Конструктивные особенности двускатной крыши

Для тех, кто собственноручно строит частный дом или баню, двускатная крыша – оптимальное решение. По исполнению она значительно проще вальмовой и ломаной мансардной кровли, но также позволяет обустроить в чердачном пространстве жилое помещение. Без долгих вступлений мы предлагаем разобраться, как правильно сделать стропильную систему и покрытие этой популярной конструкции.

Подготовка

Возвести крышу каркасного дома с плоской кровлей вполне посильно и самостоятельно, однако за более сложные конструкции одному лучше не браться. Выполняя расчеты и составляя проект нужно решить:

  1. Какая будет форма крыши;
  2. Какие потребуется обустроить уклоны для скатов;
  3. Какой будет использован материал кровли;
  4. Продумать стропильную систему;
  5. Определиться с шагом стропил и размерами используемого бруса;
  6. Какое будет расстояние между элементами обрешетки;
  7. С помощью каких материалов будет производится теплоизоляция, защита от пара и влаги.

Преимущества и недостатки кровли с одним скатом

Односкатная крыша имеет положительные и отрицательные свойства, которые выражены в следующем:

Таблица: преимущества и недостатки односкатных крыш

Преимущества Недостатки
  • на изготовление такой конструкции потребуется намного меньше материалов, чем для других типов крыш. Например, для возведения стропильной системы двускатной кровли потребуется в 2–3 раза больше материала. Эта особенность говорит об экономичности строительства такого каркаса;
  • монтаж каркаса и кровельного покрытия односкатной конструкции не представляет сложности;
  • вес односкатных кровель невелик, что позволяет устанавливать их на сооружения с облегчённым фундаментом;
  • изготовление определённого наклона ската крыши позволяет организовать мансардное помещение;
  • наклон крыши ниже 30o обеспечивает высокую устойчивость к ветровым нагрузкам;
  • на обогрев сооружения с односкатной крышей требуется значительно меньше тепловой энергии в сравнении с другими типами крыш. Это связано с тем, что промежуток между кровлей и перекрытием имеет меньший размер, чем у других конструкций. Благодаря этому помещение мансарды или чердака быстро нагревается, тем самым сокращая затраты на отопление;
  • составление чертежей или схем односкатной конструкции крыши не вызовет трудностей благодаря своей простоте. В том случае если нет навыков в черчении и расчётах подобных систем, можно воспользоваться бесплатными проектами, которыми изобилуют строительные сайты в интернете;
  • простота стропильной системы односкатной кровли позволяет быстро и без привлечения специалистов произвести оценку её эксплуатационных качеств, сделать мелкий ремонт или замену основных узлов каркаса, не прибегая к услугам строителей, цены на которые довольно высоки;
  • сооружения с односкатной крышей часто становятся объектами для реализации проектов дизайнеров, которые предпочитают их более сложным конструкциям.
  • угол наклона кровли ниже 45o заставит вас постоянно очищать её от снега, так как вес скопившихся осадков может создать критическую нагрузку на стропильную систему;
  • влага на таком типе крыш дольше задерживается, что может стать причиной протечек. В связи с этим возникает потребность в покрытии кровли дополнительными гидроизоляционными слоями;
  • крупные постройки с односкатной крышей менее привлекательны, чем сооружения со сложными и многоскатными кровлями.

Что такое крыша

Крыша – верхний элемент в конструкции дома, выполняющий основную защитно-декоративную функцию. Она не только защищает дом от всех внешних влияний и предотвращает отток тепла, но и обеспечивает привлекательность здания за счет формы, габаритов и кровельного покрытия. Крышу еще называют пятым фасадом, подразумевая именно ее эстетические параметры, в идеале, соответствующие выбранному архитектурному стилю. Иногда именно крыша «вытягивает» скучную типовую коробку, например, за счет высоты, непропорциональных скатов или удлиненных свесов.

Что касается разницы между крышей и кровлей, то конструктивно, крыша, это сложная, сборная система из различных элементов.

А кровля – именно финишное покрытие крыши с защитно-декоративными функциями. И, как уже говорилось, в обиходе эти понятия взаимозаменяемые. Но если крыша без кровли под временным покрытием (баннеры, рубероид, пленки и др.) при необходимости простоять может, то полноценная кровля отдельно от крыши невозможна в принципе.

Читайте также:  Аэратор для кровли — прочное, надежное и эффективное устройство

Большинство кровельных материалов универсально и подходит практически под все виды крыш, варьироваться будет только сложность работ и количество отходов, то есть – цена вопроса. Однако есть и покрытия, требующие особого конструктива, закладываемого в проект, поэтому в любом случае, оптимальный вариант, когда и тип кровли определяется сразу, на этапе проектирования, особенно, если речь о больших домах и сложных крышах.

На практике же и дома до сих пор сплошь и рядом строят без проекта, «из головы», что уж говорить о крышах, но при таком подходе увеличивается риск получить недострой разной степени готовности. Тем более что при нынешнем обилии специализированных графических редакторов и онлайн-калькуляторов, даже не самый продвинутый пользователь в состоянии выполнить хотя бы примитивный эскиз и просчитать нагрузки, было бы желание.

Виды стропильных систем

Существует 2 разновидности конструкций, применяемых для строительства двускатных крыш на зданиях прямоугольной формы:

  • висячие системы, опирающиеся только на 2 наружных стены дома;
  • наслонные каркасы имеют одну или несколько дополнительных точек опоры в виде капитальных межкомнатных перегородок верхнего этажа.

Примечание. В кирпичных, брусовых и бревенчатых зданиях кровля зачастую опирается еще и на фронтоны.

Изображенная на схеме простейшая двускатная крыша, собранная своими руками из висячих ферм с двумя подкосами и ригелем, не рассчитана на серьезные нагрузки. Подойдет для пролетов не более 6 м, какие бывают в небольших дачных домиках, сараях, гаражах и беседках. Если расстояние между стенами достигает 9 м, то следует применить ферму с четырьмя ребрами жесткости (нижнее изображение на схеме).

Для сооружений с шириной пролета более 8 м изготовление висячих систем нецелесообразно по 2 причинам:

  1. Из-за увеличенного сечения балок и количества подкосов с ригелями цена готового изделия и его сборки значительно вырастет.
  2. В больших домах и дачах всегда есть межкомнатные перегородки, одну из которых можно усилить и использовать как несущую для установки дополнительной вертикальной опоры. Она позволит разгрузить остальные детали фермы и уменьшить их сечение.

Наслонная система, показанная на картинке, за счет средней опоры способна перекрыть проем до 14 м. На нее монтируется вертикальная стойка, подпирающая конек, и 2 ребра жесткости. Чтобы стропила не провисали, между ними надо поставить горизонтальную затяжку.

Если на чердаке одноэтажного дома необходимо обустроить мансарду, то выбирайте стропильную систему наслонного типа с двумя стойками, опирающимися на продольные лежни. Придется увеличить угол наклона скатов минимум до 45°, а стойки сместить ближе к краю, дабы освободить чердачное пространство.

Основные части конструкции стропильной системы

Продумывая устройство стропильной системы крыши, необходимо знать, из каких деталей эта самая система состоит.

#1. Мауэрлат – это как бы фундамент всей системы. Он помогает равномерно распределить нагрузку на стены.

#2. Стропильная нога определяет угол наклона ската, а также общий вид кровли, жестко фиксируя отдельные элементы.

#3. Прогон – скрепляет ноги стропил. Коньковый прогон находится вверху, боковые прогоны – сбоку.

#4. Затяжка – не дает стропильным ногам разъезжаться, соединяя их внизу.

#5. Стойки и подкосы – дают ногам стропил дополнительную устойчивость. Они упираются в лежень (который лежит внизу параллельно коньку).

#6. Обрешетка — набивается перпендикулярно стропильным ногам и представляет собой обрезные бруски или доски. Она призвана передавать всю нагрузку от кровельного материала на стропильные ноги.

#7. Конек крыши — это место соединения двух скатов крыши. Вдоль конька набивается сплошная обрешетка для усиления данной части крыши.

#8. Кобылки — применяют для создания свеса в случае если длинна стропильных ног не достаточна.

#9. Свес крыши — это элемент предназначенный для защиты от попадания на стены избыточного количества осадков.

Теперь рассмотрим такой сложный узел как стропильная ферма. Она имеет плоскую форму, а входят в нее, кроме стропил, растяжки, стойки и раскосы. Их располагают так, что нагрузки на стены внутри дома не происходит. Лишь внешние его стены являются опорами, причем нагрузка идет вертикально. Расстояние между фермами определяется расчетами. Если пролет большой, то ферма состоит из нескольких деталей. У чердака нижний пояс фермы служит в качестве потолка.

Читайте также:  Делаем правильную вентиляцию чердака в частном доме

Выше приведены примеры деревянных стропильных ферм, кроме этого в некоторых случаях применяют фермы сделанные из бетона и металла.

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.

В заключение

Возведение дома своими силами, тем более возведение крыши, является весьма серьезной и ответственной задачей. Как правило, подобные работы, если нанять мастеров, стоят больших денег, поэтому каждому хочется сэкономить, причем значительные средства. На самом деле, при желании, а также наличии некоторых элементарных навыков работы с деревом, это абсолютно доступно для каждого. Тем более что потребуется минимальный набор строительных инструментов, а также помощник, без которого никак не обойтись.

Второй вариант монтажа применим и в том случае, если площадь крыши небольшая. Монтируя сразу все элементы на месте, можно обойтись без подъемных механизмов, хотя времени на весь процесс может уйти значительно больше.

Строительство сарая своими руками Беседка своими руками из дерева Козырек (навес) над крыльцом своими руками Установка откосов из пластика на окна своими руками Каркасный дом своими руками Водяной теплый пол своими руками

Чертежи с размерами

Вероятнее всего, предложенные чертежи не подойдут конкретно под запланированную вами беседку. Однако, они могут дать общее представление о том, как должен выглядеть тот или иной вариант.

Чертеж четырехскатной крыши Шатровая (с размерами) Разрез вальмовой беседки с размерами

Все изображения увеличиваются, то есть на них можно нажимать и открывать полные версии данных фотографий или чертежей. Если на картинке не видны размеры, то постарайтесь максимально ее приблизить, интуитивно можно догадаться каких цифры там должны быть.

Стыковка крыши пристройки и крыши дома

Сращивание крыш основного здания с пристройкой является наиболее надёжным способом защиты конструкции от протечек. Для этого пристройка должна иметь надёжное основание, не поддающееся усадке. Как правило, это ленточный или плитный фундамент, который является продолжением конструкции несущего основания главного здания. Так же стены пристройки соединяют со стенами основного сооружения при помощи анкеров. Так пристройка и здание соединяются в единую конструкцию. Стыковка крыш представляет собой наиболее трудоёмкий и дорогостоящий процесс, требующий частичной разборки кровли основного здания.

Когда стропильный каркас пристройки готов можно состыковать его с крышей дома, соединив в единое целое.

Читайте также:  Капельник и карнизная планка для крыши: виды, нюансы монтажа, отличия

Две крыши соединены в одну конструкцию и готовы к укладке кровельного материала. Стык защищается стандартной ендовой.

Более подробно о соединении кровельных конструкций дома и пристройки можно узнать из видео:

Стыковка крыши пристройки и крыши дома
Стыковка крыши пристройки и крыши дома
Стыковка крыши пристройки и крыши дома

Как сделать расчет

Устройство двускатной кровли по самому простому и стандартному варианту предполагает, что в основе конструкции лежит равнобедренный треугольник. Поэтому сделать необходимые вычисления можно, имея только начальные знания школьной программы.

Теорема о равнобедренном треугольнике гласит, что с помощью высоты треугольника его можно разделить на два равных прямоугольных треугольника. Поэтому необходимо знать величину ширины крыши и ее высоту до конька. В дальнейшем нет ничего сложного в вычислении площади кровельной поверхности и в определении нужного для работы количества материалов.

Как рассчитать систему стропил вальмовой крыши

Расчет несущей конструкции является основным этапом проектирования крыши. Малейший просчет в расчетах может быть причиной деформации или разрушения кровли.

После изучения конструкции крыши необходимо рассчитать угол наклона системы стропил. Чем он выше, тем большему воздействию ветров подвержена кровля, но от снега и наледи очищается самостоятельно.

Величина угла наклона скатов может быть 5-60 градусов, она зависит от нагрузки ветра и снега.

После определения угла наклона следует начинать расчеты определения основных нагрузок, которым подвержена крыша. К ним относятся вес самой кровли и природные явления – ветер и осадки.

Общее значение веса несущей конструкции, обрешетки, покрытия и утепления делят на площадь всех наклонных плоскостей. Полученная величина показывает нагрузку на 1 м2 кровли. Для жилого дома она должна выдерживать нагрузку в 45-50 кг/м2. Этот показатель одинаковый для любой местности.

Осадочные нагрузки разнятся в зависимости от местности и составляют 80-150 кг/м2. Эту величину можно узнать, используя «Строительные нормы и правила».

Значение нагрузки необходимо помножить на корректировочный коэффициент:

  1. На 1.0, когда угол наклона не превышает 25 градусов;
  2. На 0.7, если значение угла 25-60 градусов.

Если кровля подвергается регулярным сильным снегопадам, рекомендуется установка двойных опор или сплошной обрешетки.

Определение ветровой нагрузки подразумевает использование коэффициента давления ветра.

Показатель нагрузок (ветровой и снеговой) умножают на индекс, равный значению шага стропил. Шаг стропил определяется в метрах.

Завершающим этапом является расчет количества и критериев материалов.

После вычисления всех нагрузок на 1 м2 и на площадь всей кровли, определяют сечение опор (наименьшие значения):

  1. Мауэрлат – 10*10 см.
  2. Затяжки и прогоны – 5*15 см.
  3. Кобылки, подкосы, ригели – 10*10, 15*15 см.

Количество балок, на которых крепится обрешетка и дополнительные элементы вычисляется длиной кровли. Например, длина крыши 12 м, шаг между стропилами 1 м. Исходя из этого, понадобится 24 строительные ноги, по 12 на каждую сторону.

При проведении расчетов для объемных проектов рекомендовано использовать специальные компьютерные программы для проектирования.

Все полученные показатели необходимо нанести на чертеж.

Как крепить нарожники

Укороченные стропила опираются одним концом на накосные стропила, другим на мауэрлат или ендову. Узел примыкания нарожника к стропилу выполняется следующим образом:

  • оба торца зарезаются под углом в соответствии с проектом;
  • элементы устанавливаются в проектное положение;
  • к накосному стропилу верхний край временно прибивается гвоздями длиной 120 мм (пристреливается нейлером);
  • окончательно узел фиксируется «глухарем» — толстым шурупом с широкой шайбой.

Есть старый, но очень надежный способ крепления с помощью черепных брусков. Они представляют собой обычные бруски сечением 50х50 мм или доски 50х100 мм длиной 20-30 см. Прибиваются к накосному стропилу гвоздями на 100-120 мм в нижней части нарожника. Верхний край будет раскрепляться обрешеткой или скобами.

При устройстве примыкания укороченного стропила к ендове принцип остается прежним. Черепной брусок прибивается снизу, а сверху можно установить скобу.

Бруски создают распор между нарожником и стропилом, что увеличивает жесткость соединения. Таким способом можно крепить и другие элементы — стойки, подкосы и т.д.