расчет балок плоской кровли

Как рассчитать плоскую кровлю: снеговая и другие виды нагрузок, габариты

Кровельные конструкции с уклоном в пределах 1-11° относятся к плоским и рассчитываются с учетом повышенных требований к надежности, герметичности и изоляционным свойствам.

При простой конфигурации стен и индивидуальном использовании расчет таких крыш при желании выполняется своими силами, после сбора нагрузок и уточнения условий эксплуатации.

Виды нагрузок и расчет

Конструкция воспринимает два основных вида нагрузок: постоянные, включающие собственный вес перекрытия, ограждений и пирога, и временные (снеговая и ветровая нагрузка, вес оборудования, людей и перемещаемых по поверхности объектов). Оба вида учитываются при расчете в комплексе.

В случае стандартной, неэксплуатируемой плоской крыши суммируются:

Непосредственно перед суммированием все собранные нагрузки умножаются на коэф.надежности (см.табл.):

Расчет нагрузок на плоскую крышу усложняется при планировании ее постоянной эксплуатации, а именно – при размещении на ее поверхности:

Так, при размещении на поверхности кровли кафе, ресторанов или мест возможного скопления людей в общей нагрузке прибавляют от 480 кг/м², спортивных или концертных площадок – 360.

Особого внимания требуют крыши, рассчитываемые на интенсивное перемещение транспорта. Помимо сверхвысоких весовых нагрузок (до 25 т/м²) при их проектировании важно исключить или как минимум снизить влияние вибрационных воздействий.

По понятным причинам расчет таких конструкций доверяют профессионалам.

Снеговая

В отличие от крутых скатных конструкций плоские крыши всегда испытывают влияние снеговых нагрузок, без исключений учитываемых при расчете. Точный алгоритм зависит от назначения крыши, но в большинстве случаев пошагово:

Помимо среднего объема выпадаемого снега при расчете данной нагрузки следует учитывать конкретные климатические особенности региона и участка. Особое внимание уделяется влажности и температурным условиям – накапливающий влагу, но не растаявший снег весит в 2-3 раза больше сухого.

При повышенных требованиях к надежности или неблагоприятных климатических условиях полную снеговую нагрузку находят путем сложения кратковременной (Sp) и длительной (Sp*0,7) нагрузки. Итоговое значение для каждой все также умножается на коэф. надежности – 1,4.

Помимо прибавления полной снеговой нагрузки к другим полученное значение используется для проверки прочности и несущих способностей самых слабых элементов плоской крыши. В частности, эта величина учитывается:

Как посчитать габариты крыши?

Расчет начинается с составления чертежа конструкции, учитывающего точные размеры постройки, требования к парапету, уклону и системе водоотвода.

При сравнительно небольшой площади крыша закладывается с одним общим уклоном в одну сторону (в идеале – не выходящую на дорожки, террасы или зоны отдыха и учитывающую влияние сильных постоянных ветров).

На крышах со сложной геометрией стен или большой площадью план разбивается на отдельные участки с треугольной или ромбовидной разуклонкой, отводящей влагу к внутренним узлам водосбора, парапетным воронкам или к тем же наружным сторонам.

Площадь

Простая форма поверхности исключает потребность в сложных формулах: площадь плоской кровли находится путем умножения ее длины на ширину. При этом длину наклонной части находят по формуле:

Несмотря на небольшую величину последнего пренебрегать им не рекомендуется, допустимая погрешность при расчете габаритов плоской кровли варьируется в пределах ±10 мм, не более.

Высоту

При проектировании таких конструкций заранее выбирается способ заложения нужного уклона (от 1,5-3° для эксплуатируемых крыш, 3-6° — зеленых, инверсионных и эксплуатируемых).

Облегченные балочные виды, конструкции с основаниями из профнастила или заливаемые на месте бетонные перекрытия могут закладывается с нужным углом на этапе строительства, но при работе с готовыми ж/б основаниями отвод влаги чаще обеспечивает разуклонка. Рекомендуем почитать другие наши статьи об устройстве и монтаже плоской крыши своими руками, а том числе по деревянным балкам и на каркасном доме.

Требуемая высота подъема рассчитывается путем умножения длины ровной горизонтальной части крыши на тангенс угла ее наклона. При необходимости расчета объема раузуклонки (требуемом для получения количества используемых материалов и их веса) используется простая формула:

V = (a∙b1 + a∙(b2 – b1) / 2)∙с, где

Толщину

Алгоритм расчета пирога и сечения плоских крыш зависит от способа его обустройства (с размещением утепляющей прослойки под, между и поверх основания) и типа (классического или инверсионного, эксплуатируемого или нет).

Число и порядок монтажа слоев выбираются заранее и учитываются при выборе высоты возведения парапета (при наличии, расстояние от наружного слоя до края ограждения не может быть меньше нормативного), определении точной весовой нагрузки от пирога, проектировании систем вентилирования и водоотвода.

Толщину рулонных покрытий, обмазочного слоя или кровельных покрытий указывает производитель, сложить их вместе не составит труда. Основные сложности заключаются при определении числа и толщины каждого слоя, включая дренажные, армирующие, разделительные или пригрузочные. Особое внимание уделяется толщине утепляющей прослойки, обосновываемой теплотехническим расчетом, учитывающим регион строительства и параметры самой теплоизоляции.

Сечение несущего основания подбирается с учетом суммарных весовых нагрузок и проверяется на прочность на изгиб. Особого внимания требуют конструкции с большой площадью, прогибающиеся посередине или в местах накопления снега. При существенных снеговых или других временных нагрузках они требуют дополнительного укрепления или герметизации.

Важно! Помимо суммирования толщины всех прослоек на этом этапе проверяется соответствие их характеристики ожидаемым эксплуатационным нагрузкам.

Сервисы и онлайн-калькуляторы

Большинство популярных строительных онлайн-калькуляторов (stroy-calc.ru, grandline.ru и аналоги) рассчитывают эту конструкцию как односкатную с минимальным уклоном.

Такой подход допустим при заложении облегченных пологих конструкций с балочной системой стропил, но для расчета ж/б перекрытий и пирога эксплуатируемых крыш эти сервисы подходят плохо. В то время как профессиональные программы типа ZVsoft с таким задачами справляются лучше, но в онлайн-режиме они работают редко.

Выбрать схему разуклонки, раскладки утеплителя, рулонных покрытий и крепежей помогают сервисы производителей кровельных материалов для плоских крыш. Примером служат калькуляторы Технониколь nav.tn.ru.

Из видео узнаете, как сделать расчет ветровой нагрузки на плоскую кровлю с помощью онлайн-калькулятора:

Заключение

В заключение стоит отметить, что при проектировании таких конструкций помимо сбора нагрузок и расчета габаритных размеров (в целом простого и практически исключающего ошибки) следует заранее определится со способом обустройства парапета, участков примыкания к вертикальным конструкциям и узлам водосбора.

При площади крыши более 50 м² в схему вводят дефлекторы для вывода влаги из пирога, в свою очередь нуждающиеся в выборе правильного места установки.

Источник

Расчёт крыши

Перед началом расчетов нужно уяснить, что крыша и кровля – это не тождественные понятия. Под «крышей» мы имеем в виду всю систему, которая стоит на мауэрлате: стропила, обрешетка и контробрешетка, всевозможные виды изоляций и, наконец, кровельный материал, то есть непосредственно «кровлю». Онлайн-калькулятор крыши с чертежами позволяет получить данные и по крыше, и по кровле – в удобном для вас формате.

Готовый расчет стропильной системы и металлочерепицы на крышу (а также других видов кровельных покрытий) можно сохранить как в виде простых цифр по количеству стройматериалов, так и в виде чертежей и 3D-моделей. Результат вы можете сохранить на ПК или мобильное устройство, с которого вы вводили данные, а также отправить на e-mail самому себе или специалисту, который занимался проектированием вашего объекта. Кстати, перед закупкой рекомендуется проконсультироваться с ним или с профессиональным сметчиком: онлайн калькулятор для расчета кровли с чертежами крыш рассчитан на стандартные исходные данные – ваш объект может иметь особенности, которые сервис не учтет.

С помощью сервиса можно делать расчеты:

Все данные вводятся в сантиметрах – так, длину крыши по коньку, которая будет составлять 12 метров, необходимо указывать как 1200 сантиметров; результаты сервис также выдает в сантиметрах.

Если необходимо, под основными данными можно проставить галочки для учета дополнительных материалов: мауэрлата, контробрешетки, гидроизоляции и утеплителя. Сервис учитывает самые используемые виды и марки материалов.

Источник

Плоская крыша по деревянным балкам: варианты конструкций и особенности их устройства

При сооружении городских многоэтажек и промышленных объектов, основой плоской кровли обычно становится железобетонная плита. Но для частных домов, особенно каркасных и деревянных, такой выбор, чаще всего, неприемлем. В этом случае сооружается плоская крыша по деревянным балкам. Ее основным преимуществом является легкий вес, снижающий нагрузку на стены и фундамент.

Устройство такой крыши проще и дешевле, чем при использовании тяжеловесных ж/б плит. А функциональность та же. Поэтому такой вариант плоской кровли часто выбирают желающие построить ее своими руками.

Содержание

Для каких построек подходит плоская кровля на балках?

Основная доля таких крыш приходится на частные дома и коттеджи, владельцы которых ценят футуристический стиль, удобство и практичность. Еще – на перекрытия веранд, террас, балконов, гаражей. Как правило, все эти постройки деревянные или каркасные, требующие легкой конструкции кровли. Но это не обязательное правило. Материал стен может быть любым – кирпич, газобетон, пенобетон и т.п. В этом случае часто деревянные балки врезаются в мауэрлат – деревянный брус, идущий по периметру стен и соединенный с ними с помощью анкерных болтов или шпилек.

Плоская кровля особенно привлекательна для застройщиков тем, что ее горизонтальную поверхность можно использовать в качестве полезной площади. Причем, это возможно даже для кровли, в основании которой лежат деревянные балки.

Конечно, использовать освободившиеся метры для автостоянки, бассейна или теннисного корта не стоит. Все-таки для подобных проектов требуется более монументальное основание. А вот открытую террасу, смотровую площадку, домашнюю оранжерею деревянные балки выдержат запросто. Главное, правильно произвести расчет и не экономить на толщине пиломатериалов.

Виды плоских кровель на балках

На деревянных перекрытиях можно соорудить плоскую кровлю следующих видов:

То есть все возможные виды – без ограничений.

Неэксплуатируемая крыша – обычная, завершающаяся гидроизоляционным финишным покрытием. Она предназначена исключительно для защиты помещения от условий окружающей среды и не ставит перед собой иных целей. Использовать ее в качестве места отдыха, перемещаться большими компаниями, устанавливать террасную мебель и вазоны с цветами – нельзя. Покрытие такой кровли рассчитано на то, что на нее периодически будут подниматься 1-2 человека, исключительно для обслуживания конструкции.

Эксплуатируемая крыша – уже интереснее и сложнее. Кроме непосредственных защитных функций, такая крыша играет роль дополнительной полезной площади для домовладельца. Пирог конструкции заканчивается не гидроизоляцией (склонной к повреждениям), а защитным покрытием – брусчаткой, деккингом, деревянным настилом, тротуарной плиткой, дерновым слоем, щебнем или гравием.

Инверсионная крыша – кровля-перевертыш, качественно иной вариант. Может быть как эксплуатируемой, так и неэксплуатируемой. Ее особенностью является перевернутый порядок размещения слоев в пироге. Если в обычной кровле гидроизоляцию укладывают поверх утеплителя, то в инверсионной кровле все наоборот. Гидроизоляция лежит под утеплителем, а пароизоляция вообще исключается из структуры пирога. За счет этого гидроизоляция оказывается защищенной от уличной среды и срок ее эксплуатации увеличивается.

Однако под влиянием неблагоприятных уличных условий оказывается утеплитель, поэтому в составе инверсионных кровель выбор данного типа изоляции ограничен. Только ЭППС (эктрудированный пенополистирол) и ничего более! Этот материал имеет практически нулевое водопоглощение, большую плотность и прочность. Сверху ЭППС в инверсионных кровлях пригружается промытым гравием, брусчаткой, тротуарными плитами или дерновым слоем.

Интересным вариантом эксплуатируемых крыш (в том числе и инверсионных) является зеленая кровля. Она также может удерживаться на деревянных балках. Пирог такой кровли заканчивается почвенным слоем, на котором высаживаются растения. Имеются и другие, не использующиеся для прочих типов кровель, элементы: дренажный слой (гравий, керамзит, колотая пемза или геоматы), фильтрационный слой (геотекстиль).

Каркас плоской кровли на деревянном основании

Каркасом описываемых кровель являются деревянные балки, уложенные по типу межэтажного перекрытия. Могут использоваться полноразмерные деревянные пиломатериалы или составные из нескольких элементов (клееные). Часто балки выполняют из досок сечением 100х150 мм.

Балки укладывают с опорой на стены, аналогично межэтажным перекрытиям. Если постройка деревянная или каркасная, то балки опирают на верхний венец бревен или верхнюю обвязку. Если кирпичная или блоковая – то на предварительно закрепленный мауэрлат. В качестве мауэрлата обычно используют брус сечением 150х150 мм или 150х100 мм. Его монтируют на верхнем поясе стен с помощью анкеров или шпилек. Для защиты деревянного мауэрлата от материала стен, между ними прокладывают 1-2 слоя гидроизоляции (рубероида).

На балках делают выпилы под мауэрлат, укладывают их и закрепляют с помощью металлических уголков или гвоздей. Шаг между балок выдерживают 50-120 мм (в зависимости от рассчитанной нагрузки).

При монтаже балок важно обеспечить уклон кровли 1-6°. Несмотря на то, что кровлю называют плоской, абсолютно горизонтальной она не является. Небольшой уклон необходим, чтобы обеспечить перемещение воды к водостоку и таким образом предотвратить ее застаивание.

Создать требуемый уклон можно следующими способами:

Чаще всего используют первый вариант, то есть сразу укладывают балки с уклоном. Самый простой способ сделать это – закрепить вдоль верха несущей стены прочный прогон из бруса или доски, который приподнимет каркас (балки) с одной стороны. Вместо поперечного прогона можно также установить короткие радиальные балки, идущие от центральной сдвоенной диагональной балки.

Пирог плоской кровли: а что внутри?

Пирог плоской кровли на деревянном каркасе может иметь разную структуру. Существует множество вариантов конструкций, многие из них выложены в сети Интернет. И все они будут работать!

Вариант #1. Кровля с утеплителем поверх балок

Изоляционные слои плоской кровли можно уложить поверх балок. К примеру, проверенный работающий вариант (классическая кровля с утеплением):

При использовании в структуре одновременно утеплителя ЭППС и ПВХ мембраны, между ними обязательно прокладывают разделительный слой (геотекстиль, стеклохолст). Дело в том, что эти два материала несовместимы и при их непосредственном контакте происходит разрушение ПВХ.

Полимерную мембрану закрепляют на утеплителе механическим методом или пригружают балластом. В качестве балласта применяют щебень или гравий (для всех типов кровель), брусчатку (для эксплуатируемых кровель), грунт (для зеленых эксплуатируемых кровель). Однако, при выборе балласта, следует трезво оценить надежность деревянного каркаса, его предельную нагрузку.

Если в качестве финишного покрытия предполагается использование наплавляемой гидроизоляции или мембраны ЭПДМ с клеевой фиксацией, в рассмотренную выше схему вносят изменение. Заключается оно в том, что между утеплителем и гидроизоляцией прокладывают листы фанеры, ОСП или ЦСП.

Получается такая схема:

Монтаж наплавляемой кровли традиционно требует применения газовой горелки, поэтому по существующим пожарным нормам он недопустим на деревянных конструкциях. Поэтому действуют следующим образом. Первый слой гидроизоляции приколачивают гвоздями или приклеивают к деревянной основе, а второй слой – наплавляют, как и положено. Удобно также воспользоваться еврорубероидом со специальной клеящей основой, для которого рекомендован холодный монтаж без разогрева горелкой.

Монтаж мембранной кровли по деревянному основанию показан в видео-сюжете:

Вариант #2. Кровля с межбалочным утеплением

Другой принцип сборки пирога плоской кровли связан с укладыванием утеплителя в межбалочное пространство. Такой вариант более удобен, чем первый, если в качестве гидроизоляции используются ЭПДМ мембраны с клеевой фиксацией или наплавляемая кровля.

Часто применяется такая схема кровельного пирога:

В принципе, похожая система применяется при формировании классических скатных кровель.

Вариант #3. Кровля с внутренним утеплением

В этом случае на несущую конструкцию (балки) нашивают листы фанеры, ОСП или ЦСП, а по ним укладывают гидроизоляцию. Остальные изоляционные слои кровельного пирога нашивают со стороны помещения.

На балках закрепляют черновой потолок (из досок или листовых материалов), к нему, перпендикулярно несущим балкам, привинчивают планки с шагом 40 см. Между планок размещают пенополистирольные плиты, приклеивая их на мастику или клей. К утепляющему слою подшивают пароизоляционную пленку. Закрывают изоляционный пирог чистовым потолком.

Схема конструкции (сверху вниз):

Примерная схема будет выглядеть так:

Вариант #4. Инверсионная кровля по балкам

А можно пойти против всех «традиционных» решений и соорудить инверсионную крышу на балках. За счет того, что гидроизоляция будет прикрыта утеплителем, то есть защищена от нагрузок, воздействия кислорода, УФ-лучей и осадков, срок ее службы значительно повышается.

При сооружении инверсионной кровли можно воспользоваться следующей схемой (снизу вверх):

Принцип инверсионной кровли часто применяют и для устройства зеленых крыш. Например, можно сделать так:

Какое финишное покрытие использовать?

Деревянная основа плоской кровли, наряду со своими достоинствами, имеет и особенности со знаком «минус». Это – повышенная пожароопасность и невысокая несущая способность (по сравнению с ж/б плитами).

Для гидроизоляции такой кровли желательно применять материалы, не требующие горячего монтажа. В идеале – полимерные мембраны. При выборе наплавляемых битумно-полимерных покрытий (из серии еврорубероидов), первый слой материала монтируется механически, а второй – способом наплавления. Чтобы снизить до минимума возможность возгорания конструкций во время монтажа, в качестве сплошной обшивки (на которую укладывается гидроизоляция) рекомендовано использовать негорючие плиты ЦСП.

При сооружении эксплуатируемых и балластных кровель, также следует помнить о том, что излишняя нагрузка для деревянного основания может быть фатальной. Поэтому, если несущая способность используемых балок невелика, для финишного покрытия следует подбирать легкие материалы — деккинг, палубную доску, резиновую тротуарную плитку (резиновые маты) и т.п.

Если же все сделать правильно (рассчитать нагрузку, подобрать элементы кровельного пирога), то плоская кровля на балках может стать не только отличной защитой от неблагоприятных внешних условий, но и местом отдыха. Стоит только захотеть!

Источник

Пошаговый план строительства стропильной системы плоской кровли. Реальный опыт самостройщика. Расчёты, аргументы, вопросы и ответы.

Снеговая нагрузка

Самый популярный вопрос: как же чистить от снега плоскую кровлю? Ответ простой — Плоскую кровлю не надо чистить от снега, от слова совсем.

В зависимости от региона снеговая нагрузка будет разной. В нашем регионе она составляет 100 килограмм на метр квадратный. Надо понимать что это в самую лютую зиму. Несущая способность кровли намного выше чем снеговая нагрузка. Поэтому снег кровле не страшен.

Есть предположение, что снеговая нагрузка на плоской кровле меньше, чем на скатной. Когда дует ветер со снегом, на одном из скатов двухскатной кровли накапливается сугроб. Если установлены снега улавливатели то образуется наледь. А если этот скат на северной стороне то это наледь долго не будет таять.

Возникает сильный перекос нагрузок и стропильная система может его не выдержать. С плоской же кровлей объём снега накапливаться не может — он просто будет сдуваться.

Плюсы плоской кровли

Плоская крыша каркасника: двутавр, фермы или стропила

Вариант 1. Двутавровое деревянное перекрытие

Отличный выбор как для межэтажного перекрытия, так и для плоской кровли. Из её плюсов: это огромная несущая способность, способность перекрывать очень большой пролёт без опор и небольшой вес.

Минусы: она стоит запредельных денег по сравнению с фермами или стропилами и время сопротивления огню слишком мало. Таких балок понадобилось бы больше чем стропил.

Вариант 2. Фермы на МЗП (гвоздевых пластинах)

Еще один вариант это фермы собранные на гвоздевые пластины. Они же металлозубчатые пластины, сокращенно МЗП. Чтобы их собрать нужен пресс, но это не самый большой минус. Импровизированный пресс можно изготовить из домкратов.

Когда я посчитал стоимость ферм на гвоздевых пластинах для дома 6х12, то ценник был дороже тысяч на 20 рублей. Но всё равно этот вариант достойный изучения. Так как утеплить такие фермы будет проще, чем следующий вариант.

Вариант 3. Стропила

Мы остановились на стропилах из доски 150х50мм.

Помимо низкой стоимости задача стропил нести достаточно большую нагрузку.

Расчёт нагрузок на плоскую кровлю

Несущую способность кровли не смогли посчитать два инженера кровельщика. Обычному смертному, как мы с вами, это сделать практически не под силу. Слишком много нюансов и слишком большая ответственность в случае просчёта. У боковых стропил есть опора из внутренних стен, поэтому у них большая несущая способность. Пролёт центральных стропил 6 метров без промежуточных опор. Их нужно считать.

Мне повезло и я нашёл специалиста — Никиту Зияева. Он ответил на все мои вопросы и крайне грамотно всё рассчитал. Специализируется на проектировании жилых домов и сооружений по каркасной технологии. В качестве благодарности привожу его контакты. Обращайтесь.

Как поднимать стропилы наверх

В комментах подсказали отличный способ:

Полиспаст. Дешевле и быстрее. Ставим стойку 100*100мм. 6М вертикально. Крепим временно к наружной стене. Фермы складываем под этой стеной снаружи.

По одной поднимаем полиспастом. Потом оборачиваем вокруг этой стойки-крана и стравливая полиспаст опускаем на стены. И так все фермы. Потом их просто растаскиваем, двигаем по стенам по всему дому.

Главное стропила нужной стороной (зеркально) цеплять.

Полиспаст ещё называется блок ролик двойной. Продаётся в магазинах альпинисткого снаряжения. Таких надо два. И три карабина. Верёвки 30 метров. Весь комплект около 3 000 рублей выходит. Постоянно им пользуемся для поднятия стен, ферм и балок. До 400 кг можно поднять.

Цифры и подробности

Сборка стропил (видео)

Последовательность сборки и установки стропил плоской кровли смотрите в авторском ролике:

Утепление плоской кровли

Автор обещает ролик, а пока в комментариях поделились своим способом:

На счёт утепления крыши проблем с такой стропильной системой нет. Снизу по стропилам нашиваешь контр обрешётку и укладываешь минвату. Она будет служить дном для эковаты.

У нас уже был уложен кровельный материал. И приходилось укладывать минвату изнутри порядно. Начинать нужно с самой нижней части кровли. Чтобы потом можно было снаружи запихать остаток эковаты, так как внутри это будет сделать уже проблематично и зашить.

Сначала вдоль длинной стены укладываешь ряд минваты. Потом засыпаешь эковату.

Делали втроём. Один разбивает на полу брикеты с эковатой, разрыхляет ее граблями, второй насыпает ее в строительный тазик и подает третьему. Третий ее уже укладывает на крышу, и так далее. Подшил по рядно контрбрус, уложил минвату, сделал паутинку из шпагата,чтоб минвата не упала, запихал эковату. Итого 25-30см утепления гарантированно.
Дмитрий шага

Узнать больше этом доме

Источник