ВходКалькулятор расчета ломаной крыши. Мансардная крыша – расчет
Мансардное помещение в чердачном пространстве является эксплуатируемой частью жилого здания. При необходимости мансарду можно соорудить на уже готовом здании, увеличив тем самым жилое пространство.
Чтобы рассчитать материал для кровли чердачного помещения, учитывают много факторов, играющих важную роль для устройства долговечной и надежность конструкции. Имея итоговый проект здания, определить количество требующихся для возведения крыши стройматериалов не составит труда. Многие проектные организации отмечают на чертеже кровли необходимые значения.
Мансардную крышу чаще образуют два боковых ската, расположенные под разными углами наклона. В большинстве случаев она состоит из следующих частей:
- покрытие кровли;
- материал для гидроизоляции;
- обрешетка деревянными досками;
- стропила с теплоизоляцией;
- чердачное горизонтальное перекрытие (потолок).
Применяемые стройматериалы могут варьироваться в широких пределах. Это зависит, прежде всего, от разновидности крыши.
Важно!
Главной частью стропильной системы являются стропильные ноги. Их укладывают вдоль ската крыши. В дальнейшем по ним крепят обрешетку.
Исходя из количества скатов стропильная конструкция может быть одно- либо двускатной, а также вальмовой, ломаной или шатрового типа. Кровля вальмового типа имеет четыре скатных плоскости. В шатровой кровле треугольные скаты сходятся вместе в одной вершине. В ломаных крышах стропильные ноги располагают так же, как в двускатных, с той лишь разницей, что ломаная конструкция имеет 2 яруса.
Стропила соединяют и врезают в так называемую затяжку из нескольких досок или брусья, уложенные по периметру стен. Элементы конструкции, выполняющие вспомогательные функции крепят в соответствии со степенью предполагаемой нагрузки.
Какие параметры учитывают при расчете крыши для мансарды
Расчет количества и определение размеров необходимых для возведения крыши материалов представляет определенные трудности. Это в большей степени обусловлено особенностями ее конструкции.
Выполняя необходимо учитывать размерные параметры всех составных элементов стропил и кровельной конструкции:
- длина и количество стропил;
- параметры их продольного сечения;
- шаг укладки стропил;
- площадь плоскостей элементов;
- шаг и размер досок обрешетки;
- размеры кровельного покрытия и нахлеста его листов;
- вид тепло-, гидро- и пароизоляционных слоев.
Точный расчет и составление проекта при возведении является ответственным этапом, обеспечивающим ее безопасность и долговечность. Это во многом определяет прочность всего здания.
Последовательность расчета материалов для мансарды
Данный вид кровли состоит из большего числа элементов, нежели обычная крыша. Жилое мансардное помещение часто оснащается дополнительными окнами, балконами и даже террасами, параметры которых учитываются, чтобы рассчитать общую потребность материалов.
Основные этапы расчета стройматериалов для возведения мансардной крыши включают вычисление:
- общего веса необходимых материалов;
- площади всех плоскостей крыши;
- количества материалов.
Вычисление веса кровельной системы для мансарды
Чтобы рассчитать вес 1 м² каждого слоя мансардной кровли, сначала нужно узнать сумму значений удельного веса всех составных частей. Затем полученное число умножают на установленный действующими нормами и правилами коэффициент 1.1.
Важно!
В жилых сооружениях не допускается превышение предполагаемой нагрузки более 50 кг/м². Для большей безопасности рекомендуется обеспечить запас прочности кровельной системы.
Достаточный запас прочности также необходим при замене старого материала покрытия на новое. Это обусловлено тем, что с установкой новой кровли общая нагрузка существенно увеличится.
Выполнив расчет веса кровли, приступают к определению высоты мансардной крыши, продольного сечения стропил и величины угла наклона скатов. В большинстве случаев значение угла не превышает 45 градусов.
Расчет площади плоскостей мансардной крыши
В современной архитектуре жилых зданий крыша мансарды может представлять собой самую разнообразную форму. Чтобы правильно рассчитать площадь сложной ломаной поверхности кровли, предварительно ее необходимо изобразить в виде отдельных фигур.
Проще всего выполнить расчет площади мансардной крыши с одним скатом, умножив его длину на ширину. Для более сложных конструкций с ломаными плоскостями выполняют расчет площади составляющих его фигур, применяя известные формулы. Далее полученные значения суммируются.
Выбор материала для кровли
Состав обрешетки, а также значение угла установки скатов крыши, должны соответствовать характеристикам используемого кровельного покрытия. Это обусловлено тем, что технические особенности различных материалов для покрытия крыши влияют на срок службы и безопасность кровли в целом.
Обрешетка может быть сплошной, уложенной на определенном расстоянии между досками, а также смешанной. Зачастую разрешается использование комбинированной обрешетки. Ондулин и рулонное покрытие целесообразно размещать по обрешетке сплошного типа. Черепицу и листы шифера располагают на разреженной обрешетке.
Немаловажным обстоятельством при выборе типа кровли являются климатические особенности зоны строительства здания. К тому же действующие на крышу сила ветра, тяжесть снега и другие возможные варианты нагрузок могут внести определенные коррективы при планировании проекта и определении параметров необходимых элементов для кровли мансардного помещения.
Мансарда – расчетная схема, нагрузки, РСУ
Мансарда – расчет в SCAD, подбор сечений элементов
Также хотим предложить вам удобный калькулятор расчета мансардной крыши. С его помощью вы получите все необходимые данные и сможете построить корректную крышу.
Укажите кровельный материал:
Выберите материал из списка -- Шифер (волнистые асбоцементные листы): Средний профиль (11 кг/м2) Шифер (волнистые асбоцементные листы): Усиленный профиль (13 кг/м2) Волнистые целлюлозно-битумные листы (6 кг/м2) Битумная (мягкая, гибкая) черепица (15 кг/м2) Из оцинкованной жести (6,5 кг/м2) Листовая сталь (8 кг/м2) Керамическая черепица (50 кг/м2) Цементно-песчаная черепица (70 кг/м2) Металлочерепица, профнастил (5 кг/м2) Керамопласт (5,5 кг/м2) Фальцевая кровля (6 кг/м2) Полимер-песчаная черепица (25 кг/м2) Ондулин (еврошифер) (4 кг/м2) Композитная черепица (7 кг/м2) Натуральный сланец (40 кг/м2) Указать вес 1 кв метра покрытия (? кг/м2)
кг/м 2
Введите параметры крыши:
Ширина заложения A1 (см)
Ширина заложения A2 (см)
Длина основания D (см)
Высота подъема B1 (см)
Высота подъема B2 (см)
Длина боковых свесов C (см)
Длина переднего и заднего свеса E (см)
Стропила:
Шаг стропил (см)
Сорт древесины для стропил (см)
Рабочий участок бокового стропила (не обязательно) (см)
Расчёт обрешётки:
Ширина доски обрешётки (см)
Толщина доски обрешётки (см)
Расстояние между досками обрешётки
(см)
Расчёт снеговой нагрузки:
Выберите ваш регион
1 (80/56 кг/м2) 2 (120/84 кг/м2) 3 (180/126 кг/м2) 4 (240/168 кг/м2) 5 (320/224 кг/м2) 6 (400/280 кг/м2) 7 (480/336 кг/м2) 8 (560/392 кг/м2)
Расчёт ветровой нагрузки:
Ia I II III IV V VI VII
Высота до конька здания
3592 0 0
Расчет стропильной системы мансардной крыши - очень просто о непростых вычислениях
Планируете устройство мансарды в подкровельном пространстве? В таком случае нужно знать, что на кровельный каркас приходятся большие нагрузки, которые придется посчитать до начала строительных работ. Я расскажу об основных вычислениях, с которыми вы столкнетесь при проектировании кровельного каркаса. В итоге вы сможете самостоятельно узнать параметры для проектирования крыши.
Кровля для мансарды какой она бывает
Мансардная крыша - это универсальное решение, так как она выполняет функцию ограждающей конструкции и при этом эксплуатируется как полноценное жилое помещение.
| Иллюстрации | Разновидности и их описание |
 |
Двускатная кровля
. На схеме показан каркас симметричной двускатной крыши. Стропильная ферма образована двумя цельными диагональными балками, соединёнными на коньке.
Стены и потолок жилого помещения образованы затяжкой и боковыми стойками.
|
 |
Ломаная щипцовая кровля
. В основе стропильной системы применены боковые стойки, установленные на балки перекрытия и соединённые в верхней части затяжкой.
По периметру прямоугольника надстраиваются верхние и нижние стропила, образующие характерный излом по центру ската.
|
Какие нагрузки действуют на мансарду
| Иллюстрации | Виды нагрузок в соответствии со СНиП 2.01.07-85 |
 |
Снеговая
. Выпавший снег оказывает существенное воздействие на конструкцию кровли.
|
 |
Ветровая . Ветер воздействует на кровлю с разных сторон и последствия такого воздействия могут быть разными, начиная со срыва покрытия и оканчивая опрокидыванием всей конструкции. |
 |
Вес людей мебели и прочих элементов интерьера
. При эксплуатации мансарды на перекрытие будет воздействовать вес людей и мебели.
Эта нагрузка имеет значение при расчете параметров балок перекрытия.
|
 |
Общий вес кровли
. Под общим весом подразумевается нагрузка, которая придется на несущие стены.
Это воздействие формируется весом стропильных ног и рядов обрешетки, весом теплоизоляции и весом кровельного покрытия. |
Расчеты давления снега
Величину снеговой нагрузки рассчитываем по формуле в таблице 1. Для того чтобы найти коэффициент μ, рассчитываем длину вертикальной стойки фермы и делим это число на длину накосного стропила.
Согласно полученному числу, находим подходящее значение в левой колонке таблицы 2. В колонке напротив указан угол наклона α. Далее, если α≤30°, то коэффициент μ = 1; если 30°<α<60°, то коэффициент μ = 0,033.
Обратите внимание на то, что в ломаной кровле мы принимаем во внимание только верхнюю часть, так как именно на нее приходится вес снежного покрова.
Норматив Sg определяется по СНиП 2.01.07-85 или по карте интенсивности снегового покрова. Например, для Москвы и области это значение равно 180.
Расчет давления ветра
Давление ветра рассчитываем по формуле в таблице 3. За аэродинамический коэффициент берем максимальное значение 0,8.
Коэффициент изменения находим по таблице 4 с учетом особенностей места, где проводится строительство. Нормативное значение Wo можно определить по СНиПу, а можно найти в карте ветрового давления.
Вставляя в формулу соответствующие значения, вы рассчитаете параметры ветровой нагрузки для той или иной территории. В соответствии с полученным значением можно будет скорректировать угол наклона скатов или еще на стадии проектирования усилить стропила.
Расчет веса кровли
Чтобы рассчитать нагрузку, которую окажет кровельная система на несущие стены первого этажа, нужно приплюсовать вес диагональных балок, обрешетки, чернового настила и массу изоляционных материалов, включая утеплитель и гидроизоляцию.
Необходимые данные можно найти в таблице 5. Данные представлены из расчета килограммы на квадратный метр кровельного ската.
К посчитанному весу прибавляем массу кровельного покрытия. Этот параметр указан в таблице 6.
Кроме перечисленных факторов, определяющих вес, нужно заранее решить, будут ли в системе использованы зенитные фонари. Их вес можно узнать у производителя и приплюсовать к посчитанному весу кровли.
Считаем суммарную нагрузку
После того, как все расчеты выполнены, суммируем вес кровли из расчёта килограмм на кв. метр, снеговое и ветровое давление на тот же кв. метр.
Вес людей и мебели в мансардном этаже учитываем только при выборе сечения балок перекрытия. Непосредственно на подбор стропил этот параметр не влияет.
При суммировании параметров нагрузки, нецелые числа округляем в большую сторону. Учитывая максимум ветрового и снегового давления, вы сможете подстраховаться от прогиба или срыва кровельного материала.
Выбираем шаг между стропилами
При расчете кровельного каркаса, особое внимание уделяем шагу, с которым будут устанавливаться стропила. Расстояние между соседними балками зависит от длины бруса и от размеров его поперечного сечения. Чтобы упростить расчеты и не прибегать к формулам, предлагаю таблицу 7, где приведены усредненные соотношения интересующих нас параметров.
Обратите внимание на то, что для ломаной крыши, величина шага определяется по длине верхних накосных стропил. Для систем с обычными прямыми скатами учитывается длина от конька до свеса. Шаг между досками обрешетки по всему ломаному скату делается одинаковый.
Расчет стропил с учетом нагрузок
Сечение пиломатериалов, которые образуют накосные стропила в верхней части крыши, считаем по следующим формулам:
- Если α<30°, то H≥8,6×L×√Q/(B×R)
- Если α>30°, то H≥9,5×L×√Q/(B×R)
- Н - ширина сечения стропил
- В - толщина сечения
- R - плотность пиломатериалов (в кг/м²)
Для примера, плотность сосны 2 сорта, которая повсеместно используется для сборки стропил, составляет 130 кг/м².
Соотношение толщины и ширины хвойных пиломатериалов, выпускаемых отечественной промышленностью, можно найти в таблице 8. Просчитанные по ранее предложенным формулам параметры поперечного сечения будут усреднёнными, поэтому, если числа не будут целыми, округляем их в большую сторону.
Подведём итоги
Чтобы посчитать параметры стропил, можно применить онлайн калькулятор. Но предложенная в статье инструкция позволяет выполнить расчеты более точно и узнать габариты конструктивных элементов с минимальными погрешностями. Если остались вопросы по вычислениям, задайте их в комментариях к статье.
12 января 2018г.Если вы хотите выразить благодарность, добавить уточнение или возражение, что-то спросить у автора - добавьте комментарий или скажите спасибо!
Двускатная крыша – это сложная, большая по площади строительная конструкция, требующая профессионального подхода к проектированию и выполнению работ. Самые большие затраты идут на стройматериалы для стропил, обрешетки, утеплителя, гидроизоляции, кровельного материала. Наш калькулятор двухскатной крыши позволит Вам высчитать количество материала.
Использование калькулятора экономит время для проектирования крыши, и ваши деньги. Окончательный чертеж в 2D формате будет руководством при выполнении работ, а 3D визуализация даст представление о том, как будет выглядеть крыша. Прежде, чем ввести данные в онлайн калькулятор, необходимо иметь представление об элементах крыши.
Параметры стропил
Чтобы произвести расчет стропильной системы двухскатной крыши, нужно учесть:
- нагрузку крыши;
- шаг между стропилами.
- вид кровельного покрытия
- 100-150 мм при длине пролета не более 5 м, и при дополнительный подпорках.;
- 150-200 мм при длине пролета более 5 м, при шаге более 1 м, и если угол не большой.
Важно! Расстояние между стропилами двускатной крыши обычно устанавливают 1 м, но при уклоне крыши более 45 градусов шаг стропил можно увеличить до 1,4 м. При пологих крышах шаг делают 0,6-0,8 м.
Стропильные ноги крепятся на мауэрлат, который идет по периметру дома. Для него берется или доска параметрами 50х150 мм, или брус 150х150 мм (для распределения нагрузки)
Параметры обрешетки
Для металлочерепицы создается разреженная обрешетка доской, ширина которой 100мм, в толщина 30 мм. Доска набивается с шагом, который должен соответствовать продольной оси модуля металлочерепицы – 35 см (супермонтеррей).
Для гибкой черепицы обрешетку выполняют с большим шагом, так как поверх её будет укладываться ОСП или фанера сплошным ковром.
Важно! При выборе материалов обращать внимание на показатели влагостойкости и минимальной толщины.
При устройстве теплых крыш между гидроизоляцией и кровлей делается контробрешетка бруском, толщина которого должна быть 30-50мм.
Параметры кровельного покрытия
- Чтобы выполнить расчет кровли двухскатной крыши, нужно знать размеры кровельного материала и величину нахлестов.
- Металлочерепицу для жесткой кровли выпускают шириной 118 мм (рабочая 110), а вот длина может быть разной. Завод-изготовитель под заказ может нарезать любую длину.
- Гибкая черепица для мягкой кровли имеет разные размеры, поэтому нужно смотреть конкретный материал
- Что касается выбора утеплителя, то для России рекомендуется толщина минимум 100 мм, а правильная будет 150-200мм.
Воспользуйтесь онлайн калькулятором мансардной крыши для расчета необходимого количества материалов для кровли данного типа. Точный расчет обрешетки, угла наклона стропильной системы, нагрузки на кровлю дома.
Укажите кровельный материал:
Выберите материал из списка -- Шифер (волнистые асбоцементные листы): Средний профиль (11 кг/м2) Шифер (волнистые асбоцементные листы): Усиленный профиль (13 кг/м2) Волнистые целлюлозно-битумные листы (6 кг/м2) Битумная (мягкая, гибкая) черепица (15 кг/м2) Из оцинкованной жести (6,5 кг/м2) Листовая сталь (8 кг/м2) Керамическая черепица (50 кг/м2) Цементно-песчаная черепица (70 кг/м2) Металлочерепица, профнастил (5 кг/м2) Керамопласт (5,5 кг/м2) Фальцевая кровля (6 кг/м2) Полимер-песчаная черепица (25 кг/м2) Ондулин (еврошифер) (4 кг/м2) Композитная черепица (7 кг/м2) Натуральный сланец (40 кг/м2) Указать вес 1 кв метра покрытия (? кг/м2)
кг/м 2
Введите параметры крыши:
Ширина заложения A1 (см)
Ширина заложения A2 (см)
Длина основания D (см)
Высота подъема B1 (см)
Высота подъема B2 (см)
Длина боковых свесов C (см)
Длина переднего и заднего свеса E (см)
Стропила:
Шаг стропил (см)
Сорт древесины для стропил (см)
Рабочий участок бокового стропила (не обязательно) (см)
Расчёт обрешётки:
Ширина доски обрешётки (см)
Толщина доски обрешётки (см)
Расстояние между досками обрешётки
(см)
Расчёт снеговой нагрузки:
Выберите ваш регион, используя карту ниже
1 (80/56 кг/м2) 2 (120/84 кг/м2) 3 (180/126 кг/м2) 4 (240/168 кг/м2) 5 (320/224 кг/м2) 6 (400/280 кг/м2) 7 (480/336 кг/м2) 8 (560/392 кг/м2)
Расчёт ветровой нагрузки:
Ia I II III IV V VI VII
Высота до конька здания
5 м от 5 м до 10 м от 10 м
Тип местности
Открытая местность Закрытая местность Городские районы
Результаты расчетов
Угол наклона боковых стропил: 0 градусов.
Угол наклона коньковых стропил: 0 градусов.
Угол наклона подходит для данного материала.
Угол наклона для данного материала желательно увеличить!
Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!
Площадь поверхности крыши: 0 м 2 .
Площадь мансардного этажа: 0 м 2 .
Примерный вес кровельного материала: 0 кг.
Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1×15 м): 0 рулонов.
Стропила:
Нагрузка на боковую стропильную систему: 0 кг/м 2 .
Нагрузка на коньковую стропильную систему: 0 кг/м 2 .
Длина боковых стропил: 0 см.
Длина коньковых стропил: 0 см.
Количество боковых стропил: 0 шт.
Уменьшите шаг стропил!
Количество коньковых стропил: 0 шт.
Уменьшите шаг стропил!
Обрешетка:
Количество боковых рядов обрешетки (для всей крыши): 0 рядов.
Количество коньковых рядов обрешетки (для всей крыши): 0 рядов.
Общее количество рядов обрешетки: 0 рядов.
Равномерное расстояние между боковыми досками обрешетки: 0 см.
Равномерное расстояние между коньковыми досками обрешетки: 0 см.
Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: 0 шт.
Объем досок обрешетки: 0 м 3 .
Примерный вес досок обрешетки: 0 кг.
О калькуляторе
Онлайн-калькулятор мансардной крыши поможет рассчитать углы наклона боковых и коньковых скатов, количество и необходимое сечение стропил, объём обрешётки и других материалов для строительства крыши. Вам не придется выполнять лишние расчеты, поскольку данный калькулятор включает большинство существующих кровельных материалов, таких как битумная черепица, цементно-песчаная и керамическая черепица, металлочерепица, битумный и асбестоцементный шифер, ондулин. Если же вы используете нестандартный материал, или хотите получить более точные расчеты, вы можете указать массу собственного кровельного материала, выбрав соответствующий пункт в выпадающем списке материалов.
Прежде чем проектировать мансардный этаж, ознакомьтесь со СНиП 2.08.01-89 «ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ» со всей серьёзностью.
Обратите внимание!
Калькулятор производит расчеты согласно действующих СНиП «Нагрузки и воздействия» и ТКП 45-5.05-146-2009.
Устройство мансардной (ломаной, покатой) крыши отличается тем, что с каждой стороны она содержит два ската с разными углами наклона: крутой боковой и покатый висячий. Таким образом, под крышей образуется удобное пространство, которое можно использовать в роли жилого помещения. Это помещение называется мансардным этажом или просто мансардой.
Мансарды впервые были построены в 17 веке. Мансарда возводится относительно легко как при изначальном строительстве здания, так и в роли надстройки на существующее здание. Таким образом, она предоставляет альтернативу в строительстве дополнительного этажа.
Поскольку боковые скаты отличаются большой крутизной, следует тщательно подходить к выбору строительных материалов. Возможно, мансардная крыша потребует дополнительных затрат. Особенно это важно для жилых мансардных помещений: им будут нужны увеличенные фронтонные окна и улучшенная теплоизоляция.
При заполнении полей калькулятора ознакомьтесь с дополнительной информацией, расположенной под знаком .
О любых вопросах или идеях, касающихся данного калькулятора, вы можете написать нам, используя форму комментариев внизу страницы. Будем рады услышать ваше мнение.
Дополнительная информация о результатах расчётов
Угол наклона боковых стропил
Угол, под которым наклонены боковые стропила к плоскости потолка. Он, как правило, более крутой. Различные кровельные материалы допускают разные предельные углы. Калькулятор покажет, можно ли возвести крышу под данным углом из выбранного кровельного материала.
Угол наклона коньковых стропил
Угол, под которым наклонены коньковые (висячие) стропила к плоскости пола мансарды. Этот угол, как правило, более покатый. Различные кровельные материалы допускают разные предельные углы. Калькулятор покажет, возможно ли возвести крышу под указанным углом из выбранного кровельного материала.
Площадь поверхности крыши
Площадь всей поверхности кровли включая свесы. Чтобы определить площадь одного ската, достаточно указанное значение разделить на два.
Площадь мансардного этажа
Площадь помещений мансарды. Сюда не входит площадь под боковыми скатами.
Примерный вес кровельного материала
Вес выбранного кровельного материала для всей площади крыши с учетом свесов.
Количество рулонов изоляционного материала
Необходимое количество изоляционного материала для всей площади крыши. Указано количество в рулонах, исходя из стандартного размера рулона - 15 метров в длину, 1 метр в ширину. При расчете также учтен нахлест 10 % в местах стыков.
Нагрузки на боковую и коньковую стропильную систему
Данные значения показывают максимально возможные нагрузки на данную кровлю. В расчетах участвует как общая масса кровельного пирога, так и сумма ветровых и снеговых нагрузок выбранного региона.
Длина боковых стропил
Расчетная длина стропил боковых скатов, располагаемых от нижней части ската до верха мансардного этажа.
Длина коньковых стропил
Расчетная длина коньковых (висячих) стропил, располагаемых от верха мансардного этажа до конька крыши.
Количество боковых и коньковых стропил
Общее количество боковых и коньковых стропил, необходимых для возведения крыши с заданными параметрами.
Минимальное сечение стропил / Вес стропил / Объем бруса
- В первой колонке указаны допустимые сечения стропил по ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород. Во внимание берется вес, заданные параметры конструкции, возможные нагрузки на кровлю. Калькулятор рассчитывает суммарные нагрузки, которые могут воздействовать на конструкцию, и подбирает оптимальные варианты сечений стропил.
- Вторая колонка содержит информацию о весе стропил с указанным сечением. Здесь указан общий вес стропил для рассчитываемой крыши.
- Третья колонка отображает суммарный объем стропил в кубических метрах. Используйте данные значения для расчета стоимости пиломатериалов.
Количество рядов обрешетки
Число рядов обрешётки, которое понадобится для всей кровли при заданных параметрах.
Равномерное расстояние между досками обрешетки
Количество, объем и вес досок обрешетки
Суммарное количество досок для обустройства обрешетки кровли, их объем в кубических метрах и их общий вес.
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.
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 . 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 – (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:
- Предельная прочность – состояние, превышение которого приводит к разрушению строительной конструкции, к потере выносливости или устойчивости.
- Предельная деформация – состояние, превышение которого приводит к недопустимым прогибам, в результате которых не только изменяется геометрия сооружения, но нарушаются узловые сочленения.
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:
- Н тр. прочность – размер элемента стропильной системы, уменьшение которого приведет к состоянию потери прочности.
- Н тр. прогиб – размер элемента, уменьшение которого повлечет угрожающую деформацию.
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 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:
- вес деревянной обрешетки от 10 до 12 кг/м²;
- вес наслонных стропильных ног с прогоном от 5 до 10 кг/м²;
- вес висячих ног стропильной фермы от 10 до 15 кг/м².
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:
- Устанавливаем угловые опоры, для изготовления которых используем брус 100×150мм длиной на 10см больше, чем чистовая высота мансардного потолка. Выверяем вертикальность опор отвесом, крепить будем только после того, как убедимся в безупречности установки. Для устойчивости фиксируем их положение временными раскосами. По аналогии монтируем опоры посередине фронтонных стенок.
- Угловые опоры соединяем шнуркой, чтобы обозначить место установки промежуточных стоек. Для изготовления промежуточных опор подойдет материал 50×150мм с равной угловым опорам высотой.
- Поверх двух рядов опор укладываем прогоны, изготовленные из доски 50×150мм. Временные распорки более не понадобятся, построенные стенки будущей мансарды устойчивы и без них.
- На прогоны ребром устанавливаем доску, она сформирует потолочное перекрытие мансарды.
- Поверх потолка строящейся мансарды укладываем доску 25×150мм. Ее не нужно устанавливать по оси строения. Лучше проложить параллельно, отступив от оси 20-30см.
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:
- Доску 25×150мм необходимой длины прикладываем к торцу сооружаемой конструкции и карандашом по факту отмечаем линии верхнего и нижнего запила. Это шаблон, который можно применять для изготовления всех стропилин нижнего яруса, если отклонений в геометрии стропильной системы нет.
- Если есть сомнения в безупречности предшествующей работы, устанавливаем только крайние ноги и натягиваем между ними шнурку. По шаблону на остальных стропилинах делаем только верхний запил. Нижнюю линию отмечать будем по факту, совмещая верхнюю плоскость заготовки со шнуровым ориентиром.
- Устанавливаем стропильные ноги. Крепим их к балкам перекрытия скобами или металлическими уголками, а вверху к прогонам двумя-тремя гвоздями.
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:
- Примеряем к торцу дюймовку для производства шаблона и отмечаем на ней линии запилов, верхнюю из которых проводим прямо вдоль обозначенной обрезком оси.
- Изготавливаем по шаблону пару стропильных ног верхних скатов. Если не сомневаемся в геометрии сооруженного каркаса, делаем сразу несколько заготовок. В противном случае поступаем так же, как и с нижними собратьями.
- Устанавливаем первую пару стропилин, призвав к содействию две пары рабочих рук. В одиночку с установкой не справиться, верхней опоры ведь у них нет. Чтобы только что водруженная стропильная ферма не упала, подпираем ее подкосом.
- Монтируем остальные стропильные фермы верхнего яруса. Подпираем их подкосами через 3-4 штуки. Угол наклона подкосов должен быть более 45º. Направление их наклона следует чередовать.
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:
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.