Ломаная крыша стропильная система расчет с размерами

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:

мауэрлат из бруса сечением 90х140 или 140х140 мм;
балки для усиления потолка и подстропильные (50х150 мм);
пол чердачного помещения;
стойки для выделения мансардного помещения;
обшивка стен и потолка;
доска необрезная (20–22 мм) для крепления теплоизоляции и обрешётки;
обрешётка с шагом через доску и стропила для скатов кровли (40х100 мм);
основной укрывной материал, тепло-, гидро- и пароизоляционный;
ригели 15–16 штук (40х100 мм), конёк крыши и стойки к нему.
Стропильная система зависит от типа и площади крыши, но имеет общие элементы

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

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

Виды кровельных покрытий

Как правильно посчитать угол наклона

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

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

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

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

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

ВАЖНО!

Устройство ломаной мансардной крыши отличается наличием на скатах граней, причем нижняя плоскость ската опускается к основанию крыши под более крутым углом.

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

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

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

Углы наклона

Расчет площади покрытия кровли

Эта часть является наиболее простой и несложной. Для вычисления площади достаточно просто сделать ее план с нанесением всех размеров. При этом схема будет представлять собой набор простых фигур – в большинстве случаев четырехугольников, в особо сложных конструктивных решениях – и треугольников. Посчитать площади этих фигур не представляет никакой сложности, как и сложить их – для получения общей площади покрытия.

Но даже эти процедуры можно выполнить с помощью многочисленных калькуляторов, значительно облегчающих выполнение второй части расчетов.

Расчет размеров элементов и деталей стропильной системы

Расчет размеров стропильной системы для ломаной крыши гораздо сложнее, в том числе и из-за того, что она содержит множество связующих достаточно непростых узлов. Но без их правильного расчета и выполнения невозможна долгая и надежная работа крыши. На размеры стропильной системы влияет множество факторов:

вес составных частей кровельного пирога:
- обрешетки и контробрешетки;
- выполненной гидроизоляции и пароизоляции;
- теплозоляционного материала;
- непосредственно вес покрытия кровли;
снеговая и ветровая нагрузка;
геометрические размеры основных элементов крыши:
- величина пролета от свеса карниза до конька кровли;
- угол расположения верхних и нижних стропил;
- выбранный шаг обрешетки и стропил;
эксплуатационные нагрузки (вес людей, ремонтирующих и обслуживающих кровлю, устройств инженерного и обслуживающего назначения, ограждений, аэраторов, мансардных окон и ит.д.)

Исходя из перечисленного выше списка факторов, влияющих на размеры необходимой стропильной системы, становится понятно, что ее расчет не является простой операцией. Именно поэтому разработано большое количество вспомогательных онлайн-калькуляторов, при помощи которых достаточно несложно выполнить все расчеты.

Калькуляторы прекрасно справятся с расчетом общей площади кровельного покрытия, а также необходимого количества материала для гидро — и пароизоляции.

Для расчета стропильной системы в калькулятор необходимо внести соответствующие данные, которые должны охарактеризовать каждый указанный выше влияющий фактор.

Ветровая нагрузка

Примерная ветровая нагрузка легко определяется по соответствующей карте для каждого региона.

Полученную величину ветровой нагрузки необходимо откорректировать в зависимости от коэффициента, который учитывает высоту возводимого здания и тип местности, где расположена стройка.

Снеговая нагрузка

Величина снеговой нагрузки, которая может воздействовать на кровлю, берется из соответствующей карты, содержащей соответствующие данные по регионам России.

Исходя из определенного по карте района можно узнать необходимую для расчета величину снеговой нагрузки.

Нагрузка от конструкций кровли

Большинство калькуляторов самостоятельно рассчитывают этот параметр, достаточно просто указать применяемые материалы и основные геометрические размеры проектируемой кровли, а именно: шаг стропил и обрешетки, углы скатов, расстояние от конька до свеса, а также материал покрытия кровли. Все остальные расчеты программа выполнит в автономном режиме.

После введения в программу всей необходимой информации, калькулятор выдаст все необходимые размеры элементов и деталей стропильной системы, а также площадь покрытия кровли и необходимых паро- и гидроизоляционных материалов.

Останется только грамотно воплотить расчет стропил и площади покрытия в конкретную конструкцию ломаной кровли.

Строительство двухскатной крыши пошагово

Монтаж стропильных ножек для верхних скатов

Сооружение фронтонов

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

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

Фронтон мансардной крыши

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

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

Стропильная система

Основы расчета

Виды стропильных систем для двухскатных крыш

Изоляционные работы и финишная отделка

В завершение останется выполнить укладку необходимых изоляционных материалов. Сначала закрепите по каркасу кровельной конструкции пароизоляционную пленку, уложив ее по стропильным ногам и зафиксировав степлером. Пленку крепите с нахлестом, без чрезмерных провисаний.

Прибивание обрешетки

Крепление обрешетки на ломаной крыше

Смонтируйте обрешетку из бруса. Шаг обрешетки подбирайте индивидуально в соответствии с особенностями выбранного финишного покрытия. В некоторых ситуациях для обустройства обрешетки применяется металлопрофиль, но вариант с применением деревянного бруса является наиболее распространенным.

Уложите теплоизоляционный материал (лучше всего минвату) между стропильными элементами. Утеплитель укладывайте в распор. Со стороны мансардной комнаты дополнительно зафиксируйте утеплитель обрешеткой. К ней же в будущем будет фиксироваться финишное внутреннее покрытие.

Ломаная мансардная крыша

Утепление крыши

Уложите гидроизоляционный материал. Принципы укладки и крепления те же, что и в случае с пароизоляционной мембраной. Приступайте к укладке финишного материала поверх обустроенной влагоизоляции. Скаты рассматриваемой конструкции имеют в своей основе ломаный профиль, поэтому финишное покрытие следует начинать монтировать снизу.

В местах стыков скатов кровли укладывайте верхний ряд финишного материала так, чтобы он перекрывал нижний ярус и создавал над ним своего рода козырек.

Укладка кровли на мансардную крышу

В завершение необходимо установить различные дополнительные элементы кровельной конструкции вроде водосточных желобов, ограждений и пр.

Готовая ломаная кровельная конструкция, созданная собственными силами, ни в чем не уступает аналогичным постройкам, оборудованным с привлечением профессионалов.

Ломаная крыша

Удачной работы!

Шаг стропил

Необходимые материалы

После проделанного расчета и выбранного сечения обрешетки и стропил наступает время выбора кровельного покрытия и других материалов, необходимых для обустройства ломаной крыши. Для системы стропил, прогонов и мауэрлата, расположенного по периметру крыши, будут необходимы прочные и толстые брусья из дерева. Для стропильных ног понадобятся обрезные доски. Для обрешетки и контробрешетки под гидроизоляционную пленку, утеплитель и материал кровли, нужны будут рейки и брусья меньшего размера. Для крепления соединений понадобится толстая фанера.

На прочность конструкции крыши влияет не только правильность установки, но и качество древесины

В дополнение к антисептикам пропитка деревянных частей конструкции проводится и антипиренами, которые противодействуют горению материала

Обработку деталей из дерева проводят на открытой площадке или в помещении с нормальной циркуляцией воздуха в перчатках и респираторе. Древесину покрывают растворами в 2 слоя при помощи распылителя или кисти. Перед выполнением дальнейших работ, раствор должен полностью высохнуть.

Кроме всего вышеупомянутого для оборудования ломаной крыши надо будет приобрести в нужном количестве кровельный материал, утеплитель, гидро- и пароизоляционные материалы. Среди крепежных деталей понадобятся гвозди и саморезы, болты и гайки, шипованные пластины из металла и другие соединительные элементы.

Монтаж ломаной крыши выполняется в определенной очередности:

Из картона высокой плотности делаются шаблоны нужных деталей, с помощью которых будут подрезаться деревянные элементы конструкции под определенным углом. Чтобы шаблоны вырезать как
Из картона высокой плотности делаются шаблоны нужных деталей, с помощью которых будут подрезаться деревянные элементы конструкции под определенным углом. Чтобы шаблоны вырезать как можно точнее, а стропила не нужно было сильно подгонять, пользуйтесь готовым чертежом крыши.
Приготовленные при помощи шаблона элементы поднимаются на верхнее перекрытие. К мауэрлату фиксируются боковые элементы, к которым крепятся верхние. Фиксируются секции одна с другой под нужным углом фанерными накладками.
К верхним секциям и частям фронтона крепится прогонный брус, после чего фиксируются брусья-раскосы.
Установка системы стропил заканчивается монтажом вертикальной стойки.

После возведения каркаса начинаются финишные работы:

Обязательным элементом возведения крыши является ее утепление. Без утеплителя мансарда в холодный период превратится в нежилое помещение, что делает проведение всех строительных работ в ненужную затею.
Паро- и гидроизоляция крыши проводится пленкой поверх стропил и крепится к ним строительным степлером, предпринимая усилия на предотвращение провисов. В таком случае будут отсутствовать не только протечки, но и не будет образовываться конденсат.
На финишном этапе выполняются кровельные работы. Сначала над гидроизоляцией монтируется обрешетка из дерева или металла, после чего на нее устанавливается кровельный материал выбранного вида. Делая обрешетку, не нужно забывать, что скаты ломаной крыши имеют разные углы.

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.

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.

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.

Равномерное расстояние между досками обрешетки

Расстояние, которое рекомендуется выдерживать между досками обрешёток, чтобы оптимизировать расход материала и обойтись без его подрезки.

Преимущества и особенности конструкции

Изоляция конструкции

Онлайн калькулятор кровли

Нагрузки. Его виды и совокупная величина

Трудные расчеты, которые приводят проектировщики строительных компаний не имеет смысла рассматривать, так как каждый расчет индивидуален. Для вас это сделают специалисты. В сети хватает достаточно программ, которые могут за несколько секунд решить сложные математические операции по вычислению сечения стропил, балок и опор. Разберем какие типы нагрузок на стропилы верхнего и нижнего яруса и перекрытие следует знать.

Расчеты нижних стропил производится на сжатие с изгибом, а чаще, только на сжатие, так как крыши таких схем делаются, по стандарту, для более отвесных откосов, на которых снег не держится и основной нагрузкой становится ветер и вес верхнего треугольника. А ветер, даже ураганной силы, вряд ли сломает стропилина, скорее сорвет покров или сбросит всю крышу. Тут уже выступают противоветровые мероприятия: монтаж проволочных скруток и сплетение крыши к единому пояску стены резьбовыми анкерами.

Буквальную мощность от веса снегового покрова, которая требуется для расчета направляющей способности стропильных конструкций в конкретном месте постройки, необходимо определить в районных строительных компаниях или установить по картам СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». Номер снегового региона формируется по карте районирования, которая была составлена по расчетным данным снежного покрова на территории страны. Потом из нижеследующей таблицы выбираем подходящую этому региону снежную нагрузку.

Ветровая нагрузка необходима для расчета крепкости стропильной системы. Для её описания снова же используем карту районирования, но уже составленную по величине давления ветра.

Этот коэффициент нужен для стропильных ног обоих ярусов крыши, так как крутую часть порывистый ветер может сорвать и вынести.

В регионах с высокой ветровой нагрузкой усиливается частота укрепления стропильных ног к стенам, то есть они крепятся проволками почаще, чем просто через одну. Для живучести прибавляется количество ветровых связей – откосов, упор, досок или реек, которые прибиваются к четырем и более стропилинам. Вес их нужно учесть при вычислениях общего веса кровельного перекрытия.

Как рассчитать площадь четырехскатной крыши?

Выбор и подготовка материала

Как вы понимаете, основным материалом для стропильной системы ломаной крыши является древесина. А это, к сожалению, горючий, не влагостойкий, подверженный гниению материал. Эти качества, безусловно, являются недостатками, которые легко устранить, проведя обработку антипиреном, антисептиков, влагозащитной пропиткой. Обрабатывать дерево для эффективной защиты этими составами необходимо в несколько слоев. Расчет необходимого объема антисептика производят согласно рекомендациям производителя.

В качестве кровельного материала используется металлочерепица, профнастил, , шинглас. Так как конструкция сама по себе массивна, специалисты советуют отдавать предпочтение более легким материалам, чтобы излишне не перегружать стропильную систему. Вес в таком случае станет определяющим фактором при выборе. Обрешетка изготавливается сплошного или решетчатого типа, из необрезной доски или из влагостойкой фанеры. В качестве утеплителя применяются минеральная вата на базальтовой основе или пенопласт. Декоративная обшивка может быть выполнена из сайдинга, блок-хауса или вагонки.

Какие материалы нужно подготовить?

Сборка

Ломаная стропильная система своими руками

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

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

Монтаж балок перекрытия

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

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

Стенки мансардного помещения

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

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

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

Стропила нижнего яруса

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

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

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

Стропила верхних скатов

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

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

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

Оформление

6 типов ломаных мансардных крыш

В загородном домостроении для обустройства мансарды используется несколько вариантов ломаных систем, в число которых входит:

Односкатная. Имеет вид наклонной плоскости, опирающейся на разновысотные стены. Чтобы реализовать такую кровлю, понадобится самая простая стропильная система, хотя на жилых постройках ее увидишь не часто. Внешне такой дом выглядит нестандартно, в большей (высокой) стене мансардного этажа нередко обустраивается панорамное окно.

Дом с гаражом и мансардой под односкатной кровлейИсточник yellowhome.ru

Двускатная. Классика частного строительства, характерная для построек прямоугольной формы. Имеет множество решений при вертикальных фронтонах и разном расположении конька. Конек может размещаться над серединой здания (симметричная конструкция) или смещен относительно центра (тогда крыша имеет асимметричный вид). Из-за наклона скатов пространство под крышей используется нерационально: невозможно устроить высокие потолки, а значительная часть площади теряется в мертвых зонах. Поднять потолок можно, только увеличив угол скатов и высоту конька; но такое решение небезопасно в регионах с сильными ветрами.

Мансарда под двускатной крышейИсточник mydomplus.ru

Разновидность двускатной мансардной крыши — полуторный этаж. Стены поднимаются до заданного уровня, на них устанавливается кровельная конструкция с двумя скатами. Постройка получила название «в полтора этажа».
Ломаная. Каждый скат состоит из двух частей с изменением уклона. Проекты домов с ломаной крышей позволяют ощутимо расширить полезную площадь (пространство мансарды меньше площади первого этажа примерно на 15%).

Проект дома с ломаной мансардной крышейИсточник houzz.com

Трёхскатная. Несимметричная конструкция, которую можно встретить на пристраиваемых зданиях. Место фронтона занимает третий ломаный скат.
Четырёхскатная (вальмовая). Место фронтонов занимают ломаные скаты. Технически это наиболее сложная конструкция, которая нуждается в точном расчете. Преимуществом считается устойчивость к ветровой и снеговой нагрузке, внешняя привлекательность и минимальная нагрузка на фундамент. Недостатки: уменьшенная полезная площадь (нередко выпрямиться во весь рост удается только в центре мансарды), увеличенные расходы на организацию кровельного пирога.

Ломаная крыша стропильная система расчет с размерами: чертежи, формулы + калькулятор онлайн

Рекомендации, которые лучше знать в начале пути