Устройство
Возводя стропильную систему односкатной крыши своими руками, правильно выбирайте ее конструкцию. Тут все зависит от длины фермы или всего вашего дома. Если он небольшой, стропила будут не более 4,5 метров, то проблем с монтажом не возникнет. Пролет маленький и усиления не требует. В этом случае достаточно установить стропила односкатной крыши на выступы стен и конструкция готова. Но такие небольшие дома практически не встречаются, поэтому используемая система будет посложнее.
Для больших строений используются следующие варианты:
- если длина стропил не более шести с половиной метра, то их нужно усилить подкосами. Они должны упираться в несущую стену. Другой конец подкоса поддерживает саму стропильную ногу;
- если дом еще больше, то требуется в системе использовать капитальную балку. Она будет являться дополнительной опорой стропильных ног.
Кроме этого, могут использоваться и другие дополнительные элементы. Для усиления стропильной системы односкатной крыши применяются лежаки, подкосные ноги, схватки и стойки. Выбор элемента зависит от сложности и размеров конструкции.
Еще один важный элемент – это мауэрлат для односкатной крыши. Без него трудно представить себе любую стропильную систему. Мауэрлат делают из толстого деревянного бруса. Он является опорой стропильных ног. Мауэрлат располагается в верхней части стен. Крепить его нужно так, чтобы соблюдалась строгая горизонтальность. В противном случае односкатная кровля выйдет «кривой» и плохо будет справляться со своими функциями.
Варианты установки стропильной системы для односкатной крыши
Чтобы опора была надежной можно воспользоваться:
- Двумя несущими стенами из бетона, кирпича или дерева. Их высота должна различаться. Мауэрлат выступает в качестве опоры. Его укладывают двумя полосами, несвязанными между собой;
- Бетонным поясом с арматурой. Его проектируют отдельно и строят, когда возводят стены. Одна несущая из подходящего материала плюс опоры напротив. Для навесов или пристроек. Применяются кронштейны из стали. Они прикручиваются к стене;
- Парой рядов опор из дерева, бетона или кирпича. Пятки должны устанавливаться на часть обвязки. Они могут одновременно стать элементами для обшивки и стен каркаса.
Последовательность монтажа
Для обеспечения запаса прочности используются все конструктивные особенности здания. Заранее рассматривается возможность опереться на любую из несущих стен вертикальной стойкой или подкосом. Их количество и местоположение можно скорректировать и увязать с будущим дизайном, однако без фанатизма – прочность при этом пострадать не должна. Монтаж обычно не вызывает сложностей:
Для безопасности сразу монтируются балки перекрытия, по ним устраивается временный настил.
Монтаж балок перекрытия на домеИсточник oooarsenal.ru
- На обе стены крепится мауэрлат. Или устраиваются необходимые для уклона крыши каркасы.
- Устанавливаются крайние стропила и все сопутствующие элементы: стойки, подкосы, по необходимости лежни – создаётся «силовой каркас».
Сборка скелета односкатной крыши для частного домаИсточник th.decorexpro.com
Если строительство каркасное и большие фронтоны открыты, необходимо хотя бы временно их закрыть – принять меры для уменьшения парусности крыши.
Для исключения парусности закрывают временно фронтоныИсточник moidom38.ru
Далее по подготовленному каркасу укладываются промежуточные стропила и дополнительно раскрепляются по мере надобности. Это время для окончательного принятия решения о способе утепления – шаг стропил можно скорректировать под конкретный утеплитель.
Монтаж промежуточных стропилИсточник chrome-effect.ru
Следом монтируется кровельная мембрана, контробрешётка и несущая обрешетка односкатной крыши под конкретный кровельный материал.
На устройство вентиляционного зазора нужно обратить особое внимание – уклон односкатной крыши зачастую невелик. Поэтому зазор должен быть достаточным для эффективного проветривания – его полезно немного увеличить. Завершает работы монтаж кровли
А устройство подшива, водостоков можно совместить с наружной отделкой фронтонов, чтоб дважды не устраивать настилы в одном месте
Завершает работы монтаж кровли. А устройство подшива, водостоков можно совместить с наружной отделкой фронтонов, чтоб дважды не устраивать настилы в одном месте.
Примеры домов с односкатными крышами в видео:
Проектирование односкатных сооружений – минимум сложностей
При разработке проекта в первую очередь необходимо определиться с углом наклона крыши. Желательно делать его в наветренном направлении. Уклон кровельного покрытия обеспечивается одним из следующих способов:
- Опорными столбами либо стенами равной высоты (классический вариант).
- Дополнительными опорами, прикрепленными к основному сооружению (к его стеновым поверхностям). По отношению к противоположной стенке такие добавочные элементы всегда располагаются на определенном возвышении.
- Самодельными или готовыми (фабричными) половинчатыми фермами.
Если район, в котором возводится дом или хозпостройка, характеризуется повышенной ветровой нагрузкой, скат кровли рекомендуется делать не более 20°. Для регионов с обычными ветрами уклон можно брать в пределах 35–40°
Следует принимать во внимание и количество осадков. В местностях, где дожди идут часто, уклон ската берется от 45° и выше
Если же среднегодовой объем осадков является нормальным, допускается делать 30-градусный наклон.
Также при выборе крутизны крыши учитывается материал, используемый для ее покрытия. Оптимальные углы наклона приводим далее:
- 25–35° – при использовании в качестве кровельного покрытия черепицы;
- 5–10° – для рулонных материалов;
- 18–35° – фальцевая кровля;
- 20–45° – плоский либо волнистый шифер.
При расчете стропильной системы важно помнить о том, что она обязана распределять нагрузку на опоры как можно более равномерно. В данном случае следует учитывать и вес самого сооружения, и воздействия, оказываемые снегом и ветром
Нюанс. Стропильные ноги при расчете кровельной конструкции рассматриваются в качестве горизонтальных балок.
Проект здания с односкатной крышей
В большинстве случаев система стропил для сооружений с одним скатом изготавливается из древесины. Дерево – экономически выгодный, простой в обработке и экологически безопасный материал. При этом не нужно забывать о склонности древесных изделий к изменению линейных параметров под действием температурных перепадов и колебаний влажности.
Еще один важный момент. Деревянные элементы стропильной системы могут провисать в процессе эксплуатации, если дистанция между ее опорами выбирается необоснованно большой. Эта проблема решается по-разному. При шаге опор 4,6–9 м монтируются подкосы – подпорки для стропильных ног. Они придают системе требуемую жесткость. При дистанции между опорными элементами не более 4,5 м никаких дополнительных элементов устанавливать не нужно. А вот когда шаг стропил равняется 9,1–12 м, пролет укрепляется посередине особой конструкцией прогонно-консольного типа. Она выполняется в виде рамы из древесины, которая устанавливается на опоры (вертикальные). Прогонная конструкция располагает верхней балкой и подкосами. Если длина стропилин более 12 м, монтируется несколько консольных рам.
Геометрические размеры строящегося сооружения обуславливаются расстоянием между ногами стропил. Поэтому нам нужно разделить стеновые поверхности, служащие опорой для кровельного каркаса, на равные отрезки. Такую разбивку выполняют с расчетом того, что стропильные ноги подпирают оба края кровли.
Особенности конструкции
Односкатная крыша представляет собой кровлю стропильной конструкции с одной наклонной плоскостью (скатом). Главная ее особенность заключается в том, что оба конца стропильных ног опираются на надежные опоры, что повышает прочность и надежность всей системы.
В качестве опоры, чаще всего, выступают противоположные несущие стены дома, имеющие разную высоту для создания нужного уклона кровли. Для равномерного распределения нагрузки стропильные элементы соединяются с опорой через мауэрлат, который выполняется из 2-х брусьев (балок), уложенных параллельно.
Рассматриваемая крыша сооружается, как на отдельно стоящих объектах, так и на пристройках. Причем во втором случае такая конструкция наиболее популярна. Используется односкатная крыша в жилых и хозяйственных сооружениях.
Односкатная конструкция отличается простотой. Она имеет стропильную систему, устанавливаемую через мауэрлаты на несущие опоры (стены). Поверх стропил формируется обрешетка и укладывается кровельный материал. В качестве покрытия, чаще всего, применяется профнастил, шифер, мягкая или металлочерепица, ондулин и рулонные материалы.
Плюсы и минусы конструкции
Односкатная крыша является популярной. Главным образом такую конструкцию используют на гаражах или подсобных строениях, но и для жилых домов она вполне подходит. Популярности односкатной кровле придают ее преимущества, а именно:
- экономия материалов. Стропильная система односкатной крыши не потребует от вас значительных затрат. Все используемые элементы небольшие, а значит и материала требуют меньше;
- основой любой стропильной системы является треугольник. Именно эта геометрическая фигура считается самой надежной. В случае односкатной крыши треугольник будет прямоугольный, что еще больше повышает прочность всей конструкции;
- схема данной стропильной системы довольно простая. С ее составлением может справиться даже непрофессионал. К тому же такая «простота» значительно облегчает монтаж;
- возвести стропильную систему и все остальные элементы односкатной кровли можно за очень короткое время. А это значит, что и сам дом будет готов к проживанию быстрее.
Простота и дешевизна – вот основные критерии, которые делают односкатную крышу достаточно популярной среди частных застройщиков. Но и у такой конструкции есть свои недостатки. К ним специалисты относят следующее:
- односкатная кровля не подразумевает наличие чердачной комнаты;
- исходя из первого недостатка, могут возникнуть проблемы с утеплением кровли. Хотя этот минус легко решается с использованием современных термоизоляционных материалов;
- односкатная крыша делается с небольшим уклоном. Из-за этого есть сложности с выбором кровельного материала, не любой из них можно монтировать на такой конструкции. Кроме того, небольшой уклон препятствует сходу снега, что существенно увеличивает нагрузку на стропильную систему.
Ну и не стоит забывать про внешний вид. Односкатная кровля слишком «простая». Такая ее особенность многим владельцам частных домов не по душе. Но это, как говориться, дело вкуса.
Стропильная система односкатной крыши
Такие крыши особенно популярны при строительстве дворовых построек — сараев, гаражей. Просто размеры строений позволяют использовать не очень мощные балки, причем балки требуются в небольшом количестве. При ширине строения до 6 метров, стропильная система односкатной крыши почти не содержит дополнительных усиливающих элементов (подпорок и прогонов), что выгодно. Также привлекает отсутствие сложных узлов.
Для Средней полосы России для пролета до 5,5 метров берут балки 50-150 мм, до 4 метров достаточно 50-100 мм, хотя по-хорошему, надо считать снеговую и ветровую нагрузку конкретно в вашем регионе, и, исходя из этого, определяться с параметрами балок.
Стропильная система односкатной кровли с малой величиной пролета (до 6 метров)
При расстоянии между стенами до 4,5 метров, односкатная крыша состоит из двух брусков мауэрлата, закрепленных на стенах, и стропильных ног, которые на мауэрлат опираются. Действительно очень простая конструкция.
При ширине пролета от 4,5 метров до 6 метров, требуется еще лежень, закрепленный на более высокой стене на уровне перекрытия и подстропильная нога, которая упирается в балку почти в середине. Угол уклона этой балки зависит от расстояния между стенами и уровня установки лежня.
Более сложные стропильные системы в односкатной крыше при ширине зданий более 6 метров. В этом случае оптимально, если дом спроектирован так, что внутри имеется еще она несущая стена, на которую опираются стойки. При ширине дома до 12 метров, фермы все еще простые, расходы на устройство кровли минимальные.
Устройство ферм односкатных крыш при ширине зданий более 6 метров
Для зданий шириной более 12 метров система становится сложнее — подстропильных ног становится больше. Кроме того, изготовление балок длиной более 6 метров — дорогое удовольствие. Если требуется увеличение только на ширину свесов кровли, балки доращиваются по краям кобылками. Это куски балок такого же сечения, соединенные с балкой и закрепленные по бокам двумя деревянными накладками длиной не менее 60 см, скрепленных болтами или гвоздями, допускают использование монтажных пластин.
Вариант сращивания стропил
Если общая длина балки получается более 8 метров, их обычно сращивают. Места стыка дополнительно усиливают, прибив доски или монтажные пластины.
Варианты крепления стропил к мауэрлату: скользящее слава вверху и жесткое вверху справа. Внизу справа вариант врезки без свесов (применяется очень редко)
Еще могут быть вопросы по способам крепления стропил односкатных крыш к мауэрлату. Принципиальных отличий нет. Все также в стропильной ноге делают вырез, которым брус упирается в мауэрлат. Чтобы не мучатся с каждой стропильной ногой, выравнивая ее посадку, выпилив первую, из куска доски, толстой фанеры или бруса делают шаблон, точно повторяющий полученный «выпил». Все последующие стропила запиливаются перед установкой. К ним в нужном месте прикладывается шаблон, обводится и выпиливается выемка требуемой формы и размера.
Это речь шла о жестком креплении стропильных ног к мауэрлату. Оно используется на всех зданиях, которые дают малую усадку. На деревянных домах такой способ крепления использовать нельзя — дом все время оседает или немного приподнимается, из-за чего может появиться перекос. Если кровля будет закреплена жестко, ее может порвать. Потому при устройстве односкатной или любой другой кровли на деревянных домах используют скользящее соединение стропил и мауэрлата. Для этого есть так называемые «скользячки». Это пластины, состояние из уголков, которые крепятся к мауэрлату и подвижно связанных с ними металлических полос, которые крепятся к стропильной ноге. Таких скользячек ставится по две на каждую стропилу.
Оптимальные размеры стропильной системы
При их изготовлении применяется второсортный лес. Подходит как брус, так и бревна, обтесанные с обеих сторон. Данные можно заложить в любую понравившуюся программу для проведения конкретных расчетов.
Усредненные значения для средней полосы следующие:
- Для возведения каркаса более чем в четыре с половиной метра – бревна сто восемьдесят на двести миллиметров. Брус сто на сто пятьдесят;
- Размер сто двадцать на сто восемьдесят оптимальный для пролета менее четырех с половиной метров. Брус сто на сто.
Значения мауэрлата соответствуют сто восемьдесят на двести. Для подкосов идет брус восемьдесят на восемьдесят.
Для больших пролетов – брус сто восемьдесят на сто восемьдесят.
Нагрузка на стропильную систему
Наибольшая нагрузка на деревянные стропила возникает в зимнее время за счет веса всего кровельного покрытия и слоя накопившегося снега. Первая составляющая зависит от применяемых материалов и толщины кровельного «пирога», а вторая – от региона. В последнем случае снеговая нагрузка определяет по таблице, как среднестатистическая величина.
Пример расчета нагрузки на стропила односкатной крыши в Московской области:
- Удельный вес кровельного «пирога»: обрешетка – 10 кг/м2, утеплитель из минеральной ваты – 10 кг/м2, гидроизоляция из рубероида – 1,5 кг/м2, кровельное покрытие из ондулина – 5 кг/м2.
- При угле наклона ската 20° нагрузка на стропила – Р1=10+10+1,5+5)cos20=26,5х0,94=24,9 кг/м2.
- Снеговая нагрузка в Московском регионе принимается 180 кг/м2. Нагрузка на крышу составит Р2=180х0,7= 126 кг/м2 (где 0,7 – коэффициент, учитывающий уклон ската).
Общая нагрузка на стропила в данном примере составляет Р=Р1+Р2=24,9+126= 150,9 кг/м2. Для повышения надежности следует взять запас до 15-20%. Окончательно, при расчете параметров стропил можно принять суммарную нагрузку 180 кг/м2.
Определение шага стропил и их сечения
При проектировании стропильной системы важно правильно выбрать сечение и количество стропил. Для стропил может использоваться брус, бревно или спаренная доска
Количество стропил определяет еще один важный параметр системы – шаг установки стропил. Он, чаще всего, выбирается, исходя из практических соображений – ширины крыши, размера досок обрешетки и ширины рулона кровельного материала. Для уточнения проводится расчет прочности с учетом суммарной нагрузки, прочности материала и его сечения.
Для древесины средний предел прочности (П) составляет 1300 кг/см2. Необходимое количество стропил можно определить, как: N=PxS/Fxs, где F – предел прочности материала стропила, S – площадь крыши, s – сечение стропила.
Обычно указанные размеры обеспечивают достаточный запас прочности, а потому шаг выбирается в пределах 60-120 см с учетом ширины крыши, простоты монтажа и экономических соображений.
