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.

Автор статей - Сергей Новожилов
Автор статьи:

Сергей Новожилов - эксперт по кровельным материалам с 9-летним опытом практической работы в области инженерных решений в строительстве.
Оцените статью:

Очень плохоТерпимоУдовлетворительноХорошая статьяОтличная статья!

Форма отправки комментария