Как рассчитать ломаную крышу дома?

Расчет ломаной крыши

Популярность ломаных крыш объясняется достаточно просто. Они отличаются экономичностью и широкими возможностями для обустройства мансарды. Такие помещения можно утеплять или оставлять в качестве летних комнат отдыха. Конструкции кровли, имеющие переменные углы наклона скатов, требуют внимательного подхода при строительстве. Чтобы соорудить такую конструкцию, понадобится разобраться с габаритами ее составляющих. Для расчета размеров ломаной крыши следует учесть все нагрузки, которые будут воздействовать на стропильную систему.

Особенности стропильной конструкции

Одними из самых распространенных и простых ломаных кровель являются пятиугольные конструкции. Они состоят из двух ярусов. Нижний более массивен, а верхний венчает его, сводя более пологие скаты к коньку. Снизу оборудуют мансардное помещение. Перед началом работ следует правильно рассчитать размеры ярусов в соответствии с габаритами дома. Нередко скаты имеют одинаковый угол наклона.

При сооружении каркаса ломаной крыши применяются те же правила, что и при обустройстве любых скатных кровель. Нижняя часть стропильной системы выполняется наслонного типа. Верхние стропильные ноги устраиваются висячими. Нижние части наслонных стропильных ног упираются в балки перекрытия или на мауэрлат. Их верхняя часть укладывается на раму мансардного помещения.

Традиционно наклон скатов нижней части кровли существенно круче, чем угол скатов верхней. Благодаря этому возможно создание излома. Нередко скаты обладают равным углом уклона. Внешне такая крыша смотрится, как двускатная. Однако устройство такой кровли осуществляется тем способом, который применяется при возведении ломаных крыш.

Виды нагрузок

Для обустройства простой ломаной крыши не потребуется знания специальных формул. Стоит только определиться с сечением брусьев и досок, которые будут использоваться для разных частей крыши. Для этого стоит разобраться, какие нагрузки следует учесть при расчете стропил.

На крышу действует множество сил. Некоторые из них являются постоянными, другие – возникают периодически. Если сложить все нагрузки вместе, они не должны приводить к деформации стропильной системы. По этой причине следует определиться с такими понятиями:

• Предельная прочность – так называют показатель, который не должен превышаться. В противном случае стропильной системе потребуется ремонт. Также это может сказаться на снижении устойчивости конструкции.
• Предельная деформация – является состоянием, нарушение которого приводит к сильным прогибам стропильных ног, а также нарушениям сочленений элементов.

В соответствии с каждым из этих состояний проводятся определенные вычисления. Среди основных нагрузок, которые оказываются на стропильную систему, выступают снеговые и ветровые. Однако стоит учесть и воздействие устанавливаемой в мансарде мебели, нагрузок, оказываемых хозяином дома при эксплуатации чердачного помещения. При вычислениях стоит учесть максимально возможные показатели нагрузок.

Определение веса снега

Чтобы выяснить, какой будет снеговая нагрузка на ломаную крышу, стоит найти свой регион на специальной карте. Каждой территории присваивается определенная цифра – показатель, определяющий количество снега, которое будет приходиться на кв. метр крыши.

На стропила, расположенные внизу и вверху, будут оказываться различные нагрузки. Обычно снег скапливается на пологой верхушке. При угле скатов 60 градусов снег задерживаться не будет. Для таких наклонов существует определенный показатель, который приравнивается к нулю. Единица ставится только в том случае, когда угол наклона кровли не превышает 30 градусов. По специальным таблицам можно найти значение веса снега на 1 кв. м. площади кровли.

Ветровые нагрузки

Сильный ветер может оказать существенное воздействие как на нижнюю, так и на верхнюю часть стропильной системы. Пологие стропила могут быть сорваны при сильном порыве ветра. Нижняя часть запросто может быть опрокинута.

Благодаря определению ветровой нагрузки можно соорудить действительно прочную стропильную систему, которая сможет выдержать даже самые сильные порывы. Определяется этот показатель по специальной карте, на которую нанесены районы, имеющие определенные показатели ветровой нагрузки.

Если дом планируется построить в местности с высоким показателем ветровых нагрузок, следует устанавливать стропильные ноги с большей частотой. Также необходимо увеличить количество подкосов, стоек и реек, которые будут препятствовать смещению каркаса. Также необходимо рассчитать вес этих элементов.

Масса кровли

Этот показатель представляет собой сумму масс различных элементов крыши. К ним относятся стропильные ноги, обрешетка, материал утеплителя, кровельное покрытие. Масса этих элементов влияет на прочность конструкции. В соответствии с массой кровли выбираются материалы для стропильной системы.

В специальных таблицах указывается усредненное значение веса различных покрытий. Если для обшивки кровли используются рельефные материалы, расчетную массу снега следует увеличить на 10%. Следует помнить, что в углублениях крыши твердые осадки могут лежать довольно долго.

Немаловажным показателем является вес обрешетки. Если строение будет покрыто мягкой кровлей, обрешетка выполняется из листовых материалов, к примеру, ОСП. Для профилированной жести на стропильные ноги укладывают бруски с определенным шагом. Масса обрешетки увеличивается, если установить диагональные ветровые связи.

Чтобы делать предварительные расчеты, пользуются усредненными показателями:

• деревянная обрешетка имеет массу от 10 до 12 кг/кв. м;
• наслонные стропильные ноги с прогоном весят до 10 кг/кв. м;
• висячие ноги стропильных ферм обладают массой до 15 кг/кв. м.

При расчете массы кровли особое внимание уделяется весу кровельного материала.

Ломаная стропильная система своими руками

Перед началом работ по возведению ломаной кровли необходимо тщательно продумать проект и рассчитать характеристики всех элементов системы. Для простоты понимания следует рассмотреть пример двухъярусной стропильной системы, которая установлена на кирпичную коробку.

Сначала устанавливаются стропила на мауэрлат. Обычно для него подбирают брус сечением 150х200 мм. Его укладывают заподлицо с внутренним периметром коробки. По наружному краю стен возводится кирпичная кладка, которая будет скрывать мауэрлат. Также на кирпичи будет распределяться часть распорной нагрузки. Мауэрлат следует сделать выше кирпичной кладки на 3 см. Также необходимо провести расчет площади крыши.

Монтаж балок перекрытия

Сначала устанавливают крайние балки перекрытия. Затем по бечевке равняют остальные балки. Их необходимо устанавливать с такой частотой, с которой будут монтироваться стропильные ноги. Если крыша будет утепляться плитными материалами, шаг между стропилами должен быть равен ширине утеплителя.

Перекрытия выполняют из бруса 100х200 мм. Во время укладки балок следует тщательно их выровнять. Выполняется это посредством подтесывания мауэрлата или подкладывания щепок под балки. К краям балки прикрепляется брус, который послужит основой для карнизных свесов.

Стенки мансардного помещения

Как только перекрытие будет уложено, можно заниматься возведением нижнего яруса стропильной системы ломаной крыши. Сначала следует отметить расположение опор для коробки. Работа выполняется согласно следующему алгоритму:

• Проводится монтаж угловых опор. Они должны возвышаться на высоту, превышающую высоту потолка на 10 см. Выполняются столбы из брусьев сечением 100х150 мм. Чтобы временно зафиксировать вертикальное положение элементов, необходимо воспользоваться раскосами.
• Соединение опор бечевкой. По ней устанавливаются промежуточные опоры. Их монтируют на одинаковом расстоянии друг от друга. В процессе работ используется брус 50х150 мм.
• На верх 2 рядов необходимо уложить прогоны.
• Сверху на них укладывают доски ребром. Они будут формировать потолок мансардного помещения.
• Сверху потолка монтируют доски 50х150 мм.

В результате получается не только каркас коробки для мансардного помещения, но и опоры для монтажа стропильной системы.

Стропила нижнего яруса

Для изготовления стропилин нижнего яруса применяется наслонный метод. Работы выполняются таким образом:

• Если геометрия стропилин не деформирована, следует выполнить единый шаблон для всех стропильных ног нижнего яруса. Для этого к торцу конструкции следует приложить доску, отметив не ней места верхнего и нижнего запилов.
• Затем следует установить боковые стропила, а между ними протянуть бечевку. Каждую промежуточную стропильную ногу следует сравнить с боковыми, отметив на них места запилов.
• После этого проводится установка стропил при помощи металлических уголков.

Случается, что длины досок не хватает, чтобы установить стропильные ноги нижнего яруса. В этом случае прибегают к соединению более коротких элементов. Однако лучше избегать подобного решения.

Стропила верхних скатов

Перед началом работ отмечается положение центральной оси. К крайней потолочной доске вертикально крепят отрезок рейки, которая будет служить ориентиром. Затем выполняют такие работы:

• По установленной доске отмечают длину стропильных ног. Необходимо отметить линии запилов.
• После этого нужно выполнить боковые стропильные ноги верхних скатов. По ним будет проводиться монтаж остальных элементов конструкции. Для устойчивости первые стропила следует укрепить подкосами.
• Проводится монтаж остальных стропильных ферм. Их следует подпереть подкосами для придания устойчивости.

После проведения таких работ выполняются фронтоны и обрешетка. В процессе их сооружения также необходимо соблюдать определенные правила. Фронтоны зашивают горизонтально расположенными досками. После этого выполняется обрешетка верхнего и нижнего яруса стропильной системы.

Выводы

Соорудить ломаную крышу дома достаточно просто, если выполнять определенные правила. Расчет материалов необходимо проводить в соответствии с данными ветровой и снеговой нагрузки в регионе. Это позволит выполнить прочную и надежную конструкцию, которая будет защищать мансарду от любых воздействий.

Как производится расчет мансардной крыши с помощью онлайн калькулятора

Зачастую при устройстве большинства видов крыш чердачное пространство, становится настолько неудобным, что годится только для складывания в него ненужных бытовых предметов и строительных материалов.

Вместе с тем одна лишь маленькая доработка в проекте и докупка материала способны превратить подкровельную часть дома в чудесную мансарду с балконом и прекрасной отделкой.

Такие крыши стали популярными достаточно давно, особенно в тех местах, где стоимость земли достаточно высока, однако только с развитием строительных технологий стали использоваться как полноценное жилье.

Мансардная крыша

Такой способ организации может быть выполнен в двух видах:

• Мансарднаядвускатная. При таком устройстве высота от нулевого уровня крыши до конька составляет до 4-х метров, а угол наклона крыши достигает 55 градусов. Однако ввиду сильной скошенности стен, полезным оказывается лишь пространство в середине.
• Мансардная ломаная — это разновидность двускатной крыши. Такое устройство кровли отличается от обычного двускатного устройства наличием стыков на плоскостях. Плоскость каждой стороны, спускаясь под определенным углом делится на две части. Вторая часть, более низкая, при этом приобретает еще больший угол падения. Визуально геометрия такой кровли получается ломаной.

Основное преимущество ломаного мансардного типа состоит в том, что позволяет избежать значительных финансовых издержек и при этом существенно увеличить полезное пространство дома.

Ведь организовать такое устройство легче и дешевле, нежели построить дополнительный этаж с последующим укрытием кровлей.

Кроме того, при помощи крыши мансардного типа можно существенно преобразить уже имеющийся дом со старой крышей.

Двускатная мансардная крыша

Ломаная мансардная крыша

Расчет мансардной крыши онлайн калькулятор

Виды материалов для кровли

Для кровельного настила применяются самые разные виды кровли: плоские и профильные, рулонные, мягкие, жесткие, штучные.

Разберем основные виды кровли, используемые при строительстве крыш мансардного типа:

• Металлочерепица — холоднокатаный стальной оцинкованный лист, покрытый полимерным покрытием. Применяют металлочерепицу повсюду — в качестве кровли частных домов, производственных зданий, гаражей, киосков, дач.
• Кровельный профнастил. Состав материала аналогичен металлочерепице. Используется чаще всего при строительстве промышленных зданий, однако в силу низкой стоимости может быть применен для строительства мансарды;
• Ондулин. Один из самых дешевых материалов. Состоит из волокон целлюлозы с применением битума и полимерных добавок. Окрашен термостойкой краской. В качестве кровельного покрытия выбирается достаточно редко из-за выцветания на солнце.
• Мягкая черепица — шинглас. Изготавливается из стеклохолста с применением битума, поверх которого наносится каменная крошка, противостоящая солнечным лучам и предохраняющая от выгорания.
• Черепица керамическая. Один из самых старых видов кровли. Для ее изготовления обжигается глина при высокой температуре, вследствие чего она приобретает твердость и прочность.
• Песчано-цементная черепица. Внешнее схожа с глиняной черепицей, однако дешевле в производстве. Изготавливается из раствора цемента и песка методом прессовки. Поверхность — гладкая, либо с фактурой. Используется в строительстве частных домов, коттеджей, дач.
• Сланцевая кровля. Крайне редко встречается. Характеризуется очень высокой стоимостью при высочайших технических характеристиках. Используется при строительстве уникальных элитных домов и коттеджей. Такую кровлю можно встретить на старинных европейских замках.

Как рассчитать стропильную систему

Прежде чем рассчитать стропильную систему, выделим ее основные системообразующие элементы:

• Стропила;
• Стойки;
• Мауэрлат;
• Подкосы;
• Обрешетка;
• Конек;
• Кровля;
• Элементы соединения.

Также следует запомнить несколько правил:

• Для строительства составляющих каркаса необходимо использовать балки сечением 100*100 мм;
• Влажность дерева должна составлять не более 15 %;
• Деревянные элементы необходимо обработать антисептиком.

Для расчета всех элементов первым делом определяются постоянные и временные нагрузки, которым подвергается стропильная система.

К таким относятся: собственный вес кровли и явления природы в виде ветра, дождя и снега.
В зависимости от этого и выбора соответствующего кровельного материала вычисляется угол наклона скатов.

После определения уровня требуемого наклона скатов, рассчитывают общую нагрузку на стропила. Для этого суммируют вес стропил, обрешетки и кровельного покрытия в расчете веса элемента на 1 м.кв.

Значение, которое получилось вследствие этого умножают на повышающий коэффициент 1.1 -1.4. Получаемая цифра нагрузки, в зависимости от материала кровли и утеплителя составляет от 35 до 50 кг. на 1 м.кв.

Это постоянная величина нагрузки, к которой прибавляются периодические нагрузки в виде снега или ветра.

Для определения данных нагрузок пользуются соответствующими картами для отдельно взятых регионов. Снеговая нагрузка может варьироваться от 80 до 150 кг на м.кв.

Ее следует умножить на значение 0,7 если уклон крыши от 25 до 60 градусов. От этого значения зависит, следует ли устанавливать двойные тропила и сплошную обрешетку.

После расчета нагрузки на площадь кровли и на квадратный метр рассчитывают сечение стропил. Количество стропил определяется длиной пролета крыши и составляет от 70 до 120 м, в зависимости от длины пролета скатов.

Расчет стропильной системы

Как правильно посчитать угол наклона

Основными факторами, влияющими на уклон кровли при ее устройстве, являются:

• Природные факторы — климатические условия, где планируется строительство (ветровые и снеговые нагрузки);
• Характеристики кровельного материала.

Наиболее оптимальным наклоном крыши является угол в 20-30 градусов. В снежных широтах предлагается делать уклон не менее 45 градусов.

В таком случае снег будет легко сходить с крыши. Поскольку конструкция мансардной крыши — двускатная либо ломаная двускатная, будем рассматривать угол уклона в этом аспекте.

Геометрическая форма двускатной крыши — равнобедренный треугольник, поэтому для вычисления высоты конька в зависимости от наклона скатов, следует использовать формулу тригонометрического выражения для прямоугольного треугольника.

Поэтому здесь имеется два уклона — верхний, строится в соответствии с общепринятыми нормами; нижний — крутой, в зависимости от размеров дома и полезного чердачного пространства.

Угол наклона нижней плоскости чаще всего составляет 70 — 80 градусов.

В расположенную под таким уклоном кровлю удобно монтировать чердачные окна, которые в силу своего расположения будут надежно защищены от осадков.

Как рассчитать площадь ломаной крыши

Расчет площади зависит от ее устройства.

Когда мы имеем дело с обычной двускатной крышей, ее поверхность представляется в виде двух прямоугольников, подсчитать площадь которых можно путем умножения длины на ширину. Умножив значение на 2 получим общую площадь плоскости крыши.

Как рассчитать мансардную крышу? В случае с определением мансардной ломаной крыши дело обстоит сложнее в силу того, что в таком устройстве, помимо разделенного на две части ската, могут присутствовать дополнительные элементы (окна, балконы, террасы, выходы на крышу).

В таком случае следует разделить поверхность кровли на составные элементы и подсчитать их площадь отдельно. Сумма всех площадей элементов, полученная при этом и будет являться площадью крыши

Например: При длине основания дома 10 м., ширине основания 8 м., планируется построить мансардное помещение полезной шириной 5 м., высотой до ребер скатов 2,5 м. и высотой в середине до конька 3,5 м. Ширина свеса кровли планируется 50 см.
Длина боковых стропил при этом получается 3,42 м., длина коньковых стропил — 2,69 м.
Теперь следует вычислить площадь верхних и нижних граней.

Умножаем длину боковых стропил на длину основания крыши. Получается 34,2 м.кв. Сумма двух нижних граней — 68,4 м.кв
При умножении длины коньковых стропил на длину крыши получаем 26,9 м.кв. Складываем две верхние грани. Получаем 53,8 м.кв
Соответственно общая площадь крыши получается 122.2 м.кв.

Расчет кровельного покрытия

Расчет площади крыши необходим нам для точного расчёта необходимого количества кровельного материала.

Для того чтобы произвести расчет требуемого материала следует знать размеры материала, а также способ крепления его между собой.

Рассмотрим самые распространенные:

• Керамическая черепица. Расход на 1 м.кв. около 10 шт.;
• Металлочерепица. Длина может быть любой, ширина — от 1190 мм;
• Профнастил. Длина любая, ширина — от 750 до 1100 мм.;
• Ондулин. Длина 2000 -2400 мм. Ширина 950 — 1250 мм
• Мягкая кровля шинглас. Длина от 317 мм. Ширина 1000 мм.

Пример расчета для металлочерепицы

Покупать кровельный материал следует с запасом в 7-8 % от общей площади.

Заключение

Таким образом, проектирование и монтаж мансардного типа крыши — задача не из легких. Необходимо ответственно подойти к выбору материала, расчету угла наклона, возможной нагрузки на стропильную систему, осуществить гидроизоляцию, шумоизоляцию и утепление.Только правильное и надлежащее выполнение работ поможет добиться обустройства уютной мансарды.

Ломаная крыша: расчет и монтаж

На начальном этапе строительства, когда далеко даже до утверждения проекта, потенциальный домохозяин рассматривает множество вариантов разных по размеру, этажности, планировке в поиске наиболее рационального варианта. Проверено временем, а также опытом тысяч людей, что наиболее полно и эффективно используется пространство в домах с мансардой. Благодаря жилому мансардному помещению в домах с ломаной крышей стоимость одного квадратного метра в них в полтора-два раза ниже, чем в аналогичных по полезной площади двухэтажных жилищах.

Содержание статьи

Базовые элементы конструкции Правила установки мауэрлата Последовательность сборки стропильной системы Дополнительная теплоизоляция Сооружение фронтонов Сооружение обрешетки Настил кровли

Однако, традиционная двухскатная кровля в форме треугольника совершенно не подходит для оборудования мансарды. Так как ее достаточно крутые скаты скрадывают имеющиеся пространство, оставляя лишь узкую полосу с пригодной для комфортной жизни высотой потолка.

Поэтому чаще всего строительство мансарды означает, что дому нужна ломаная крыша. Конструкция эта технически сложнее, чем у обычной двухскатной, поэтому очень важно разобраться в устройстве ее стропильной системы, особенностях монтажа, если вы планируете выполнить его самостоятельно.

Стропильная система ломаной крыши

«Проект дома с ломаной крышей»

Разница между треугольной двухскатной и ломаной крышей

Базовые элементы конструкции

Ломаная крыша, напоминающая по форме пятиугольник с верхней точкой на коньке, визуально разделяется на верхнюю и нижнюю часть. В верхней части уклон скатов более пологий, он составляет не более 20-300, а в нижней — более крутой, в пределах 50-60 градусов. Для ее сборки используется смешанная стропильная система, состоящая из висячих и наслонных стропильных ног.

Чтобы сформировать необходимую геометрию скатов, придать конструкции жесткость, используется большое количество элементов, в виду чего ломаная крыша имеет внушительный вес. Основными составными частями кровли являются стропила, мауэрлат, балки перекрытий, а дополнительными — стойки, бабка, подкосы, затяжки. Все они выполняются из твердой древесины хвойных пород, предварительно обработанной антипиреном, антисептиком.

Конструкция стропильной системы ломаной крыши

• Мауэрлатом называют квадратный брус, закладываемый в основании кровли для распределения ее веса равномерно по несущим стенам, а также защищающий стропила от опрокидывания.
• Стропила. Стропильные ноги, изготавливаемые из ровных, надежных досок формируют скат, сходясь в коньке. В ломаной крыше верхние стропила являются наслонными, так как они имеют дополнительную опору на стойки. А нижние — висячие, потому что как бы провисают между балками перекрытий и затяжкой. Расстояние между стропилами выбирают в диапазоне 60-120 см, в зависимости от веса кровельного материала или ширины утеплителя.
• Затяжка. Также называемая ригелем, горизонтальная балка, связывающая верхние стропила для снижения их распирания. Также она служит каркасом для создания мансардного потолка.
• Стойки. Вертикальные опоры, изготовленные из бруса, передающие нагрузку от наслонных стропил к несущим стенам через затяжку. После того, как их обошьют фанерой, они станут стенами мансарды, так что длина стоек определяется желаемой высотой потолка. Хоть для устройства жилого помещения достаточно 1,5-1,7 м, максимально комфортным считается потолок 2-2,5 м, который вполне может быть обеспечен ломаной мансардной крыши.
• Бабка. Вертикальная подвеска, которая связывает конек с затяжкой, компенсируя ее прогиб.
• Подкосы. Также известные как подстропильные ноги, угловые опоры, предотвращающие прогиб висячих стропил.

Строение двухскатной ломаной крыши

Конструкция стропильной системы ломаной крыши

Правила установки мауэрлата

Перед тем как сделать ломаную крышу, нужно согласно строительным нормам заложить мауэрлат. Чем больше площадь кровли, чем больше ее вес, тем толще должен быть брус. Если для небольших строений вполне достаточно материала сечением 100х100 мм, то для домов большого метража используется брус 200х200 мм.

Перед установкой проводится гидроизоляция места крепления, для этого укладывается сложенный вдвое рубероид или несколько слоев пленки. Способ монтажа мауэрлата зависит от материала, из которого строится дом. Чаще всего его устанавливают на блочную бетонную стяжку с использованием металлических шпилек.

Способы установки мауэрлата

Чтобы прочность мауэрлата ломаной крыши не потерялась, в нем нужно делать как можно меньше отверстий. А расположение шпилек следует рассчитать таким образом, чтобы они не находились между стропильными ногами, а не под ними. В противном случае, отверстия врезки будут располагаться слишком близко друг от друга, что может привести к появлению трещин, а также полному приведению мауэрлата в негодность.

Последовательность сборки стропильной системы

Многие инструкции о том, как сделать ломаную крышу не слишком подробно описывают процесс сборки стропильной системы, строительство которого происходит следующим образом:

1. Первым делом после установки мауэрлата является настил балок перекрытий ломаной крыши. Их размер обычно составляет 100х200 мм.
2. Далее выставляются стойки в две параллельные линии, которые должны стоять строго вертикально, для чего укрепляют временными распорками. Расстояние между стоками не должно быть более 3 м, а длина стоек рассчитывается как желаемая высота потолка плюс 10-15 см.
3. Стойки соединяются прогонами из досок 50х150 мм, получившаяся конструкция является каркасом для мансардных стен ломаной крыши.

Установка висячих стропил

Готовая стропильная система

Дополнительная теплоизоляция

Так как мансардное помещение под ломаной крышей используется в жилых целях, необходимо в обязательном порядке утеплить. Специалисты рекомендуют использовать минеральную вату на базальтовой основе в виде рулонов или же плит.

Для средней полосы России достаточно слоя утеплителя равного 150 мм. Также потребуется пароизоляционная пленка, влагозащитная мембрана и каркас, на котором все это будет крепится.

Утепление ломаной крыши

На внутренней стороне скатов налаживается контр-обрешетка. Для это используется доска, ширина которой на пару сантиметров больше, чем толщина утеплителя, так как утеплитель ни в коем случае нельзя утрамбовывать.

То есть для слоя минеральной ваты в 150 мм, подойдет доска 50х200 мм. Этот зазор также необходим для циркуляции воздуха, обеспечивающей естественную вентиляцию. Утеплитель укладывается враспор между брусьями контр-обрешетки, а внутри зашивается выбранным материалом.

Сооружение фронтонов

Фронтон — часть стены, ограниченная скатами крыши, а снизу карнизом. У ломаной крыши он имеет пятиугольную форму. Для строительства фронтона необходимо усилить первую стропильную ферму, дополнить конструкцию стойками, так чтобы получился каркас.

• Если на фронтоне будут располагаться окна, для них оставляют проемы. Все остальное пространство обшивается «дюймовкой».
• Фронтон ломаной крыши можно монтировать до кровельных работ или же после. Первый способ хорошо тем, что скаты не будут затруднять работу, а второй тем, что геометрия скатов уже задана.
• Щипцовое пространство также нуждается в утеплении, которое чаще всего осуществляется внутри.
• Профессиональные кровельщики советуют для термоизоляции ломаной крыши использовать базальтовую минеральную вату или утеплители на основе пенополистирола.

Фронтон мансардной крыши

Следующим шагом будет монтаж досок карниза по периметру строения. Размер пиломатериала может составлять 25х150 мм. Далее приходит время монтажа водосточной системы, в которой нуждается ломаная крыша.

Своими руками установить конструкцию не сложно, однако после настила кровельного материала сделать это будет сложнее. Если используются металлические фиксаторы желоба, то их нужно закрепить прямо на стропила под гидроизоляцию, а если пластиковые — на лобовую доску.

Сооружение обрешетки

Обрешетка ломаной крыши — своеобразное основание, на которую впоследствии настилают кровлю. Она может быть сплошной или решетчатой в зависимости от типа материала.

1. Сплошная. Выполняют из листов влагостойкой фанеры, которые укладывают сплошняком на стропила. Используется для крепления ондулина, шингласа, шифера.
2. Решетчатая. Изготавливается из необрезной доски, которую укладывают перпендикулярно стропилам. Применяется при укладке металлочерепицы, профнастила.

Обрешетку на ломаной крыше удобнее делать, если по периметру дома уже налажены леса, они в любом случае необходимы для сооружения кровли. Сначала на стропильные ноги закрепляется гидроизоляционная пленка, для этого пригодится строительный степлер. Пленку укладывают с нахлестом 10-15 см. Затем крепятся рейки контр-обрешетки и сама обрешетка. Длина досок должна превышать длину крыши для формирования фронтонного свеса и фронтонного отлива.

Настил кровли

Последовательность кровельных работ на ломаной крыше определяется прежде всего выбранным материалом. Поговорим о монтаже металлочерепицы, так как она является наиболее популярной в частном строительстве. Для укладки необходим мощный шуруповерт, инструмент пригодный для резки металла, молоток, рулетка, маркер, оцинкованные саморезы с каучуковой головкой. Сначала производят раскрой листов металлочерепицы, а затем монтаж, начиная с конька.

Важно! Саморезы должны ввинчиваться в нижней части волны рисунка. В противном случае, лист деформируется, крепление выходит непрочным, из-за чего в ветряную погоду крыша будет «гудеть».

• Помимо кровельного материала ломаную крышу необходимо оснастить другими важными элементами: коньковой доской, снегозадержателем.
• Конек устанавливается с нахлестом 10 сантиметров на металлочерепицу на обоих скатах.

Снегозадержатели служат для того, чтобы предотвратить сход снега, он представляет собой небольшой карниз. Их закрепляют на небольшом расстоянии от окончания скатов на саморезы с учетом того, что снегозадержатели должны выдерживать большую нагрузку, особенно в снегопады.

Ломаная крыша своими руками, позволит не просто сэкономить на оплате труда бригады рабочих, но даст уверенность, что процессы были выполнены правильно, так как строительство велось с соблюдением технологии.

Расчет ломаной крыши

Конструктивные особенности и расчет ломаной крыши

При определенной сложности возведения ломаной крыши, она является наиболее распространенной среди частных застройщиков. Конструкция ломаной крыши позволяет обустроить чердачное помещение, пригодное для проживания в любое время года.

Особенности устройства ломаной крыши

Ломаная крыша представляет собой обычную двухскатную крышу, каждый скат которой имеет определенный излом. За счет этого излома, количество скатов увеличивается и крышу можно называть четырехскатной. Такая конструкция позволяет выгодно обыграть и увеличить площадь чердачного пространства, которое можно оборудовать под мансарду.

Устройство ломаной крыши характеризуется обязательным наличием верхних и нижних стропил. Нижние стропила, обычно, располагают под более крутым углом, чем верхние стропила. Такое расположение стропил, позволяет добиться минимально необходимой высоты потолков в мансардном помещении. Нижние стропила, чаще всего, устанавливают под углом больше или равным 60°. Верхние стропила устанавливают, примерно, под углом 30°.

Кроме того, если нижние стропила имеют угол больше 60°, то в расчетах стропильной системы, значением снеговой нагрузки пренебрегают ввиду ее отсутствия!

При строительстве ломаной крыши, наиболее рациональная ширина составляет 5-6 метров. Такое значение, позволяет обустроить мансарду без использования сложных, дополнительных конструкций. Несмотря на кажущуюся громоздкость и сложность конструкции, такую крышу, вполне возможно, соорудить собственноручно. Достаточно обладать определенными навыками и знаниями.

В конструкции ломаной крыши, кроме самих стропил, предусматривают наличие стоек, затяжек, подкосов, подвесок и т.п. Размер сечения этих элементов становится известным при расчете стропильной системы ломаной крыши.

Основы расчета площади и стропильной системы ломаной крыши

Расчет конструкции ломаной крыши можно условно разбить на следующие этапы:

• расчет площади кровельного покрытия;
• расчет несущей способности элементов стропильной системы.

Перед тем как рассчитать площадь ломаной крыши, необходимо измерить ширину и длину каждого ската крыши. Путем простого умножения длины на ширину, мы получим искомую площадь ската крыши. Суммируя площади всех скатов, находят общую площадь всей крыши. Зная типовые размеры кровельного покрытия, величину его свеса и нахлеста, можно с легкостью посчитать необходимое количество материала. А вот для расчета несущей способности стропил, придется воспользоваться приведенной методикой ниже.

В качестве примера, возьмем коробку дома с размерами 10×10 м. Высота коробки 3 м. Высота крыши от балок перекрытия до конька составляет 4,93 м. Воспользуемся приблизительной схемой с пропорциями.

При использовании таких пропорций, углы нижних и верхних скатов, составляют около 60° и 30° соответственно. Если угол наклона нижнего ската примерно равен или больше 60°, то снеговая нагрузка отсутствует и не учитывается при расчете сечения нижних стропил. Здесь высота размещения излома принята равной 3.1 м. Такая величина высоты позволяет, в конечном итоге, получить высоту чистового мансардного потолка в районе 2.5 м, с учетом его возможной отделки гипсокартонном. Вынос балок перекрытия составляет в среднем 400-500 мм и зависит от пожелания застройщика. В нашем примере возьмем величину выноса равным 500 мм.

Процедуру расчета для удобства понимания разделим на следующие этапы:

Необходимо определить ветровую нагрузку, воздействующую на крышу. Воспользуемся картой ветровых нагрузок, которую можно скачать из файла выше.

По карте необходимо выбрать номер региона, в котором будет строиться дом, и определить значение ветрового давления по легенде, расположенной внизу слева.

Выбранное значение ветрового давления, необходимо умножить на поправочный коэффициент k, который зависит от высоты здания и от типа местности.

Здесь необходимо учитывать, что дом может располагаться на городской территории, но построен возле моря или озера. В таком случае принимают значение из столбика «А».

Допустим, что мы строим дом в Тюмени. Она расположена в первом ветровом регионе. Высота дома составляет 7,93 метра и, предположим, что он будет строиться в населенном пункте. Выбираем поправочный коэффициент k равный 0,65. Для нашего примера ветровая нагрузка составит: 24×0,65=15,6 кг/м 2 .

Находим снеговую нагрузку, действующую на крышу. Теперь воспользуемся картой снеговых нагрузок.

Определяем регион, в котором будет строиться дом и из таблицы ниже, выписываем снеговую нагрузку, которая соответствует этому региону.

Если город расположен на границе регионов, то необходимо выбирать большее значение. Полученное значение снеговой нагрузки, корректируют с помощью поправочного коэффициента, который зависит от угла наклона скатов крыши. Мы этого делать не будем, так как программа все сделает самостоятельно.

В нашем примере дом строится в Тюмени – это третий снеговой регион, поэтому принимаем нагрузку 180 кг/м 2 .

Далее необходимо открыть, скачанный файл «Расчет стропильной системы». Расчетная программа представляет собой таблицу, выполненную в Excel. После ее запуска мы попадаем на вкладку «Нагрузки». Здесь нам необходимо внести некоторые изменения в ячейки, залитые небесным цветом. Расчет происходит автоматически.

Начинаем вводить наши данные в таблицу. Проделывать мы это будем два раза, так как нижний и верхний скат крыши имеют различные углы наклонов и различные снеговые нагрузки.

• В таблице «Исходные данные» вводим угол наклона (в нашем примере это будут углы 30° и 60°);
• Изменяем шаг стропил. Для нашего примера, шаг стропил примем равным 0,6 метра;
• В строку «Нагр. кровли» записывают собственный вес кровельного покрытия. Его значения выбирают из таблицы:

Для нашего примера возьмем металлочерепицу. Вес составляет 5 кг/м 2 .

• В строку «Снег (район)» необходимо вписать сумму ветровых и снеговых нагрузок. Для расчета обрешетки нижнего ската крыши, снеговую нагрузку учитывать не будем, так как угол наклона составляет 60°. Значит, запишем только ветровую нагрузку равную 15,6 кг/м 2 . А для расчета верхнего ската, угол которого составляет 30°, учитываем снеговую нагрузку. То есть 15,6+180=195,6 кг/м 2 ;
• Строку «Утепление (манс.)» оставляем без изменений, так как у нас теплоизоляционный материал будет проложен между стропил. В случае обустройства холодного чердака – принимаем данное значение равное нулю;
• В таблицу «Обрешетка» записываем размеры и шаг обрешетки. В нашем случае обрешетка выполняется под металлочерепицу с шагом равным 0,35 м. Ширину возьмем 10 см, а высоту 2,5 см.

Нагрузки от веса обрешетки и стропил программа считает автоматически.

Вот что у нас получилось для нижнего ската крыши:

Теперь вводим данные для верхнего ската крыши и видим следующий результат:

В двух вариантах нам отобразилась надпись «Несущая способность обрешетки обеспечена!». Это значит, что размеры и шаг обрешетки выбраны правильно. Больше в этой таблице мы ничего не трогаем и не изменяем. Если, к примеру, увеличить шаг стропил, то несущая способность обрешетки может уже не обеспечиваться. В таком случае, подбирают бо´льшие размеры обрешетки или уменьшают ее шаг.

Переходим на вкладку «Строп.1», в которой рассчитывают сечение стропил с двумя точками опоры.

• Здесь нам необходимо, на схеме стропила, изменить длину горизонтальной проекции балки нижнего ската (ячейка залита небесным цветом). В нашем случае длина составит 1.83 м;
• В таблице «Расчет стропил» значение в ячейке «В заданное» необходимо заменить на выбранное нами. Принимаем его равным 5 см. Эта величина всегда должна быть больше указанной «Втр (устойч.)»;
• Далее в строку «Н (по сорт-ту)» необходимо добавить в сантиметрах ширину стропила. Эта величина всегда должна быть больше значений величин в строках «Нтр (прочн.)» и «Нтр (прогиб)». Если это условие соблюдается, то увидим три надписи «Условие выполнено!». В строке «Н (по сорт-ту)» находится значение, которое предлагает нам программа. Выбираем это значение или ближайшее наибольшее, которое доступно на рынке строительных материалов.

Вот что у нас получилось:

Для того чтобы соблюдались условия прочности, балки нижнего ската должны иметь сечение 5×10 см. Выписываем значение вертикальной силы (понадобится для дальнейших расчетов). Оно расположено возле вертикальной красной стрелки. Обозначим ее Q1 и запишем ее значение Q1=174.52 кг.

Переходим во вкладку «Арка», на которой будем подбирать сечение для верхних балок. Здесь необходимо указать высоту h0, которая в нашем примере составляет 11÷6=1.83 м. Угол наклона для верхних стропил изменился и мы вводим теперь 30°. Длина L является длиной горизонтальной проекции верхних балок. Ее величина составляет 7.34 м. Теперь, по аналогии со стропилами нижнего ската, указываем ширину балок 5 см, а высоту берем равной или больше по сравнению со строкой «Н (по сорт-ту)». Для нашего случая подойдут балки сечением 5×20 см.

Также необходимо выписать значение вертикальной реакции. Она обозначена красной стрелкой вверх. Для нашего случая Q=699.98 кг.

На вкладке «Стойка» необходимо изменить данные для значений вертикальной нагрузки, изгибающего момента и высоты стойки.

• Чтобы узнать, какая сосредоточенная вертикальная нагрузка передается на балки через стойки, просуммируем ранее выписанные силы Q и Q1. N=Q+Q1=699.98+174.52=874.5 кг. В ячейку «N» необходимо записать данное значение в тоннах, то есть 0.8745 т., при этом округление произойдет автоматически;
• Высоту стойки вводим в ячейку «L». Для нашего примера – это 317 см;
• Вводим размеры нашего сечения 5×10 см и видим, что условие не выполняется. Значит, сечение необходимо увеличить, и выбираем 5×15 см. Теперь видим надписи «Центральное обеспечено!» и «Внецентр. обеспечено!». Все подобрано правильно.

На вкладке «Балка» подберем сечение для балок перекрытия от распределенных и сосредоточенных нагрузок. В нашем случае балка перекрывает два пролета одинаковой ширины по 5 м. Для расчета сечений затяжек (ригелей) также воспользуемся этой вкладкой.

• В таблице «Распределенная нагрузка» меняем значение шага стропил и пролета балок соответственно на 0.6 м и 5 м;
• Изменяем значения «Нагр. (норм.)»=350 кг/м 2 и «Нагр. (расч.)»=450 кг/м 2 . Величина этих нагрузок усредненная, и взята по СНиПу с хорошим запасом прочности. В них учитывается собственный вес перекрытий и эксплуатационная нагрузка (мебель, люди и т.п.);
• Для расчета сечений затяжек (ригелей) принимаем значения для этих нагрузок «Нагр. (норм.)» и «Нагр. (расч.)» равным 150 кг/м 2 , ввиду отсутствия на них эксплуатационных нагрузок;
• В строчку «В (заданная)» записываем нашу ширину сечения балок – 10 см;
• В строках «Н (прочность)» и «Н (прогиб)» выбираем большее значение сечения;
• Далее вводим данные в таблицы «Сосредоточенная нагрузка» и «Распредел. +сосредоточ.». В обе таблицы необходимо внести значения нашего пролета – 5 м;
• В таблицу «Сосредоточенная нагрузка» для «Нагр. (норм.)» и «Нагр. (расч.)» записываем значение нагрузки на стойку N=874.5 кг/м 2 ;
• В обе таблицы в строку «В (заданная)» запишем нашу ширину сечения балки – 10 см;
• Из таблицы «Распредел. +сосредоточ.» выбираем высоту сечения балки, ориентируясь на большее значение. Для нашей крыши балки перекрытия будут иметь размер 10×30 см;
• Чтобы рассчитать сечение балок для затяжек, в таблице «Распределенная нагрузка», изменим значение в ячейке «В (заданная)» на 5 см. Выбираем подходящую высоту для балки. Из рисунка видно, что размеры сечения затяжных балок будут составлять 5×20 см.

На этом расчет стропильной системы ломаной крыши закончен.

Как видно, возведение и расчет ломаной крыши – достаточно хлопотный процесс, который с лихвой компенсируется преимуществом расширения жилого пространства.

[content-egg module=GdeSlon template=compare]