zsmk-neft.ru

Конструкция мансардной ломаной крыши: Ломаная мансардная крыша — устройство конструкции стропильной системы, расчет

14.01.2023
/
By alexxlab
/
0 Comment

Содержание

Стропильная система ломаной крыши: расчет, проектирование, монтаж

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

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

Виды нагрузок и их совокупность

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

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

Зачем нужны пределы

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

  • 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:

  • Нтр. 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 монтаж шифера или профнастила с крупной волной, следует помнить, что снеговой покров в углублениях может скапливаться и долго лежать.

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

Для предварительных расчетов есть ориентировочные усредненные показатели:

  • 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.

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:

Обшивка фронтонов и сооружение обрешетки

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

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

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

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.

Будьте в курсе!

Подпишитесь на новостную рассылку

как сделать своими руками, расчеты, чертежи и фото

Ломаная крыша, по сути, это разновидность скатной кровли. Её выбирают, когда хотят получить дополнительное свободное пространство на мансардном этаже или кому-то такие конструкции больше по душе, чем обычные двускатные, трёхскатные, четырёхскатные. Обустройство ломаной крыши — нелёгкий процесс, но с лихвой окупается красивым внешним видом, повышенными функциональными возможностями и уютной комнатой, пригодной для жилья. Рассмотрим подробно строение ломаной крыши и как её сделать самостоятельно.

Что представляет собой ломаная крыша

Название ломаная крыша получила благодаря своей форме. Она имеет большое число линий с изломами и пятиугольную (а не треугольную, как у классических скатных) проекцию фронтона здания. Многие застройщики намеренно выбирают её ради формы, поскольку дом с ломаной крышей смотрится добротно, солидно, а с помощью доборных элементов, да ещё контрастных тону основной отделки крыши и фасада, можно получить настоящий шедевр.

Коттедж с ломаной крышей выглядит необычно и оригинально

Но по большей части она идеально подходит, когда желаемый размер мансарды не вписывается в обычную скатную крышу, которая не обеспечивает достаточную высоту чердачного помещения для комфортного там пребывания. Ломаная же конструкция благодаря перелому ската существенно уменьшает «мёртвые зоны» — неподходящее для обитания пространство.

Кстати, не всегда крышу с изломом выбирают для обустройства именно жилой комнаты. Это могут быть и «холодные» помещения — винный погребок для виноделов, тренажёрный зал для любителей спорта.

Для винного хранилища подходит любое помещение в доме — подвал, чердак, кладовка — главное обеспечить нужные климатические условия для хранения вина

В мансарде можно устроить гардеробную или просто чуланчик для хозяйственных нужд, оборудованный различными шкафчиками и полочками.

Небольшая гардеробная на чердаке — яркий пример того, как можно практично использовать все квадратные метры собственного жилья

Вариантов ломаных крыш много:

  1. Односкатные — самая простая конструкция, которую с лёгкостью можно сделать самостоятельно.

    Односкатная мансардная крыша с небольшим изломом ската — стильная и простая конструкция

  2. Двускатные — дают возможность обустроить большое чердачное помещение.

    Обтекаемая форма делает двускатную ломаную крышу устойчивой к порывам ветра и снеговым заносам

  3. Трёхскатные — издавна известные на Руси и популярные сегодня.

    Эстетика трёхскатной ломаной крыши с одной стороны ненавязчивая, а с другой — обладает несомненной привлекательностью

  4. Четырёхскатные — сложные в постройке, но красивые внешне и лёгкие, благодаря особенностям конструкции. Это позволяет обустроить большое чердачное помещение, не нагружая излишне фундамент. Поэтому четырёхскатные ломаные крыши весьма востребованы в частном домостроении.

    Четырёхскатные ломаные конструкции востребованы в частном строительстве

  5. Вальмовые, шатровые ломаные, щипцовые, комбинированные и т. д.

    Вальмовая ломаная крыша имеет сложную конструкцию и повышенную стоимость, но обеспечивает рациональное использование свободного пространства на чердачном этаже

То есть излом крыши, позволяющий увеличить чердачное пространство, применяется почти везде. По мнению строителей — если что-то можно нарисовать, значит, это можно и построить. Так-то оно так, но важно рассчитать смету заранее, чтобы впоследствии не получилось «я его слепила из того, что было».

Специфика строения ломаной крыши

Наличие особой стропильной системы из довольно внушительных элементов отличает возведение ломаной крыши от строительства типичной скатной. Однако не стоит этого опасаться. Крыши с изломом не так уж и сложны в установке, как это может показаться изначально. Их вполне реально сделать самостоятельно.

Главное преимущество ломаных крыш в том, что, несмотря на впечатляющие величины опор, большинство стропильных систем монтируются по модульной схеме. Многие составляющие собирают на земле и уже готовые поднимают наверх. Поэтому тяжёлая строительная техника не понадобится. Стойки и стропила в местах переломов обрезаны под определённым уклоном. Вся стропильная система закрепляется особыми соединениями.

Стропила ломаной крыши монтируются по схеме

Лучшая ширина строения для обустройства ломаной крыши — 6 м. При большей ширине пролётов целесообразно использовать другие технологии, поскольку способность стропил ломаной крыши выдерживать усиленную нагрузку значительно сокращается. Если ширина дома меньше, тогда балки подстропильные и усилительные потолочные будут опираться на мауэрлат из бруса сечением 90х140 мм.

Основой ломаной крыши являются либо несущие стены, либо стропильная система из висячих стропил и наслонных, которую лучше делать деревянной, чтобы не утяжелять конструкцию. Использование металла и железобетонных изделий нежелательно. Доска должна быть толстой, не менее 50 мм в поперечном сечении, до 18% влажности, обработанная олифой. Чаще используют для создания несущей конструкции ломаной крыши хвойные породы древесины, как недорогие.

Характерной особенностью крыш с изломом является разбивка ската на две части, каждая из которых (верхняя или нижняя) монтируется под своим углом — верхние части обычно 15–30°, нижние 60–70°. Собирается изломанная конструкция с помощью кронштейнов. Их количество и места установки зависят от типа и площади крыши. От этого зависят и элементы конструкции, тем не менее в основных видах обязательно присущи:

Созданная правильно конструкция крыши с изломом в готовом виде состоит из:

  • отделочного материала, гипсокартона, паро-, тепло- и гидроизоляционного слоя;
  • обрешётки, контробрешётки и кровельного настила.

Расчёт ломаной кровли

Расчёт выполняется с учётом вида основного покрытия кровли, а также углов наклона стропил. Высчитать необходимый объём укрывного материала на ломаную крышу просто:

  • замеряют длину и ширину скатов, перемножают, получают площадь каждого ската;
  • суммируют обсчитанные площади и полученный результат делят на площадь кровельного настила (листы металлочерепицы, ондулин и прочее) + 10–15% на нахлест и запас.

Аналогично рассчитываются изоляционные материалы.

Перед тем как обсчитать стропильную систему, нужно составить план дома и посмотреть карты снеговых нагрузок и ветровых нагрузок по областям. Тот, кто знаком с ArchiCad или SolidWorks и знает азы строительства, может создать проект крыши своего дома в этих программах, где все элементы имеют вес и размер. На основании чего можно сразу же составить смету и узнать, какие предстоят затраты на обустройство выбранной крыши.

Видео: стропильная система крыши, проектирование в ArchiCad и в SolidWorks

Рисуем на клетчатом листочке эскиз дома, где отображаем особенности стропильной системы ломаной крыши — форма, ширина стены, углы наклона скатов и т. д. Возьмём за пример эскиз с фотографии.

При составлении схемы дома необходимо соблюдать пропорции

Отправные данные: ширина стены, на которой сформирован торец крыши (Вд) 6,4 м, строится, например, в Тюмени, высота коробки по эскизу 2,3 м, расстояние от перекрытия до конька крыши 3,5 м, углы скатов — угол а 60° между перекрытием и скатом и угол б в месте излома скатов 30°, желаемая высота помещения (Нм) 2,5 м, выноса балок перекрытия за пределы стены (Вв) нет, шаг стропил примем равным 0,6 м.

Находим на карте месторасположение строительства и узнаём величину снеговых нагрузок для данной местности. При этом если строительство ведётся на границе регионов, то предпочитают большее значение. В нашем примере снеговая нагрузка (Тюмень) равна 180 кг/м².

Величина снеговых нагрузок определяется в зависимости от местности

Определяем значение мощности ветров по карте ветровых нагрузок и умножаем на поправочный коэффициент (k) из представленной ниже таблицы, поскольку здесь имеют значение тип местности и высота будущего строения. В нашем примере ветровая нагрузка для Тюмени равна 24 кг/м², k 0,65 (колонка «Б»). Итого получаем 24 х 0,65 = 15,6 кг/м².

По карте ветровых нагрузок определяется мощность ветра по всем регионам

Таблица: коэффициент (k) для типов местности

Высота строения, мА
открытые побережья озёр, морей, водохранилищ, степи, пустыни, лесостепи, тундра		Б
лесные массивы, городские территории и прочие участки, равномерно покрытые препятствиями, высотой более 10 м		В
городские районы с плотной застройкой зданиями, высотой более 25 м
не более 50,750,50,4
5–101,00,650,4
10–201,250,850,55

Если дом строится в городской черте, но возле моря, то берут значение колонки «А».

В нашем примере взято значение колонки «Б» — высота дома свыше 5 м и строится он в городской черте (Тюмень) в коттеджном посёлке, где нет высотных домов.

Видео: ломаная крыша с мансардой, часть 1 — расчётная схема, нагрузки, РСУ

Проводим расчёты.

  1. Рассчитываем зависимость ширины мансарды от крутизны мансардного ската (угол а) по законам геометрии — Вм = Вд – {2 х (Нм : tq а)} = 6,4 — {2 х (2,5 : tq 60°)}= 3,51 м. Расчёт произведён без выноса балок, когда стропила опираются на мауэрлат. С выносом балок перекрытия наружу, допустим, на 0,5 м, ширина мансардного помещения увеличится до 4,01 м. Отсюда вывод — чем больше вынос балок перекрытия, тем шире можно сделать помещение мансарды.
  2. Рассчитываем общую высоту крыши: Нм + Нк (высота конькового треугольника), где Нк = 0,5 х Вм х tq б = 2,5 м + (0,5 х 3,51 х tq 30°) = 2,5 м + 1,01 м = 3,51 м.
  3. Рассчитываем длину стропильных ног: для расчёта нижних стропильных ног Нм : sin угла а = 2,5 : sin 60° = 2,89 м длина стропильной ноги; для расчёта конькового стропила Нк : sin угла б = 1,01 : sin 30° = 2,02 м. Если конструкция формируется с вынесением балок перекрытия, т. е. свес крыши образуется за счёт выноса, то на этом расчёты стропильных ног закончены. Если же выноса балок нет, тогда потребуется удлинение стропил, значит, нужно провести дополнительный расчёт.
  4. Рассчитываем удлинение стропил — рабочую длину кобылки — на планируемую величину карнизного свеса по формуле — желаемая длина карнизного свеса (k): cos угла а = 0,5 м, к примеру: cos 60° = 1 м.
  5. Узнаём уклон скатов и величину нагрузки на стропила, ориентируясь по таблице «Рекомендуемые уклоны скатных крыш», расположенной ниже.
  6. Рассчитываем нагрузку на стропила. Для этого воспользуемся исходными и расчётными данными. Нагрузка за счёт уклона ската (например, металлочерепичной кровли) + снеговая нагрузка, согласно карте снеговых нагрузок + ветровая нагрузка (определена по карте с корректировкой на коэффициент). Итого: 5 кг/м² + 180 кг/м² + 15,6 кг/м² = 200,6 кг/м² х заданный шаг установки стропил (у нас 0,6 м) ≈ 110 кг/погонный метр.

Таблица: рекомендуемые уклоны скатных крыш

Укрывной материал кровлиУклон крышиМасса на 1 м², кг
Металлочерепицаот 1 : 5 и более5
Цементная черепицаот 1 : 5 до 1 : 0,545–70
Керамическая черепицаот 1 : 5 до 1 : 0,550–60
Оцинкованная жесть с одинарными фальцамиот 1 : 4 и более3–6,5
С двойными фальцамиот 1 : 5 и более3–6,5
Мягкая (гибкая) черепицаот 1 : 10 и более9–15
Волнистые листы целлюлозно-битумныеот 1 : 10 и более6
Волнистые листы а/ц среднего профиляот 1 : 10 до 1 : 211
Усиленного профиляот 1 : 5 до 1 : 113

Зная величину нагрузки можно правильно выбрать сечение стропильного пиломатериала.

Таблица: взаимосвязь нагрузки и толщины бруса для стропильной системы

Нагрузка на стропильную ногу, кг/погонный метрТолщина доски (бруса), мм
7540
10050
12560
15080
175100

Примечание: при выборе нагрузки округляем в большую сторону.

Видео: ломаная крыша с мансардой, часть 2 — расчёт в Scad, подбор сечений кровельных элементов

При закупке пиломатериала нужно учитывать утеплитель, а также вентиляционный зазор и паронепроницаемый слой кровельного «пирога» (что составляет 20–30 мм).

Расчёт ломаной кровли объёмный, но несложный. Его под силу сделать самостоятельно вручную или с помощью расчётной программы Scad. Можно также воспользоваться онлайн-калькулятором расчёта стропильной системы на строительных сайтах, где нужно ввести запрашиваемые данные и получить готовый расчёт.

Видео: ломаная крыша с мансардой, часть 3 — конструктив и планировка

Проекты домов с разными видами ломаных крыш

Благодаря конструктивным особенностям, ломаные крыши различаются по внешнему виду:

  • с опорой нижних стропил на мауэрлат;
  • с выносом нижней части наслонных стропил за пределы стены;
  • с использованием только наслонных стропил.

В зависимости от особенностей стропильной системы ломаные крыши имеют разный вид

В первом варианте балки перекрытия устанавливают так, чтобы они слегка не доходили до стен нижнего этажа. Нижняя часть скатов состоит из наслонных стропил и крепится к стенам постройки с помощью мауэрлата. Из вертикальных элементов (стоек) делают каркас чердачного помещения. Получаются составные элементы кровли в виде треугольников вдоль стен, соединённых между собой схватками. И уже к ним присоединяют верхние части скатов из опирающихся на затяжку висячих стропил.

Во втором варианте нижние края стропил выводят наружу за пределы дома, что даёт возможность увеличить размеры мансарды. И чем больше вынос, как уже говорилось выше, тем шире можно сделать помещение под крышей. Опорой для стропил в таком случае является не мауэрлат, а балки перекрытия, которые удерживаются мауэрлатом. Поддерживаются стропила подкосами. Стойки заглублены в перекрытия, но не больше чем на 1/3 толщины.

В третьем варианте нет висячих стропил. Верхние скаты состоят тоже из наслонных, опорой для которых являются затяжки.

Конструкция кровли без вертикальных элементов

Имеются также иные версии ломаной кровли, одна из которых довольно интересная — в такой конфигурации отсутствуют вертикальные стойки, а стропила все одной длины. Внешне крыша напоминает восьмигранник. Потолок подкровельного помещения будет в виде четырёхгранного свода.

Ключевой особенностью такого устройства является усиление несущей способности стропил, для чего на каждом из них в месте излома закрепляют по 2 металлические пластины (толщина металла 3 мм) с обеих сторон. Кроме этого, в верхней части конструкции устанавливают ригели, благодаря чему дополнительно снимается нагрузка с более плоской части ломаной кровли. Такое решение даёт возможность усилить стропила, перераспределить нагрузку несущих элементов, убрать стойки и за счёт этого значительно расширить помещение.

Ломаная кровля с мансардой

Домов с мансардой великое множество, поскольку это:

  • привлекательный силуэт крыши, а вместе с ней и всего дома;
  • увеличение полезной площади через рациональное использование имеющейся;
  • быстрое возведение и небольшие затраты.

Конструкция с ломаной мансардной крышей вальмового типа позволяет максимально эффективно использовать внутреннее пространство мансарды

Особенно необычно смотрятся мансардные дома с ломаной кровлей, где один скат с изломом, а другой прямой. Используется такой архитектурный приём, когда задумана по проекту асимметрия фронтона и нужно сдвинуть помещение мансарды к одной или другой стене. Внешне такой дом выглядит стильно. На асимметричной крыше легко устанавливать солнечные батареи, климатические или отопительные системы и прочее технологическое оборудование.

Ломаная крыша чудесно сочетается с разными футуристическими формами, в том числе и асимметрией

Ломаная крыша своими руками: пошаговая инструкция

Перед монтажом кровли обрабатывают все деревянные элементы антисептиками, антипиренами и пропитками от гниения. Запасаются основным кровельным материалом, изоляционными и металлическими крепежами для фиксации стропил к мауэрлату.

  1. Делают обрешётку из толстого бруса профилированного, которая ляжет в основу стропильной системы. Для этого жёстко сцепляют мауэрлат с перекрытием. Для мягких кровель нужна сплошная обрешётка. Для твёрдых, как металлочерепичная или шиферная, обрешётку собирают с шагом 0,2–0,5 м.

    Для твёрдых кровель устанавливают обрешётку из толстого профилированного бруса

  2. Отделяют стойками запланированную мансарду, соединяют стойки долевыми прогонами, а поверх укладывают балки, которые будут затяжками (связующими частями) для висячих стропил.

    Предполагаемое помещение выделяют вертикальными стойками, которые скрепляют продольными прогонами и балками

  3. Устанавливают наслонные стропила, проверяя плоскости крутых скатов, а следом — висячие. Внимание нужно уделить правильности компоновки узлов в местах изгиба.

    Частота крепления стропил и обрешётки зависит от материалов кровли

  4. Подпирают, если требуется, наслонные стропила подкосами, а верхнюю затяжку, чтобы не провисала, подвешивают при помощи бабки.

    Для повышения прочности в наслонных стропилах устанавливают подкосы

  5. Подгоняют фасадные составляющие конструкции (оконные и дверные проёмы, если планируются окна и балкон).

Конечно же, это не единственная технология обустройства ломаной крыши. Есть ряд других, и выбор зависит от многих факторов — используемого материала, планировки, вида крыши, условий для проведения монтажных работ и т. д.

Видео: ломаная мансардная стропильная система

https://youtube.com/watch?v=nENtDpL0m5E

Установка стропильной системы самостоятельно

Монтаж ломаной крыши удобен тем, что позволяет, как уже писали выше, собирать многие элементы конструкции на земле.

  1. Изготавливают первые 2 фермы, подымают на крышу, устанавливают по краям и закрепляют соединительными брусками.

    Элементы ферм стропильной системы закреплены брусками (затяжками), что придаёт прочность конструкции

  2. Протягивают между ними шнур, который послужит уровнем для монтажа стропильных ног в одной плоскости.
  3. Устанавливают аналогично все фермы по уровню и хорошо фиксируют, придавая конструкции необходимую жёсткость с помощью ригелей, которые в дальнейшем будут основой потолка мансардного помещения. В результате проведённых работ получится вот такая конструкция.

    Под двускатной ломаной крышей получается большое мансардное помещение

Выровнять все элементы стропильной системы по натянутому шнуру сможет только опытный кровельщик. Даже минимальное отклонение (в 0,5–1 см, например) приведёт к тому, что крыша будет «гулять». А это недопустимо, тем более, когда речь идёт об обустройстве жилого помещения под кровлей.

Видео: простой совет — как установить стропильные ноги ровно и в одной плоскости

Оформление ломаной крыши

Под оформлением кровли понимается обустройство карнизов (свесов), утепление мансарды, обшивка фронтона. Эти работы можно отнести к разряду второстепенных, тем не менее очень важных. Обустройство карнизов — усиление защиты дома от проникания влаги, попадания мусора и пыли в подкровельное пространство. Чтобы сделать карнизы, нижние стропила выводят за пределы здания на 50–60 см. Это минимальный размер свесов, которые при желании можно увеличить.

Кровельные свесы бывают подшитыми и не подшитыми, коробчатыми и укороченными. Оптимальный вариант — подшитые свесы, что значительно увеличивает функциональные возможности кровли и придаёт дому завершённый вид. Для подшивки подходит любой материал — вагонка, доска, металл, пластик, софиты. Всё дело во вкусе хозяев и в дизайне дома.

Для подшивки карнизов ломаной крыши используются разные материалы

Кроме карнизов желательно защитить и фронтальную часть крыши, поскольку в ломаных конструкциях фронтон выполняет серьёзные функции — сохраняет и поддерживает тепловой режим в мансардах. Поэтому он должен быть не только прочным, но также хорошо утеплённым и привлекательным. Если по проекту не предусмотрено полное остекление фронтона, то обшивают его обычно тем же материалом, каким облицован весь дом. Нередко используют дерево, если дом кирпичный либо каркасный, по которому наносят резьбу. Умелое оформление фронтона даёт возможность красиво обыграть самую обычную конструкцию ломаной крыши.

Эффектным элементом архитектуры загородного дома с ломаной мансардной крышей является сплошное остекление фронтона и обустройство балкона

Утепление ломаной крыши

В силу особенностей своей конструкции ломаная крыша должна иметь хорошую теплоизоляцию. Если чердачное помещение остаётся «холодным», то будет достаточно теплоизолировать только перекрытие, отделяющее его от самого дома. Что же касается помещений, планируемых под жильё (мансарды), то здесь уже утепляют всё — скаты, фронтон, перекрытия и стены.

Наиболее востребованным теплоизолятором для мансард является минеральная базальтовая вата, укладываемая слоями. Она отличается почти нулевой впитываемостью влаги, отличной способностью пропускать пар, хорошей сопротивляемостью огню и небольшой ценой.

Минеральная вата — распространённый материал для утепления мансарды

Если схема утепления имеет полимерную структуру, то лучше использовать пенопласт, который не уступает базальтовой вате. Хотя коэффициент паропроницаемости у минеральной ваты выше, но в пенопласте практически не накапливается пар, а отводится через неровности и стыки утеплителя. Стоит отметить экструдированный пенополистирол, который способен прослужить много лет без потери своих свойств. Ну и, конечно же, опилки, главное достоинство которых — невысокая стоимость, экологическая чистота и превосходные теплоизоляционные свойства.

Изоляционные материалы укладывают между стропилами максимально плотно, оставлять пустоты недопустимо.

Видео: как утеплить опилками крышу мансарды

Строение ломаной мансардной крыши подразумевает единую систему из гидроизоляции, утеплителя и пароизоляции. Все слои укладывают в определённом порядке с обязательными вентиляционными зазорами, что позволит выводить влагу из утеплителя. Следовательно, водяные пары не будут скапливаться в подкровельном пространстве, а значит крыша сможет свободно «дышать».

Помещение под крышей, предназначенное для жилья, утепляют по всем правилам теплоизоляции зданий

Изнутри всю конструкцию обшивают гипсокартоном для дальнейшей финишной отделки мансардного помещения.

Видео: утепление ломаной крыши мансарды

https://youtube.com/watch?v=UqWyrNQ4eq0

Настил кровельного материала

Укрытие крыши — один из заключительных этапов кровельных работ, который проводится по следующей схеме:

  1. Снаружи каркаса ломаной крыши поверх гидроизолятора набивают контробрешётку.
  2. Затем делают обрешётку с шагом соответственно выбранному настилу.
  3. Укладывают кровельное покрытие согласно правилам монтажа используемого материала, но в любом случае придерживаясь основного — настил делается от низа кровли кверху.

    Кровельный материал крепится к обрешётке с шагом, соответствующим выбранному покрытию

На этом этапе важно правильно подобрать укрывной материал. Здесь опять возвращаемся к картам снеговых и ветровых нагрузок и смотрим, в какой зоне расположен участок, и каковы нагрузки придутся на кровлю.

Если в данной местности сильные ветра и обильные снегопады, то использовать лёгкие кровельные материалы не рекомендуется, иначе есть риск их срыва. А также не стоит использовать рулонные материалы в климатических зонах с жарким летом.

Самыми распространёнными из кровельных покрытий считаются шифер и металлочерепица.

Обшивка фронтона ломаной крыши своими руками

Фронтон — лицевая часть стены между скатами крыши. Его форма зависит от конфигурации стропильной системы и предпочтений владельцев дома. Чаще всего фронтоном оснащают дома с ломаными крышами и многощипцовыми. Реже — при односкатных крышах и домах из сруба, где фронтон уже вписан в строение.

Зашить фронтон можно самостоятельно. Для этого не нужны особые знания и навыки. Обшивают фронтоны виниловым сайдингом, ПВХ панелями, деревом, профнастилом.

Обшить фронтон можно самостоятельно

При работе с сайдингом, как более популярным облицовочным материалом, используют разные технологии обшивки — на стропильную систему, обрешётку или заранее обустроенный алюминиевый каркас. Самый простой вариант — крепление сайдинга на обрешётку.

  1. По всей площади фронтона делают обрешётку с шагом 35 см. Используют деревянные бруски одинаковой толщины, скрепляя их саморезами или строительными гвоздями.
  2. Горизонтально закрепляют стартовую планку, прикручивая её саморезами к каждой составной части обрешётки.
  3. Монтируют сайдинг по методу соединения «шип-паз», т. е. паз сайдинга защёлкивается в шип стартовой полосы. Важно чтобы защёлкивание прошло по всей длине, иначе возникнет перекос.
  4. Верхние края каждой последующей полосы закрепляют саморезами к близлежащим брускам.
  5. Торцы отделочных элементов подрезают под углом, равному склону кровли. Таким методом заполняют всю площадь фронтона до самого верха.

    Обшивка фронтона ломаной крыши сайдингом выполняется по схеме «шип-паз»

Видео: обшивка фронтона крыши сайдингом своими руками

Как видим ничего сложного, если придерживаться правил и особенностей монтажа, присущих любому укрывному материалу.

Видео: как построить мансарду своими руками

Строительство ломаной мансардной крыши — лучший вариант для частного дома, так как позволяет получить дополнительную жилую площадь, которой иной раз не хватает. Изучив технологию монтажа и придерживаясь несложных правил по установке, обшивке и утеплению кровли, можно сделать ломаную крышу своими руками и с лёгкостью воплотить мечты в реальность. А также получить удовольствие от проделанной самостоятельно работы.

  • Автор: Валентина Трубич