расчет ломаной двускатной крыши

Онлайн калькулятор расчета стропильной системы, обрешетки и угла наклона ската мансардной крыши

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор мансардной крыши предназначен для расчета углов наклона коньковых и боковых скатов, количества и сечения стропил, объема обрешетки и других материалов, необходимых для возведения крыши. Для проектирования мансардного этажа, следует внимательно ознакомится со СНиП 2.08.01-89 «ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ».

М ансардная (ломаная, покатая) крыша состоит из двух скатов с каждой боковой стороны, с разными углами наклона. Тем самым образуя объемное чердачное помещение называемое мансардой или мансардным этажом. Мансардная крыша может быть достроена на уже готовое здание, тем самым добавляя дополнительное жилое пространство без надстройки полноценного этажа. Данный тип кровли берет свое начало с 17 века. Существует большое множество вариаций исполнения мансардного этажа, с расположением как жилых, так и хозяйственных помещений. Следует внимательно отнестись к выбору кровельных материалов, так как боковые скаты имеют достаточно крутые склоны, в связи с чем могут потребоваться дополнительные затраты на обустройство кровли. А так же следует увеличить количество теплоизоляции и размеры окон, если предусмотрено полноценное жилое помещение.

Д алее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой справа.

Источник

Как сделать ломаную крышу своими руками: расчет площади, монтаж стропильной системы, утепление

Ломаная крыша визуально похожа на пятиугольник. Её скат будто разламывается на две части (нижнюю и верхнюю), каждая из которых монтируется под своим углом наклона.

Конструкция непростая, поэтому требует тщательной подготовки и умелого монтажа. Как правильно сделать расчеты, установить всю конструкцию и какие материалы нужны — читайте далее.

Первый этап – проектирование и расчёты

Создание чертежей ломаной крыши – один из залогов успешного монтажа конструкции. На чертежах и по расчётам можно увидеть, как будет выглядеть крыша в готовом виде, как на её внешний вид и практичность будут влиять размеры, угол наклона и другие факторы.

Если проектировать чертежи в электронном варианте с помощью специальных программ, то модель крыши можно даже увидеть в 3D-формате.

Выбор угла наклона

На выбор угла наклона кровли влияют несколько показателей:

Если уклон будет меньше, то в стыки между материалом начнёт заходить вода и снег, а это снизит срок эксплуатации покрытия.

Стандартные углы наклона в верхней части конструкции составляют от 20° до 30°, а в нижней – от 50° до 60°.

Важно! Если помещение под ломаной крышей будет использоваться как жилое, то угол наклона должен быть таким, чтобы высота конька была не меньше 2,5 м.

Вычисление площади

Ломаная крыша требует тщательного расчёта каждого элемента конструкции. Любые неточности и погрешности приведут к тому, что нагрузка на перекрытия будет распределяться неравномерно. В итоге несущая конструкция не выдержит массы кровельного покрытия и стропильных ног.

Крышу ломаного типа лучше разделить на несколько геометрических фигур (прямоугольников треугольников, трапеций) для упрощения расчётов. Затем нужно провести точные замеры каждой из этих фигур, а потом вычислить их площадь. Общая площадь ломаной крыши будет суммой каждой из перечисленных геометрических фигур.

Количество кровельного покрытия зависит от площади поверхности крыши. К этому значению нужно прибавить 15 % — с учётом стыков, бракованного материала, деформации во время работы и других непредвиденных обстоятельств.

При вычислении общего веса конструкции стоит учесть вес:

Какие материалы нужны?

После того, как будет разработан чертёж и проект будущей крыши, станет понятно, какого сечения брус нужно приобретать, какая должна быть обрешётка и материал кровли.

Стропильную систему рекомендуется делать из древесины, а не из железобетонных конструкций либо металлических профилей. Это позволит снизить общий вес крыши и нагрузку на стены, фундамент.

Можно использовать брус от древесины хвойных пород (сосна, ель). Влажность дерева не должна быть больше 20%. Материал должен иметь гладкую поверхность, без сучков, расслоений, следов поражения насекомыми и трещин.

Пошаговая инструкция возведения кровли

Сооружение ломаной крыши своими руками должно проходить по такой технологии:

Как самостоятельно сделать ломаную крышу в доме с мансардой читайте в отдельной статье.

Монтаж мауэрлата

К мауэрлату крепятся концы стропил. На место установки мауэрлата сначала наносится гидроизоляционный слой, например, рубероид, уложенный в два слоя, либо плёнка в 2-3 слоя.

Брус закрепляется по верхнему периметру стены на специально заготовленные для крепежа шпильки. Шаг между шпильками – максимум 2 м.

Брусья мауэрлата можно дополнительно закрепить к стене при помощи проволочной стяжки.

Чтобы мауэрлат не потерял свою прочность, в нём не нужно проделывать много отверстий. А расположение шпилек должно быть таким, чтобы при монтаже они находились не под стропильными ногами, а между ними.

Установка стропильной системы

После монтажа обвязочного бруса можно приступать к установке стропильной системы. Это производится в следующем порядке:

Теплоизоляция

Вначале крепится пароизоляционный материал, который предотвращает проникновение пара в утеплитель, уложенный сверху. Затем на пароизоляцию выкладывается теплоизоляционный слой. Им может стать базальтовая каменная вата (какой выбрать утеплитель для чердачного перекрытия дома?)

Рекомендация: плотность утеплителя должна быть минимум 35 кг/м³, иначе материал с меньшей плотностью со временем даст усадку, спрессуется, деформируется, потеряет жёсткость, внутри кровли создадутся пустоты и эти места будут сильно промерзать.

Утеплитель укладывается в несколько слоёв внахлёст, чтобы предотвратить появление мостиков холода. Размер теплоизоляционного материала желательно выбирать такой, чтобы он был на 3-5 см больше, чем шаг между рейками контробрешётки. Больше о правилах утепления мансардой крыши частного дома читайте тут.

Поверх теплоизоляции прокладывается гидроизоляция – дышащая мембрана. Она нужна для того, чтобы выпускать влагу из утеплителя, не создавая в нём конденсат, но при этом не пропуская влагу с улицы внутрь помещения.

Обустройство фронтонов

Фронтон ломаной крыши имеет форму пятиугольника. Чтобы его возвести, нужно укрепить стропильную ферму, которая идёт первой с краю стены, а также сделать дополнительные стойки.

Если фронтон будет иметь окна, то для них нужно не забыть оставить проёмы. Вся остальная поверхность обшивается «дюймовкой» и утепляется.

Фронтон можно монтировать двумя способами:

Создание обрешётки

Обрешётка для ломаной крыши – это как основание для здания. Именно на обрешётку будет крепиться кровельное покрытие.

Её можно сделать сплошной либо решётчатой:

На стропила сначала выстилается гидроизоляция (внахлёст на 10-15 см), которая фиксируется с древесиной строительным степлером. Потом монтируются рейки контробрешётки, а затем сама обрешётка.

Установка кровельного покрытия

Технология работы зависит от выбранного материала. Для любого кровельного покрытия сначала проводится раскрой листов, затем их монтаж. При работе с волнообразым материалом саморезы крепятся снизу волны. Если ввинчивать их в другом месте, материал деформируется, само крепление станет непрочным, и во время порывистого ветра в помещении будет казаться, что крыша «гудит».

Для монтажа кровли нужны такие инструменты:

На заметку: если помещение под крышей будет использоваться как жилое, не рекомендуется покупать в качестве кровельного покрытия медную черепицу и железо, ведь летом они сильно нагреваются и в комнате создастся эффект душной парилки.

После установки кровли остаётся только сделать последние штрихи – провести монтаж водостоков, декоративной отделки, конька и снегозадержателей. Коньки крепятся на черепицу внахлёст на 10 см, а снегозадержатели монтируются на саморезы на некотором расстоянии от края скатов.

Распространённые ошибки

Помимо неправильного просчёта количества материалов, нагрузки на здание, есть ещё одна ошибка, которая плохо скажется на надёжности кровли – отсутствие вентиляции либо неправильное её обустройство. Нарушение вентиляционного режима приведёт к тому, что кровельный пирог со временем разрушится.

Чтобы избежать таких последствий, важно:

Полезное видео

О том, как сделать ломаную крышу своими руками вдвоём за 10 дней, можно наглядно посмотреть в этом видео:

Выводы

В строительстве не бывает мелочей. Каждый узел ломаной крыши и каждый её участок должен быть технически грамотно спроектирован, а затем смонтирован.

Если после чтения этой статьи осталось ощущение, что собственных навыков не хватит для самостоятельного возведения ломаной крыши, лучше обратиться к профессиональным строителям.

Источник

Стропильная система ломаной крыши: нюансы расчетов и проектирования + примеры строительства

Популярность ломаных крыш обусловлена экономичностью строительства и возможностью рационально применить чердачное пространство. Именно они используются для организации утепленных и неутепленных мансард. Технология сооружения кровельных конструкций с переменным углом наклона скатов отличается от традиционной двухскатной схемы.

Потому желающим обзавестись мансардным этажом и успешно проявить себя на поприще кровельщика необходимо знать, как устроена стропильная система ломаной крыши и каким образом вычисляются размеры материалов для ее сооружения.

Содержание

Расчет ломанной стропильной системы

Самый яркий и выразительный представитель класса ломаных крыш – пятиугольная конструкция с явной разницей в углах наклона скатов. Даже не углубляясь в специфику ее сооружения, можно понять, что устроена она из двух водруженных друг на дружку ярусов. В нижнем солидном ярусе располагается мансарда, подарившая второе название ломаным крышам. Менее объемный ярус-верхушка, венчающий нижнюю часть, определяет форму конструкции в районе конька.

Кратко о специфике стропильной конструкции

Стропильный каркас для обеих частей мансардной крыши сооружают по правилам, которые диктует обычная технология строительства скатных крыш. Нижнюю часть каркаса ломаной крыши строят путем установки наслонных стропильных ног. В устройстве верхней части могут использоваться как наслонные, так и висячие стропилины. Низ наслонных стропилин имеет право опираться на мауэрлат или на балки перекрытия. Опорой для верха чаще всего служит деревянная рама, одновременно играющая роль каркаса одной из стенок мансарды. В устройстве верхнего яруса ориентируются в основном на удобство работы для исполнителя.

По традиции угол наклона скатов нижней части ломаной крыши значительно круче, чем верхней. Они-то и создают излом – наглядный показатель применения ломаной технологии в строительстве крыши. Однако крутизна верхней и нижней частей скатов может быть равной, из-за чего ломаная конструкция будет выглядеть, как обычная двускатная. Но стоят ее стандартным для ломаных крыш методом, потому что каркас нижнего яруса обязан обеспечить возможность организации эксплуатируемого пространства. Т.е. стропильная система должна обладать необходимыми элементами с заданной несущей способностью для устройства стен и потолка утепленной или холодной мансарды.

Виды нагрузок и их совокупность

Мудреные формулы, согласно которым производится расчет стропильной системы ломаной крыши проектировщиками строительных предприятий, мы приводить не будем. Строители их знают и без нас. Тем, кто решил соорудить одну-две крыши на загородном участке, столь фундаментальные сведения вовсе не нужны. В интернете предостаточно программ, совершающих за пару секунд сложные математические операции по вычислению сечения стропил, опор и балок. Лучше разберем, какие данные потребуются для ввода в программу, а также какие виды нагрузок на перекрытие, стропила верхнего и нижнего яруса следует учесть.

Саму программу качайте здесь — по этой ссылке (для работы нужен только Excel). Дальше мы будем приводить примеры работы конкретно с ней.

Зачем нужны пределы

На каждый элемент стропильной системы ломаной крыши будут действовать различные виды нагрузок. Сумма нагрузок не должна приводить к деформациям и повреждениям, требующим обязательного ремонта. Несущие конструкции по правилам рассчитываются с учетом двух предельных значений, это:

По обоим видам указанных предельных состояний проектировщиками производятся вычисления. Самостоятельному кровельщику эти тонкости не слишком нужны. В имеющихся в интернете расчетных программах с заложенными в них формулами уже учтены пределы. Они введены в расчетный алгоритм в виде сигнальных значений типа:

Обращаясь к автоматической вычислительной помощи, на подобные значения необходимо обращать пристальное внимание. Это предельный минимум, указывающий на то, что реальные проектные значения должны быть больше.

В списке нагрузок, действующих на кровлю, значатся вес зимних осадков, сила ветра, собственная масса, вес мебели и людей, эксплуатирующих мансарду. Нагрузки могут действовать одновременно, поочередно или в любом сочетании типа снег + мебель + человек; снег + ветер и т.д. Расчеты проводят по максимуму в стремлении предусмотреть вероятность воздействия наибольшей нагрузки.

Как определить вес снегового покрова

Для определения веса снегового покрова особых познаний не нужно. Выполняется оно путем выяснения принадлежности площадки строительства к конкретному «снежному региону». Нашли на карте регион с присвоенной ему цифрой, затем посмотрели в табличке, сколько снега будет давить на горизонтальную поверхность.

Для стропилин верхнего и нижнего яруса ломаной крыши показатели веса снега будут различными. Скаты ломаной крыши в большинстве случаев неравнозначны по углу наклона. У твердых осадков больше возможности задержаться и полежать на близкой к пологой верхушке, чем на крутых скатах нижней части. Следует учесть, что на скатах крутизной до 30º вес снега принимают равным единице среднестатистического значения, принятого в регионе на основании многолетних наблюдений метеослужбы. Считается, что на скатах крутизной 60º и более снег не задерживается совсем, т.е. равен нулю. Значение веса снега в интервале между указанными наклонами находят методом интерполяции. Например, если угол наклона 45º, то табличный показатель следует умножать на коэффициент 0,5, для 50º на 0,33 и т.д.

Как найти ветровую нагрузку

Ветровая нагрузка нужна для расчетов устойчивости стропильной системы. Для ее определения опять же используем карту районирования, но уже составленную по значениям давления ветра. Этот показатель необходим для стропильных ног обоих ярусов крыши, потому что пологую часть порывистый ветер способен сорвать и унести, а крутую банально опрокинуть. Определенные по карте сведения о силе ветра корректируют посредством умножения на коэффициент, разработанный для разных типов местности.

В регионах с высокой ветровой нагрузкой увеличивается частота крепления стропильных ног к стенам, т.е. они крепятся проволочными скрутками чаще, чем через одну. Для устойчивости увеличивается количество ветровых связей – подкосов, опор, досок или реек, прибитых к трем и более стропилинам. Их вес необходимо учитывать при расчете общего веса кровельной конструкции.

Нагрузка от массы кровли

Вес кровли – сборная характеристика с индивидуальными параметрами. По сути, это масса кровельного пирога конкретной утепленной или холодной конструкции с определенным видом покрытия и устроенной специально под покрытие сплошной либо разреженной обрешеткой. Рассчитывается она на метр кровельной площади.

Усредненные значения веса покрытий можно найти по табличке. Нужно учесть, что при использовании рельефных кровельных материалов вес снегового покрова следует увеличить на 10%. К примеру, если производится монтаж шифера или профнастила с крупной волной, следует помнить, что снеговой покров в углублениях может скапливаться и долго лежать.

Вес обрешетки зависит от вида покрытия. Устройство мягкой кровли требует сплошного настила из доски, листов влагостойкой фанеры или плит ОСП. Профилированную жесть, шифер, глиняную черепицу монтируют на установленные с определенным шагом бруски. Вес обрешетки увеличится за счет установки диагональных ветровых связей в регионах с высокой ветровой нагрузкой. Массу утепления и самой стропильной системы с подкосами, опорами, прогонами и прочими элементами также рассчитывают в индивидуальном порядке.

Для предварительных расчетов есть ориентировочные усредненные показатели:

Вычисленные с помощью программ показания не слишком сильно должны отличаться от приведенных цифр. Для утепленных мансард список нагрузок следует пополнить весом обшивки. В случае применения утеплителя с коэффициентом теплопроводности мало отличающимся от 0, 04 Вт/м×°С, его массой разрешается пренебречь.

Мы показали, где и как найти значения для ввода в расчетные системы. Все остальные сведения для математического определения сечения стропильных ног, балок, опор вводятся согласно проектным данным. В случае если расчетная система предупреждает о том, что «условие не выполнено» или не обеспечена несущая способность, размеры элементов следует увеличить.

Сооружение ломаной стропильной системы

Перед тем, как приступить к устройству стропильной системы для будущей ломаной крыши, надо сделать проект и произвести расчеты элементов конструкции. Будем считать, что этап проектирования пройден.

Рассмотрим один из типичных примеров сооружения мансарды с двумя ярусами наслонных стропилин, водруженными над кирпичной коробкой. Крепить стропильную систему будем к мауэрлату – деревянной раме из бруса 150×200мм, уложенной заподлицо с внутренним периметром стен. Вдоль наружного края коробки уложен ряд кирпичей, маскирующих мауэрлат и снимающий часть распорной нагрузки. Верхняя плоскость мауэрлата должна быть выше кирпичной обвязки на 2-3 см.

Установка балок перекрытия

Сооружение перекрытия начинаем с установки крайних балок, выносá которых определяют ширину карнизных свесов. Далее по натянутой между крайними балками шнурке устанавливаем промежуточные элементы с шагом, равным расстоянию между стропильными ногами. Для утепленных крыш шаг рекомендовано сделать равным ширине плиты теплоизоляции, чтобы утеплитель плотной сидел в предназначенном для него межстропильном пространстве. Для неутепленных конструкций шаг рассчитывается так, чтобы поместилось цельное количество стропильных ферм с одинаковыми расстояниями между ними.

Размер бруса для сооружения перекрытия 100×200мм. При укладке балок выравниваем их верхнюю плоскость, если не получается выставить в строго горизонт. Выравнивание производим путем подтески мауэрлата или подкладки щепы под балку. После крепления балок к мауэрлату крепим к их торцу короткий брус, так, чтобы они сформировали плоскость для торцовых карнизных свесов. Шаг между короткими балками не имеет значения, может быть 1м или около того.

Строительство стенок мансарды

Отмечаем на устроенном перекрытии линии расположения ряда опор для стропильных ног нижнего яруса. Одновременно с опорной функцией они играют роль каркаса для стенок мансарды.

Действуем следующим образом:

Результат приложенных усилий – готовый каркас мансарды и опоры для установки верхнего яруса стропильных ног.

Монтаж стропилин нижнего яруса

Стропилины нижнего яруса ломаной крыши изготавливаются и устанавливаются стандартным наслонным методом:

Бывает, что для перекрытия нижнего ската по всей длине, одной доски не хватает. В подобных ситуациях стропилину монтируют из двух коротких досок, сшитых обрезком материала аналогичного сечения длиной от 1м и более. Правда, желательно все же заказать пиломатериалы необходимой длины, чтобы не ослаблять конструкцию сшитыми участками.

Установка стропильных ног верхних скатов

Для изготовления и установки верхних стропилин сначала надо отметить центральную ось. Для этого обрезок дюймовки следует прибить к крайней потолочной доске мансарды строго вертикально. Одно из ребер обрезка должно в точности совпадать с обозначенной на схеме центральной оси стропильной системы ломаной крыши, далее:

Заметьте, для того чтобы предотвратить растяжение и прогиб потолочных досок мансарды, каждую верхнюю стропильную ферму необходимо оснастить подвеской из доски примерно 25×150мм.

Со спецификой узловых соединений стропильной системы крыши ломаного типа ознакомит фото подборка:

Обшивка фронтонов и сооружение обрешетки

Вдоль линии конька и линий перелома скатов обрешетку делают сплошной, независимо от запроектированного типа и шага ее установки. Поперек направления стропильных ног прибиваются две доски с зазором 2-3мм между ними. Аналогичный сплошной настил устраивается в ендовах, если они имеются, вокруг мансардных окон и отверстий для проходки дымоходной трубы. В случае применения мягких разновидностей кровельных покрытий обрешетка устраивается сплошная по всей площади скатов.

Если толщина утеплителя равна или больше ширины стропилины, вперед обрешетки устраивается контробрешетка, сооружаемая путем установки дистанционного бруска. Необходим он для формирования зазора между гидроизоляцией и кровельным материалом. Прибивают дистанционный брусок с наружной стороны системы к ребру стропилины. Если толщина плит теплоизоляции позволяет оставить вентиляционный зазор без дистанционных ухищрений, в установке дистанционного бруска необходимости нет. Не нужен он также в строительстве неутепленной крыши.

По завершении работ по устройству стропильной системы обшиваются карнизы, фронтонные стенки, именуемые в деревянном домостроении щипцами. Обустраиваются прилегающие к фронтонным стенкам короткие свесы, после чего наступает время укладки кровельного покрытия.

Видео подборка для самостоятельных строителей

Желающим наглядно представить процесс сооружения ломаной крыши в помощь три ролика с пошаговым производством работ:

Рассмотреть в рамках одной статьи все варианты сооружения стропильных конструкций для ломаных крыш невозможно. Различаются типы кровли, архитектурные параметры, регионы. Есть немало нюансов, применяемых в конкретных условиях строительства. Однако приведенные нами примеры отлично демонстрируют общий технологический принцип. Эти сведения о правилах расчета и схемах строительства должны помочь и домашним мастерам, и хозяевам, контролирующим работу наемной бригады. Ваши вопросы, если таковые будут, оставляйте в комментариях.

Источник