди всех кровельных материалов. Ее используют для сложных, вальмовых, щипцовых, шатровых, односкатных крыш. Монтаж ее намного проще керамической черепицы. Металочерепицу можно положить на старую крышу, заменить керамочерепицу, шифер, используя при этом старый шаг. Металлочерепица вести меньше в 10 раз, поэтому используют балки меньшего сечения 50х150, шаг между стропилами составляет от 60-90 см, стандартные величины. Особенно удобно утеплять такую крышу, включив в расчет ширину рулонного или листового утеплителя.
Ондулин
Этот вид мягкой кровли становится все более популярным, легкий, удобный в монтаже, прочный и долговечный. Листы ондулина крепятся в нахлесток на обрешетку 40х50 из досок хвойных пород деревьев (шаг 60 см).
Шаг стропильных ног при этом от 60 до 90 см. Балки нужны сечением 50х150 или 50х200.
Шифер
Шифер широко используется для покрытия хозяйственных построек, бань, домов, гаражей. Поэтому, какое должно быть расстояние между стропилами при использовании этого кровельного материала знают многие. Использование именно этого материала создало систему шага стропил 60-80, обрешетки 50х50. Обрешетку делают из брусков 50х50 или тридцатой доски в зависимости от ската. Для пологой односкатной крыши используется шаг обрешетки 45 см, для двускатной – 65 см.
Фотоотчет со стройки: односкатная крыша на доме из газобетона
Построен дом в СПб. Проекта не было, была общая идея, которая представлена на фото. Дом из газобетона, финишная отделка — штукатурка, крыша — фальцевая выбрана исходя из дешевизны, надежности, простоты монтажа.
Идея дома под односкатной крышей
Начало монтажа односкатной крыши — укладка мауэрлата
Его сначала кладут на место (лежит на шпильках, придерживаемый помощниками), проходят вдоль, стуча молотком по тем местам, где стоят шпильки. В брусе отпечатываются места, где торчат шпильки. Теперь сверлят отверстия и просто насаживают его на шпильки.
Так как пролет получается большим, поставлены подпорки из бруса (150-150 мм), на которые уложен прогон, который будет поддерживать стропильные ноги.
Установка стоек и прогона
Ширина кровли получается 12 метров. Это с учетом выноса в 1,2 метра с лицевой стороны. Поэтому брусья мауэрлата и прогон «торчат» за пределы стен именно на такое расстояние.
Для обеспечения выноса кровли мауэрлат и прогон торчат ха пределы стены
Сначала были сомнения насчет такого большого выноса — крайний правый брус висит на 2,2 метра. Если этот вынос уменьшить, плохо будет стенам, да и внешний вид ухудшится. Потому все решено оставить как есть.
Способ крепления стропил
Далее пирог односкатной крыши для данного случая такой (со стороны чердака — на улицу): пароизоляция, каменная вата 200 мм, вентзазор (обрешетка, контр-обрешетка), влагоизоляция, кровельный материал. В данном случае это пурал темно-серого цвета.
Пример кровельного пирога для односкатной крыши (он вообще-то стандартный)
Утепление изнутри будем проводить потом, а пока поверх стропил укладываем гидро-ветро- защитную мембрану «Тайвек Солид»(паропроницаемая).
Укладываем гидроизоляционную ветрозащитную паропроницаемую мембрану
Обрешетка из доски 25*150 мм
Сначала сделана обрешетка из доски 25*150 мм с шагом в 150 мм. После укладки, походив по крыше, решено усилить обрешетку. Для этого между уже уложенными досками набиваем доски 100 мм ширины. Теперь между досками остается зазор в 25 мм.
Обрешетка односкатной крыши в результате
Далее на нижнем фронтоне набили крюки для монтажа водосточной системы. Набиты они неровно, так как из-за большой длинны фронтона решено сделать две приемные воронки на расстоянии 2,8 метра от края. Для обеспечения стока в две стороны и сделан такой рельеф.
Набили крюки для водосточной системы
Далее надо заносить куски металла (картины) длиной по 12 метров. Они не тяжелые, но гнуть их нельзя, потому «салазки» отпадают. Для подъема построен временный «мостик» соединяющий землю и крышу. По нему и поднимали листы.
Подъем листов по мостику
Установка кляммеров для фальцевой кровли
Укладка фальцевой кровли из пурала
После укладки кровельного материала остается подшивка свесов, а они ничем не отличается.
Кровлю надо довести «до ума» — подшить свесы, но, в основном, она уже готова
Ну, а на фото ниже то, что получилось после отделки. Очень современно, стильно и необычно.
Дом с односкатной крышей — отделка почти закончена
Методика расчета шага каркаса крыши
Еще на этапе проектирования дома из дерева нужно произвести все расчеты нагрузок. Это относится и к стропильной системе
Особенно важно это в деревянном домостроении, так как зачастую вместо мауэрлата используется верхнее звено. Исправить ошибки в такой конструкции впоследствии сложно
Для правильного расчета расстояния между балками существует методика.
Пролет каркаса крыши под строительство дома из бруса стандартно превышает 1 м, а самое маленькое допустимое значение — это 60 см, такие показатели указаны в ГОСТах (см.рис.). Правильно рассчитать длину стропил и их шаг можно следующим вариантом:
- С помощью рулетки замеряется длина ската крыши, результат делят на размер шага каркаса крыши. Например, если расстояние между стропилами 1 м, значит делить нужно на 1, если 70 см, то на 0,7.
- Полученную цифру суммируют с 1 и округляют до ближайшего большего числа. Так можно определить количество балок для одного ската крыши.
- На полученный результат нужно разделить длину будущего ската. В результате получится расстояние между каждым стропилом.
Для примера рассмотрим крышу, скат которой равен 25,5 м и шагом в 0,6 м. Высчитывать нужно следующие показатели: 25,5:0,6=42,5, к 42,5+1=43,5. Эту цифру округляем до ближайшего большего целого, получаем 44. Это количество стропильных балок на 1 скат будущей крыши.
Теперь высчитываем пролет между стропилами: 25,5:44=0,58 м. Получается, ставить ноги каркаса нужно через 58 см. Так можно легко рассчитать шаг любого каркаса крыши односкатной или сложной, без учета кровли. Но профессионалы рекомендуют свои расчеты под определенный вид кровли.
Методика расчета шага каркаса крыши
Еще на этапе проектирования дома из дерева нужно произвести все расчеты нагрузок. Это относится и к стропильной системе
Особенно важно это в деревянном домостроении, так как зачастую вместо мауэрлата используется верхнее звено. Исправить ошибки в такой конструкции впоследствии сложно. Для правильного расчета расстояния между балками существует методика
Для правильного расчета расстояния между балками существует методика.
Пролет каркаса крыши под строительство дома из бруса стандартно превышает 1 м, а самое маленькое допустимое значение — это 60 см, такие показатели указаны в ГОСТах (см.рис.). Правильно рассчитать длину стропил и их шаг можно следующим вариантом:
- С помощью рулетки замеряется длина ската крыши, результат делят на размер шага каркаса крыши. Например, если расстояние между стропилами 1 м, значит делить нужно на 1, если 70 см, то на 0,7.
- Полученную цифру суммируют с 1 и округляют до ближайшего большего числа. Так можно определить количество балок для одного ската крыши.
- На полученный результат нужно разделить длину будущего ската. В результате получится расстояние между каждым стропилом.
Для примера рассмотрим крышу, скат которой равен 25,5 м и шагом в 0,6 м. Высчитывать нужно следующие показатели: 25,5:0,6=42,5, к 42,5+1=43,5. Эту цифру округляем до ближайшего большего целого, получаем 44. Это количество стропильных балок на 1 скат будущей крыши.
Теперь высчитываем пролет между стропилами: 25,5:44=0,58 м. Получается, ставить ноги каркаса нужно через 58 см. Так можно легко рассчитать шаг любого каркаса крыши односкатной или сложной, без учета кровли. Но профессионалы рекомендуют свои расчеты под определенный вид кровли.
Стропильная система для профнастила
Схема расстояния стропил для профнастила.
В качестве кровельного материала можно использовать профнастил. Он может иметь специальное защитное покрытие из полимера выбранного цвета. Такой стальной лист с небольшой толщиной обладает высокой прочностью, устойчивостью к температурным перепадам. Крыши с покрытием из профнастила смотрятся привлекательно, для декорирования можно использовать листы различных оттенков.
Для укладки профнастила используют стропила из деревянного бруса, он укладывается с шагом в 600-900 мм. Сечение бруса может быть 50*100 или 50*150 мм. Если шаг будет большим, то и сечение необходимо увеличить. Специалисты не рекомендуют выходить за указанные рамки, так как прочность будет снижена. Нельзя увеличивать значение, если будет использоваться утеплитель с большой массой. Для обрешетки под профнастил применяется доска или брус, сечение которой составляет 30*100 мм, при этом шаг может составлять 500 мм. Он зависит от того, какой именно профнастил используется, какова высота волны. Доска для карниза должна подбираться примерно на 10-15 мм больше, чем толщина других досок.
Конструируя обрешетку, надо сразу предусмотреть, что потребуется дымоход, элементы вентиляционной системы, различные коммуникации. Сегодня производители предлагают специальные подложки под листы металла, которые повторяют его профиль. Делается это для того, чтобы максимально защитить металл от механических повреждений. Плюс такая прокладка выполняет роль звукоизолятора.
Общий принцип расчетов стропильной конструкции
Основу конструкции крыши составляет деревянная стропильная система, служащая каркасом для монтажа покрытия из профлиста. Точный расчет расстояния между штангами должен выполняться тщательно, во избежание провисания покрытия, деформации профнастила, влекущих внеплановую замену. Шаг стропил под профнастил определяется толщиной металла, составляющего основу материала, типом полимерного покрытия.
Рассчитать расстояние помогут замеры длины ската крыши, соответствующие длине карниза. Дальнейшие математические действия производят по алгоритму:
- Длину ската крыши разделить на величину, равную расстоянию между штангами каркаса. (Например: длина ската ─ 30 м, размер между штангами ─ 0,7 м. 30 : 0,7 = 42,8 );
- К полученной величине добавить 1 (42,8 1 = 43,8);
- Число округлить до большего (43,8 округляется до 44);
Для определения точной величины расстояния между балками, длину ската делят на полученное число (30 : 44 = 0,68 ). Штанги будут устанавливаться на расстоянии 0,68 м.
Таков общий принцип расчетов. Установка каркаса требует более точных, серьезных вычислений, учитывающих несущие параметры остова под покрытие из профилированного листа.
Крыша из сэндвич-панелей
Кровля из сэндвича чаще всего возводится на домах из сип-панелей или постройках ангарного типа. Особенностью сэндвича является его жесткость на изгиб, что позволяет обходиться без установки традиционных стропил.
Небольшие пролеты от конька двухскатной крыши до верхней части стены (либо расстояние между опорными конструкциями односкатной кровли) допускают монтаж сэндвича без дополнительных опор.
установка панелей на крышу
Если длина пролета превышает 4 метра, необходимо установить дополнительные прогоны. Для монтажа крыши из сэндвича на жилом доме нередко устанавливают традиционную стропильную систему, но в этом случае стропила можно расположить с большим шагом – они выполняют функцию опоры для прогонов. Расстояние между стропильными ногами выбирается исходя из длины имеющегося материала для прогонов и длины несущих стен.
Расчет односкатной крыши
Онлайн-калькулятор расчета односкатной крыши – удобный и простой инструмент, который позволяет легко и быстро посчитать основные характеристики при проектировании кровельной конструкции. Процедура займет всего несколько секунд. От Вас потребуется только ввести простые исходные параметры. После этого калькулятор односкатной кровли выдаст результат.
Угол наклона
Важной задачей при проектировании дома является расчет угла наклона односкатной крыши. Он должен обеспечивать быстрый и беспрепятственный сход дождевой и талой воды
Кроме этого, от его значения зависят эксплуатационные нагрузки, которые воздействуют на покрытие и стропильную конструкцию. Минимальный скат может стать причиной снижения ее надежности и долговечности.
Для просчета потребуется ввести исходные геометрические параметры. В том числе, необходимо знать ширину основания и высоту подъема. После их ввода онлайн-калькулятор моментально выполнит математические действия и выдаст точный результат.
Стропила
Несущую функцию кровли выполняет стропильная система. Поэтому правильный расчет стропил односкатной крыши имеет большое значение для обеспечения ее надежности и длительного срока эксплуатации. Его результат позволяет определить количество пиломатериала, необходимого для монтажа стропильной системы. Получить точный результат без навыков в проектировании поможет наш онлайн-калькулятор.
Длина
Для расчета длины стропил в соответствующие формы калькулятора нужно задать параметры:
- высота подъема;
- длина бокового свеса;
- ширина основания.
Система за несколько секунд выполнит вычисления и предоставит точный результат в метрах.
Количество
Помимо характеристик из предыдущего пункта, для вычисления количества стропил нужно ввести:
- шаг установки;
- длину основания;
- фронтонный свес.
После этого система сама вычислит число стропильных ног. Основываясь на полученный результат можно легко определить, сколько пиломатериала нужно закупить для монтажа.
Обрешетка
Данный элемент создает основание для настила кровельного покрытия. Для расчета обрешетки односкатной крыши помимо параметров самой кровли необходимо ввести в соответствующие поля ширину используемых досок и интервал между ними. По результатам вычислений система укажет необходимое количество рядов обрешетки, и сколько досок потребуется для ее монтажа.
Площадь поверхности
При проектировании загородного дома или другого здания важно правильно выполнить расчет площади поверхности односкатной крыши. Его главная цель состоит в определении требуемого объема закупки кровельного материала для настила покрытия – металлочерепицы, профлиста, мягкой черепицы и т.д
Если точно не просчитать площадь, то возможна покупка либо избыточного, либо недостаточного количества материала. В первом случае будет необоснованный перерасход средств. При недостаточном объеме закупки придется докупать покрытие, что затягивает сроки монтажных работ.
Воспользовавшись нашим калькулятором, вы легко получите квадратуру и определите, сколько требуется купить кровельного материала для настила.