Вальмовая крыша – особенности и конструкция

Элементы конструкции

Двускатная крыша имеет прямоугольные наклонные поверхности, что позволяет дождевой и талой воде быстро стекать. В состав ее конструкции входит довольно большое количество элементов:

• Мауэрлат — распределяет и передает нагрузки, созданные стропильной системой на стены здания. Чаще всего элемент изготавливается из бруса хвойных пород размером 100×100 или 150×150 мм. Брус располагается по всему периметру сооружения и крепится посредством анкеров либо металлических стержней.
• Стропильная нога — каркас всех типов крыши создается с помощью стропил. Основной задачей этого элемента является равномерная передача нагрузки, созданной весом крыши, ветром и осадками на мауэрлат. Стропила двухскатной крыши чаще всего изготавливаются из досок сечением 100×150 или 50×150 мм. В соответствии с используемым материалом кровли, шаг монтажа стропил составляет от 60 до 120 см.
• Конек — предназначен для соединения двух скатов и создается после крепления всех стропильных ног.
• Кобылки — являются продолжением стропил и предназначены для создания свеса крыши. Они должны быть установлены в том случае, если стропильные ноги имеют недостаточную для формирования свеса длину. Благодаря применению кобылок, появляется возможность использовать стропила меньшей длины.
• Свес — необходим для отвода талой и дождевой воды от стен, что предотвращает их преждевременное разрушение.
• Лежень — расположен на внутренних стенах и предназначен для распределения нагрузки, создаваемой стойками крыши. Чаще всего изготавливается из бруса сечением 100×100 или 150×150 мм.
• Стойки — вертикальный элемент стропильной системы крыши, необходимый для передачи нагрузки от конька к внутренним стенам.
• Подкосы — необходимы для распределения и передачи нагрузки от стропил к несущей стене.
• Затяжка — удерживает стропила, не позволяя им разъезжаться. Вместе с подкосами формирует прочную конструкцию, называемую ферма.
• Обрешетка — необходима для распределения веса всей крыши между стропилами, обеспечивает их соединение.

Крыша угловая: определение

Г-образная кровля — это сооружение над домом, представляющее собой две стандартные двухскатные крыши, соединенные между собой под прямым углом. То есть, самым сложным узлом в такой конструкции являются места стыков двух стропильных двухскатных систем. А именно — их внешний и внутренний углы. Однако и здесь стоит помнить, что более простой в исполнении является та угловая кровля, фронтоны которой имеют одинаковую ширину. То есть, если торцевые стены двух частей Г-образного дома также имеют единый параметр по ширине.

Более сложной будет являться та крыша, фронтоны которой будут иметь разные ширины. В этом случае высота коньков обеих частей кровли будет различной, а это усложняет стыкование стропильных ног обеих частей конструкции под углом друг к другу. В большинстве случаев такую крышу делают ломаной, где одна ее двухскатная часть располагается несколько ниже другой ее двухскатной части.

То есть, такие виды крыш применяются в основном над зданиями, которые имеют форму литеры Г.

Важно: при правильно проведенных расчетах и монтаже кровли такая стропильная система является даже более надежной, чем простая двухскатная крыша. Поскольку сами по себе стропильные ноги скелета углового перекрытия служат своеобразной жесткой поддержкой остальным элементам.

Типы крыш – выбираем самый подходящий

Своими руками возвести крышу для дома непросто, но если знать все особенности процесса, работа пойдет легко и принесет удовлетворение результатами. Начинаем  с определения типа крыши, разнообразие которых довольно многочисленно. Выбирая, учитываем много факторов, в том числе особенности формы и стиля дома, климат, сложности монтажа, нагрузку на короб. Материалы для кровли также играют роль.

В строительстве применяются два вида конструктивного исполнения крыш: чердачные и бесчердачные. На чердаке частного дома находится удобное для хозяйственных целей пространство, или там можно устроить жилые комнаты. Перекрытие между помещениями снизу и крышей утепляют. При бесчердачном типе крыша одновременно исполняет функции потолка нижерасположенных помещений и основания кровли. Конструкция плоская или скатная. Используется в большинстве случаев на хозяйственных зданиях или для пристройки к дому. На жилых строениях желательно применять в южных регионах, так как выполнить хорошую теплоизоляцию подобных крыш затруднительно.

Конструкция крыши Рекомендуем

• Четырехскатная крыша – технология устройства и монтаж стропильной системы
• Вальмовая крыша – основные узлы и правила крепления стропил
• Односкатная крыша – возводим надежную и недорогую конструкцию самостоятельно

Плоские крыши не так давно открыли второе дыхание в строительстве. Это стало возможным благодаря появлению современных гидроизоляционных материалов, которые соответствуют повышенным требованиям для подобных конструкций. Вторая причина – возросшая популярность стилей минимализм, модерн и хай-тек. На плоской крыше создают площадки для различных целей: отдыха, занятий спортом или технических. Так как они имеют повышенную нагрузку, к прочности кровельной системы предъявляют довольно жесткие требования. Подобные конструкции легко обслуживать и ремонтировать.

На жилом доме над его разными частями возводят отдельные односкатные крыши, которые выглядят, подобно многоскатным. Их достоинство – в простоте монтажа и обслуживания, возможности применения на зданиях с облегченным фундаментом.

Крыши могут иметь несколько скатов – от одного до четырех, а также состоять из комбинаций нескольких скатных крыш. Односкатная система характерна для хозпостроек. Их конструкция простая, ее легко рассчитать. Ноги стропил лежат на краю стен или опорах. Наклон осуществляется за счет различной высоты, на которой  расположены противоположные края крыши. Он зависит от длины пролета и перепада высоты. Применяются такие варианты на зданиях с небольшими размерами, поскольку большая площадь требует увеличения угла наклона, что приводит к увеличенной парусности кровли.

Двухскатная или щипцовая крыша – самая распространенная в частном домовладении. Конструкция складывается из двух одинаковых скатов, опирающихся на стены или балки, уложенные на них. Индивидуальность постройке придает асимметричная двухскатная крыша, со скатами под разными углами, разной длины. Они неравномерно нагружают дом, поэтому выполнить расчеты довольно сложно. Щипцовые крыши применяются на зданиях небольших размеров, большие габариты дома вызывают увеличение площади кровли.

Общие сведения

Разновидности стропил и применение

Подбор стропильной системы является крайне ответственным шагом, который требует знания конструкции каждого типа крыши. Стропила могут быть разных видов:

1. Наслоенные типы стропил, которые опираются на коньковый прогон и мауэрлат. Используются при построении односкатной, обычной двускатной крыши, а еще в качестве одного из элементов ломаной и вальмовой мансардной кровли.
2. Скользящие стропила – один из видов наслонных стропил, которые применяют для деревянных построек, которые дают большую усадку. Их главным отличием является крепление скользящего типа стропил к мауэрлату, что дает возможность компенсировать стеновую усадку без кровельной деформации.
3. Висячие типы стропил – системы стропильного типа, которая стянута ригелями или даже затяжками, и как правило, применяется при возведении стандартной двускатной крыши, а еще в роли верхних стропил мансардной крыши. В стропильной висячей системе коньковый прогон в полной мере отсутствует, и в верхней части стропильные симметричные прогоны опираются прямо друг на друга.
4. Накосные типы стропил, или как из иначе называют угловыми/диагональными. Используются для того, чтобы сделать четырехскатную или трехскатную крышу, а еще для крыши со сложной геометрией.

Рассмотрим, какие есть элементы системы.

Элементы системы стропильного типа

Любые типы стропил предназначены для того, чтобы распределять и передачи кровельной нагрузки на домовые стенки. Главными элементами, на которые будут опираться стропила, и они являются:

• Мауэрлат – брус, который закреплен на верхней стеновой плоскости по общему периметру дома.
• Лежни – брусья для опоры, которые уложены на внутренние несущие типы перегородок или колонны.
• Балки перекрытия на верхнем этаже.
• Опоры и стойки.
• Прогоны – опорные горизонтальные элементы, которые уложены вдоль кровельной оси на стойки.

Стропильная ферма сделана из таких элементов:

• Кобылки – доски, которые прикреплены на нижнем конце стропил и создают кровельные навесы.
• Подкосы – опоры, которые поставлены под углом и поддерживают ноги стропил.
• Ригели или затяжки – горизонтальные типы элементов, которые стягивают парные ноги (стропильные) между собой.
• Стропильные ноги – брус или доски, которые образуют контур кровли, и они уложены с определенным шагом.

Нарожники являются короткими стропилами, которые опираются на диагональные стропила в крыше вальмового типа. Все такие элементы в строительстве частного типа обычно выполняют из древесины – доски или бруса хвойных пород, просушенного естественным методом.

Древесину пропитывают посредством антисептика, что дает возможность увеличивать его эксплуатационный срок. Сечение и толщина элементов должны быть определены расчетом.

Г-образная крыша дома с равными фронтонами.

Все коробки домов в форме буквы «Г» можно поделить на две группы: 1 – ширина основания фронтонов одинаковая;

2- ширина основания фронтонов различная.

Г-образная крыша в зависимости от этого фактора строится в различной последовательности.

Итак, давайте пойдём по порядку. В этой статье мы рассмотрим коробку дома с одинаковой шириной фронтонов (см. рис.1). Эти размеры показаны на рисунке синим цветом. Дом наш из бруса. Балки перекрытия уже установлены. Стропила будут висячие с опиранием на верхний венец коробки (мауэрлат).

Рисунок 1

В принципе, стропильная система Г-образной крыши будет представлять собой две двухскатные крыши, врезающиеся друг в друга. Как рассчитываются стропила двухскатной крыши , мы уже видели, поэтому на этом я не останавливаюсь.

ШАГ 1: Ставим временные стойки и коньковую доску. Они расположены строго посередине (см. рис.2):

Рисунок 2

Временные укосины поддерживающие стойки в вертикальном положении на рисунке не показаны. Стойки мы сделали из досок 50х150 мм, конёк – 50х200 мм. Стропила также будут из досок 50х200 мм.

ШАГ 2: Устанавливаем стропила скатов. Шаблон стропил мы размечаем точно также, как было описано в статье «Четырехскатная вальмовая крыша» .

Кстати на эту статью я буду ссылаться и дальше.

В первую очередь ставим стропила показанные на рис.3:

Рисунок 3

Это стропила на фронтонах, стропила на изломе конька и стропила во внутреннем углу коробки дома с противоположными им.

Как стоят стропила во внутреннем углу коробки дома также показано на рис.4. Указанные размеры (0,5 м) – это ширина карниза:

Рисунок 4

Далее с шагом не более рассчитанного устанавливаем остальные стропила (см. рис. 5):

Рисунок 5

ШАГ 3: Устанавливаем угловое стропило на наружный угол коробки дома. Как это делается, во всех подробностях описывается в статье о вальмовой крыше, на которую я ссылался выше. Там же Вы найдёте описание того, как устанавливаются нарожники.

ШАГ 4: Устанавливаем угловое стропило в ендове (внутренний угол). Оно также будет состоять из двух сшитых досок с сечением стропил скатов.

Для начала закрепим в углу небольшой равносторонний треугольный брусок, сделанный, например, из бруска 100х100 мм распиленного по диагонали (см. рис.6):

Рисунок 6

Натягиваем шнурку между точками «А» и «В» (см. рис.7):

Рисунок 7

С помощью малки измеряем угол ʺβʺ (см. рис.8):

Рисунок 8

Из небольшого обрезка доски с сечением стропил (50х200 мм) делаем шаблон. Сначала запиливаем конец под углом ʺβʺ. Затем полученную заготовку прикладываем к макушке вдоль натянутой шнурки и размечаем второй запил параллельно коньковой доске (см. рис.9):

Рисунок 9

По полученному шаблону мы будем размечать верхние запилы углового стропила. А перевернув шаблон ʺвверх ногамиʺ, разметим нижние запилы.

Помимо этого нам нужно определить ещё один размер. Снова прикладываем шаблон к макушке и замеряем расстояние показанное на В данном примере оно получилось равным 3 см:

Рисунок 10

Именно на столько нам нужно будет стесать верхние грани всех досок, из которых будет сшито угловое стропило (см. ).

Сделать это можно либо обычным топором, либо бензопилой.

Рисунок 11

Итак, для изготовления первой половинки углового стропила ендовы берём доску необходимой длины, запиливаем с помощью шаблона верхний и нижний концы. Стёсываем по всей длине доски наши 3 см. Теперь осталось сделать запил в месте опирания стропила на мауэрлат. Для этого придерживая доску параллельно натянутой шнурке, делаем разметку (см. ):

Рисунок 12

Шнурка на рисунке показана синим цветом. Мы замеряем расстояние на которое нам нужно опустить стропило, чтобы оно совместилось со шнуркой. Это расстояние (5 см) и будет искомой глубиной запила. Сделав его ставим стропило на место.

Вторая половинка углового стропила делается аналогично. Она является зеркальным отображением первой. Что в результате получается показано на :

Рисунок 13

ШАГ 5: Для усиления под угловые стропила устанавливаем стойки через шпренгели (см. ):

Рисунок 14

Шпренгели у нас из бруса 100х200, как и балки перекрытия.

ШАГ 6: Изготавливаем и устанавливаем нарожники (см. ):

Рисунок 15

ШАГ 7: Все последующие шаги уже были неоднократно описаны в предыдущих статьях, поэтому я просто их перечислю: ставим затяжки (затяжкой также связываем между собой угловые стропила), если нужно, убираем стойки под коньковой доской (стропила будут висячие, об этом мы говорили в начале главы), обшиваем фронтоны , делаем обрешётку и карнизы.

Архитекторы называют крышу пятым фасадом — это один из самых выразительных элементов дома. Однако здесь необходимо выдержать баланс между дизайнерским решением и функциональностью крыши. С инженерной точки зрения чем проще крыша, тем меньше хлопот она доставит в строительстве и последующей эксплуатации. При проектировании крыши по бюджетному варианту следует, по возможности, избегать большого количества ендов, высотных перепадов конька, башенок и арочных форм.

Инструменты для возведения стропильной системы

Для монтажа стропильной системы двухскатной крыши понадобятся следующий набор инструментов:

• рулетки, разной длины 5, 10, 20 метров;
• маркеры, карандаши;
• шнур, для натяжки;
• молотки, разных назначений, гвоздодер;
• ножницы, для раскроя;
• кровельный нож;
• шпатель;
• скотч;
• ножовки, электропила, электродрель с различными сверлами и насадками;
• шуруповёрт с насадками;
• разметки, уровни горизонтальный и вертикальный;
• рейки, линейки;
• пена монтажная;
• страховочный ремень и веревка — для безопасной работы.

Весь инструмент на кровле содержать в сумке для инструментов, в целях безопасности.

Основные схемы и элементы стропильной системы

Как мы писали, шатровая крыша геометрически является пирамидой, поэтому все вычисления ведутся, исходя из правил, которые применимы к пирамидам и треугольникам, её составляющим.

Геометрическое изображение шатровой крыши

Основные элементы

Чтобы не путаться в дальнейшем с терминами, назовём основные элементы стропильной системы шатровой крыши, схематично изображенной на рисунке ниже, и привяжем их к геометрическому изображению шатровой крыши в виде пирамиды.

Конструкция с висячими стропилами

1. Мауэрлат. Основа и опора кровли, особенно в конструкции с висячими стропилами. Располагается по периметру здания (ABCD), опирается на стены или крепится с их наружной стороны. Для устройства мауэрлата используют брус большого сечения.
2. Накосные стропила. Углы кровли, сходящиеся в центральной точке и образующие пирамиду. На схеме пирамиды (без учёта свесов): AK = DK = CK = BK = Lн. Самые длинные стропильные ноги в конструкции.
3. Коньковый узел (К). Самый сложный узел в конструкции для плотника. Если основание дома не квадратное, а конёк образует ребро, шатровая крыша трансформируется в свою «сестру» — вальдовую крышу. В конструкции с наслонными стропилами отрезок KF (H) — центральная опора.
4. Центральные стропила. Сходятся в коньковом узле с накосными стропилами. Являются высотой каждого ската, который представляет собой равнобедренный треугольник. На схеме пирамиды (без учёта свесов) — отрезок KE, длиной Lц.
5. Нарожники. Это укороченные стропила, идущие параллельно центральному в обе стороны.

Теперь рассмотри конструкции с наслонными стропилами.

Безригельная конструкция с наслонными стропилами

Наряду с уже обозначенными элементами: накосными (1) и центральными (2) стропилами, а также коньком (3), появляются новые элементы. Центральная опора (стойка) или бабка (4), которая опирается на затяжки (5), связывающие мауэрлат по диагонали. Это вариант выполнения стойки, опирающейся не на кладку, а на элемент стропильной системы.

Наслонные стропила, усиленные ригелями

При отсутствии центральных стропил и для усиления конькового узла с бабкой (2), его дополняют ригели (3), связывающие противоположно размещённые накосные стропила (1) попарно (см. рис. выше).

Особенности

Такая кровля может оказать значительное влияние на общий внешний вид. В отечественной архитектуре есть буквально десятки вариантов, но один из самых популярных – это шатровый.

Есть несколько способов сделать ее, но в целом строители приходят к двум основным формам. Сначала это квадрат, или пирамида. Чтобы покрыть квадратное здание, четыре треугольные секции встречаются в одной точке в центре структуры, подобно пирамиде.

Но если ваше здание не квадратное, если это прямоугольник, в этом случае у вас будут части разных размеров. Стропила не встречаются в одной точке, напротив, две более длинные стороны будет разделять гребень, идущий параллельно направлению здания. В принципе, два ребра будут подобны первому варианту. Однако вместо того, чтобы оставлять концы открытыми, треугольные отрезки наклонены наружу от краев хребта, с четырьмя наклонными сторонами.

Плюсы и минусы

Существует несколько преимуществ выбора этой конструкции. Поскольку у них нет долин, меньше вероятность утечки. Это означает, что изоляция чердака функционирует должным образом.

Такая крыша отлично держится при сильном ветре. Ее аэродинамические качества и короткие карнизы препятствуют подъему и помогают обеспечить большую устойчивость дома. Это делает ее гораздо лучшим выбором, чем традиционная с остроконечным покрытием, поскольку она менее склонна к сдуванию или разрушению во время сильной грозы или торнадо. Домик всегда имеет отличия, особенно если продумать дизайн.

По периметру имеет большую площадь поверхности для вентиляции. Это предотвращает многие кровельные проблемы, такие как преждевременное старение, холодные коридоры. В дополнение к надлежащей вентиляции простые линии облегчают работу водосточной системы от дома и устраняют потенциальные утечки и другие проблемы, обычно связанные с неисправными желобами.

Солнечные панели функционируют на максимальной мощности при установке на южном склоне. Так как крыша состоит из четырех плоскостей, ориентация дома не влияет на использование солнечной энергии.

Однако есть и недостатки. Первоначально конструкция стоит дороже, фермы, которые поддерживают крышу, сложнее строить. Кроме того, для покрытия дополнительных двух склонов требуется больше кровельных материалов. Конструкция также ограничивает доступное количество чердачного пространства. Из-за этого домовладельцы, которые хотят использовать чердак в качестве хранилища или для преобразования его в дополнительное жилое пространство, не должны выбирать этот вариант.

Преимущества:

• предпочтительны на холмистых станциях, где в зимние сезоны отмечается сильный снегопад;
• имеют сплошную фасцию со всех сторон, поэтому становится проще устанавливать желоба;
• хорошо подходят для теплого климата;
• имеют карнизы вдоль всех направлений, которые помогают обеспечить полную защиту дома от солнца, а также других атмосферных неприятностей;
• одним из важнейших преимуществ является способность обеспечивать дренаж воды.

Недостатки:

• сложная процедура строительства;
• требуют дополнительного сырья, что увеличивает стоимость;
• время от времени они нуждаются в техническом обслуживании, чтобы обеспечить длительный срок службы.

Достоинства и недостатки

Не бывает идеальной конструкции кровли: каждая имеет свои индивидуальные особенности.

Важным достоинством шатровой крыши являются ее аэродинамические свойства: ветровые потоки проходят по скатам, не нанося вред кровле, и не попадают в чердачное пространство. Кроме того, отсутствие фронтонов обеспечивает устойчивость конструкции.

Недостатками шатровой конструкции является сложность монтажа, а также при желании обустройства мансарды, ее площадь будет слишком мала.

Несмотря на то, что конструкция шатровой крыши требует значительных трудовых ресурсов, конечный результат однозначно будет оправдан: шатровые конструкции являются одними из самых привлекательных кровельных систем.

Виды двухскатных крыш

Крыши двускатные бывают разных форм, каждая из которых отличается особенностями конструкции, дизайнерскими решениями и характеристиками подкровельного пространства.

Симметричная или простая двухскатная кровля

Щипцовая или симметричная классическая кровля представляет собой расположенные под нужным углом относительно постройки 2 плоских прямоугольных ската.

Свойства и функции сооружения определяются прежде всего величиной угла такой крыши:

1. Наиболее простым решением для домов с размерами стены в ширину до 8 м будет ферма со сторонами, имеющими наклон 45°.
2. Меньшие углы применяются в районах с большими ветровыми нагрузками и для небольших зданий.
3. Расположение скатов круче 45° – лучший вариант для строений, находящихся в регионах с большим количеством осадков в виде снега. Такой тип кровли является наиболее дорогостоящим.

Симметричная ломаная конструкция понадобится для увеличения места под крышей.

Крыша с разными углами наклона скатов

Двускатная крыша с разными скатами, в основе которой находится произвольный треугольник с отличающимися углами, более сложна в расчетах. Одинаковых элементов в стропильной системе меньше. Какие-то части понадобится усиливать.

Конструкции используются с целью:

• получить мансардное помещения требуемой формы;
• сделать балкон с нужной стороны и заданного размера;
• создать стильный оригинальный дизайн.

Появляются дополнительные возможности связать постройку с рельефом местности. Асимметричная крыша в некоторых случаях поможет разгрузить фундамент за счет отсутствия полноценного 2 этажа.

Крыша с большими свесами

С горных вершин Швейцарии и Франции в Россию пришло такое экстерьерное решение, как шале, когда под одной кровлей дома размещаются другие пристройки.

Подход позволяет соединить традиционный взгляд на архитектуру и новые строительные технологии. Большие свесы помогают защитить от влаги фундамент и стены, сэкономить на устройстве отдельных кровельных систем.

Двускатная крыша с разными скатами позволяет перекрыть несколько помещений, начиная от мансарды, и включая парковку, летнюю кухню, беседку или веранду, бассейн или хозяйственные постройки.

Двухскатная ломаная конструкция крыши

Чтобы приблизить форму мансардного помещения к классической жилой площади, кровельные скаты вверху делают более пологими, а книзу усиливают наклон – «ломают».

С помощью этих манипуляций под кровлей получают:

• высокий потолок;
• почти вертикально расположенные стены и окна;
• возможность сделать балкон во всю ширину;
• отсутствие острых углов в комнатах.

Изломы увеличивают пространство мансарды, делают его более привычным и уютным.

Ломаные конструкции также применяются при создании разноуровневых двускатных крыш, когда скаты не только отличаются по длине, но и расположены на разной высоте.

Расчеты

Можно проводить расчет двухскатной крыши по онлайн – калькулятору, располагая на чертежах данные, которые «выдала» машина. Можно сделать это вручную, однако в этом случае вероятность ошибки возрастает, что скажется впоследствии на качестве возводимой конструкции.

Расчёты для чертежей содержат необходимые исходные данные:

•  Длина фронтонной части дома (F);
•  Длина по коньку (D);
•  Высота конька (H);
•  Длина стропильной ноги (L), а если необходимо – увеличение длины стропила для установки карнизного свеса с необходимой шириной (I);
•  Все виды нагрузок.
•  Шаг, по которому устанавливали стропила.

Крутизна ската и высота конька

Проведем вычисления высоты конька крыши над мауэрлатом. Основой большей части коньковых узлов двухскатной кровли является треугольник, а на него действуют законы тригонометрии.

При симметричной крыше конёк располагается посередине между точками опоры стропил, поэтому используем формулу: f=F/2.

Если у вас скаты несимметричные, то на чертеже нужно сделать следующее:

•  Линию F проецируем туда, где расположена линия конька крыши;
•  Измеряем получившееся расстояние между ней и мауэрлатом с каждой стороны. Помните, что крутизна скатов будет различной;
•  Теперь используем формулу H=f×tg a.

Можно доверить все вычисления машине, воспользовавшись калькулятором вычислений, а затем перенести данные на чертеж.

Длина стропильной ноги

Расстояние между каждой ногой стропил зависит от следующих параметров:

•  Материала;
•  Массивности конструкции;
•  Климата региона.

Когда пролёт больше длины стропил, их можно удлинять. При этом высота сечения не может быть меньше, только толщина. Вариант менее рациональный – удлинить стропильный брус с использованием соединительных вставок или накладных брусков.

Расчеты длины стропильной ноги базируются на теореме Пифагора. Она позволяет вычислить длину гипотенузы при условии наличия данных катетов. Такой катет – один из 3 элементов:

•  Высота конька;
•  Высота верхнего узла;
•  Высота верхнего края.

Каким будет этот элемент и место его расположения, зависит от типа двухскатной крыши. Измеряют их с помощью строительного уровня.

Несмотря на кажущуюся простоту вычислений, лучше доверить их онлайн – калькулятору. Чтобы получить правильные расчеты двухскатной конструкции, достаточно ввести нужные данные в указанные поля. К тому же существуют специальные расчетные программы, которые «выдадут» нужные параметры без ввода данных. Для расчета достаточно в нужном месте поместить форму конструкции. Затем полученные данные отражают на чертежах.

Нагрузка на стропильную систему

Для того чтобы снизить нагрузку на стены, применяют упоры вертикального или углового типа. При использовании «усилителей» нужно изменять направление «негативного» воздействия усилий.

Вычисления ведутся с учетом 3 типов нагрузок:

1. Постоянные. К их числу относят массу кровельных материалов, обрешетки и слоев утеплителя. При наличии эксплуатируемого чердака к этой нагрузке относят вес материалов для отделки. Чтобы узнать массу кровельных материалов, нужно изучить их технические характеристики. Так, металлические материалы – самые легкие, натуральная отделка в виде сланца или керамики – самая тяжелая.
2.  Переменные. Вычисления сложные, так как часть нагрузки зависит от климатических условий, которые постоянно меняются, однако эти данные не учитываются. Сведения берут из справочника СНиПА, в котором размещены таблицы, составленные около 50 лет назад. За эти годы поменялись многие важные показатели: высота покрова снега, сила ветра и его преобладающее направление. Чтобы «подстраховаться» в этой непростой ситуации, архитекторы используют специальный коэффициент, который называют запасом прочности. Для правильных значений каждый элемент нужно умножать на 1.4. Эта цифра актуальна для жилых зданий. Истинную нагрузку от ветра и снега также вычисляют с помощью «подстраховки». Коэффициент поправки основывается на длине крыши. Учитывают также расположение дома.
3.  Индивидуальные. Так называют нагрузки, возникающие при специфических условиях: торнадо, ураганах или других катаклизмах.

Расчет трех типов нагрузок ведется с учетом коэффициента запаса прочности по отношению всех конструкции: стоек, растяжек, прогонов и других. Только после того, как будут высчитаны все показатели, можно переходить к построению чертежа двухскатной кровли.

Почему же четырехскатная крыша популярнее двухскатной?

«Зачем же лишняя головная боль и сложности?», — спросите вы: «Ведь можно соорудить простую двускатную кровлю гораздо быстрее и дешевле». Здесь мастера подчеркивают некоторые важные моменты в пользу выбора именно четырех скатов для крыши:

1. Высокая ветроустойчивость. Четырехскатная кровля не имеет фронтонов, все ее плоскости наклонены к коньку. Такое строение минимизирует воздействие сильного ветра и сводит к «0» возможные разрушительные последствия.
2. Наиболее удачное распределение нагрузки. Многоскатная кровля выдерживает максимальное количество осадков, так как пологие скаты принимают часть основной нагрузки. Поэтому, провисание, деформация и разрушение стропильной системы, в данном случае, имеют минимальную вероятность.
3. Доступность выбора любого способа утепления крыши. Прямые фронтоны требуют особого подхода при выборе вида утепления крыши, так как расположены вертикально и подвержены продуванию ветром. Пологие скаты вальмовых и шатровых систем позволяют равномерно утеплить крышу любым доступным материалом.

Кроме перечисленных «плюсов», крыша с четырьмя скатами отлично сберегает тепло, может быть облицована любым кровельным материалом и всегда имеет аккуратный вид.

Ограждающие конструкции крыши

Кровля – верхнее ограждение (оболочка) крыши, непосредственно подвергающееся атмосферным воздействиям. Предохраняет здание от проникновения атмосферных осадков.

Фронтон – торцевая часть крыши, часть фасада здания, ограждающая конструкция между скатами крыши. Служит для создания замкнутого помещения под крышей (чердака) и для его защиты от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Фронтон отделен от от нижней части стены карнизами и, как правило, изготовлен из другого материала, чем стена, например, стена из бруса или кирпича, фронтон из досок.

Щипец (вимперг) – верх торцовой стены строения, имеющий остроугольную форму и находящийся между двумя скатами крыши, но, в отличие от фронтона, щипец не отделён от стены карнизом и образует с фасадом единую плоскость и изготовлен из одного материала. Если сравнивать щипец с фронтоном, то отличие будет, в отсутствии карниза, визуально разделяющего стену и фронтон, и материал фронтона может отличаться от материала стены.

Козырёк – мини крыша, которая располагается над торцевыми стенами под фронтонами и служит для предохранения стен от атмосферной влаги.

Свес крыши – наружная полоса ската крыши, выступающая за линию стены. Служит для предотвращения попадания атмосферных осадков на стены и составляет не менее 75-80 см. Свес крыши разделяют на фронтонный и карнизный.

Карниз крыши – это конструкция состоящая из свеса крыши и её закрывающей части снизу и сбоку. Карниз отличается от свеса тем, что полностью закрывает все элементы стропильной конструкции выходящие за линию стен. Карниз оберегает не только от атмосферных осадков, но и препятствует проникновению сырости и разной живности на чердак и в подкровельное пространство. Карнизы могут быть не только полностью частью крыши, но и частью стены. Карниз опоясывающий весь периметр стены называют – венчающий карниз. Например, когда карниз крыши переходит в козырек, отделяющий фронтон от стены. Софит – подшивная карнизная доска.

Список материалов и инструментов для возведения несущих элементов крыши дома

Для правильного выбора конструкции крыши строения учитывается ее назначение и эксплуатационные условия. Для составления схемы необходимо иметь под рукой такие инструменты, как:

• рулетка;
• миллиметровая бумага;
• калькулятор;
• карандаш;
• линейка.

Строительная часть процесса изготовления несущих деталей подразумевает использование следующих материалов:

• деревянные и металлодеревянные конструкции;
• стальные и железобетонные фермы.

Конструкции, для изготовления которых применяется дерево, наиболее востребованы в частном строительстве. Они состоят из:

• стропильных ног, представляющих собой балки, на которые приходится вся нагрузка кровли строения;
• мауэрлата – бруса, служащего опорой стропилам;
• стоек;
• обрешетки;
• стяжек.

Варианты стропильных конструкций. Вид стропильной системы зависит от того, каким материалом будет покрыта крыша.

В качестве опоры наслонной стропильной системы каменного и кирпичного дома используется мауэрлат, а в деревянных строениях – верхние венцы сруба. Стропила размещаются с шагом от 0.6 до 2 м. Шаг зависит от нагрузки, сорта древесины и сечения бруса.

Опорой середины несущей конструкции служит внутренняя стена или опора, имеющая столбчатый вид. Наслонная стропильная система используется в домах, в которых расстояние между опорами не больше 6 м. Если устраивается дополнительная опора, увеличивается величина пролета не более чем на 12 м. Опора висячих стропил крыши дома осуществляется с помощью наружных стен. Для того чтобы уменьшить нагрузку стропильных ног, применяются металлические или деревянные затяжки, которую можно разместить не только у самого основания стропил, но и немного выше.

Для производства металлодеревянных конструкций применяется древесина и металл, которые имеют форму ферм, рам или арок. При этом верхний пояс изготавливается из дерева, а нижний – арматуры или профильного проката. Они незаменимы для устройства пролетов до 20 м.

Железобетонные стропила производятся прямоугольным или тавровым сечением. Они чаще всего встречаются в сооружениях промышленного и сельскохозяйственного назначения. Стальными фермами перекрывают длинные пролеты до 30 м. Производятся они из труб с квадратным сечением и спаренных уголков. Благодаря таким фермам, обеспечивается желаемый уклон крыши. Выбор схем зависит не только от условий ее использования, но и от финансовых возможностей.

Безраспорные и распорные стропильные системы наслонного типа

Бревенчатые и брусовые дома плохо переносят нагрузки, действующие на распор наружных стен.

В таких случаях практикуется безраспорная стропильная система двускатной крыши, которая предполагает две точки опоры для каждой стропильной ноги:

1. Нижняя часть скосом упирается в мауэрлат. Длина скоса не должна превышать сечение балки.
2. Верхняя часть опирается на коньковый прогон.

Особенностью данной конструкции является жесткое крепление стропильных ног между собой в верхней части. Для крепления стропильной ноги к мауэрлату применяется метод подвижного соединения при помощи стальной гибкой пластины.

При возведении стропильной системы двускатной крыши применяют и распорные конструкции, которые являются нечто средним, между висячими и наслонными стропилами. Распорное крепление стропил двухскатной крыши предполагают изменение в системе крепления стропильных ног к мауэрлату с подвижного на жесткое. Такие схемы применяются исключительно в домах с толстыми капитальными стенами с жестким креплением мауэрлата. Стропила в такой конструкции нижними частями упираются в стены, верхними – друг в друга. Коньковый прогон используется, но значительной роли в жесткости каркаса не играет. Для снижения распорных нагрузок в конструкцию включают схватку.

Чтобы повысить надежность каркаса крыши применяют ветровые связи стропильной кровли, задача которых передача ветровых нагрузок на несущие стены конструкции и обеспечения пространственной жесткости крыши. Для создания вертикальных ветровых связей стропильной системы устанавливают подкосы у каждой стойки. Нижняя часть данных элементов конструкции опирается на лежень.

Виды стропильной системы двухскатной крыши

Для рассматриваемой конструкции крыши существует 2 варианта: наслонные и висячие стропила.

Виды системы крыши: с наслонными и висячими стропилами

Рассмотрим каждый вид подробно, дабы сделать взвешенный выбор.

Висячие стропила

Применяются при ширине крыши не более 6 м.п. Установка висячих стропил выполняется за счет крепления ноги за несущую стену и коньковый прогон. Конструкция висячих стропил особенна тем, что стропильные ноги находятся под воздействием распирающего усилия. Висячие стропила с затяжкой, установленной между ногами, позволяют снизить его влияние. Затяжка в стропильной системе может быть деревянной или металлической. Часто затяжки ставят внизу, тогда они играют роль несущих балок. Важно обеспечить надежное крепление затяжки на стропильной ноге. Потому, что на нее тоже передается распирающее усилие.

Совет. Чем выше расположена затяжка, тем большей прочностью она должна обладать. Если затяжку не установить, несущие стены могут попросту «разъехаться» от давления, создаваемое стропильной системой.

Наслонные стропила

Применяются при обустройстве крыш любых размеров. Конструкция наслонных стропил предусматривает наличие лежня и стойки. Лежень, лежащий параллельно мауэрлату принимает на себя часть нагрузки. Таким образом, стропильные ноги как бы приклонены друг к другу и поддерживаются стойкой. Стропильные ноги наслонной системы работают только на изгиб. Да и простота монтажа также склоняет чашу весов в их пользу. Единственный недостаток – наличие стойки.

{banner_link_1}

Комбинированные

Ввиду того, что современные крыши отличаются большим многообразием форм и сложностью конфигураций, используется комбинированный вид стропильной системы.

Комбинированный вид стропильной системы

После выбора вида стропильной системы можно точно рассчитать количество материалов. Результаты расчетов записать. При этом профессионалы рекомендуют составлять чертежи на каждый элемент кровли.

Конструкция вальмовой крыши

Вне зависимости от разновидности кровли, все виды имеют одинаковые элементы стропильной системы вальмовой крыши:

Схема расположения конькового бруса в стропильной системе вальмовой крышиконьковая опорная балка или коньковый брус – используется для классической вальмовой крыши, выполняет функцию несущего элемента, к которому крепятся диагональные стропила;

Схема расположения диагонального (бокового) стропила вальмовой крышидиагональное стропило (боковое, ребро, накосное или угловое стропило) – более длинная стропильная нога, которая присоединяется к торцу конькового бруса под острым углом, формируя одну из сторон треугольника;

Схема расположения центрального стропила вальмовой крыши центральное стропило – доски, одинаковой длины, которые примыкают к коньковой балке и формируют края трапециевидного ската крыши. Между ними располагаются промежуточные стропила;

Схема расположения промежуточного стропила вальмовой крыши промежуточное или рядовое стропило – формирует плоскость трапециевидного ската, расстояние между ними определяет прогон стропильной системы;

Схема расположения нарожника вальмовой крышинарожник или короткое стропило – конструктивный элемент, который крепится на диагональное стропило, формируют треугольный свес и угловые части трапеций.

Пошаговый процесс возведения многощипцовой крыши

Сборка многощипцовой крыши проводится с соблюдением требований, указанных в проекте. Шаги следующие:

1. Сначала необходимо систематизировать данные о климате в регионе климатические данные – они пригодятся в расчетах и в составлении проектной документации;
2. Разработка проекта и расчет строительных материалов, составление сметы проекта. Этот шаг самостоятельно выполнить довольно сложно, поэтому не скупитесь – отдайте работу в руки профессионалов. Также рекомендуется предварительно составить список строй материалов, их количество и примерные размеры;
3. Первый практический шаг – крепление укладывается мауэрлата по периметру наружных стен дома;
4. Монтаж вертикальных опор и крепление горизонтальных прогонных балок для формирования конька;
5. Сборка опорных балок, определяющих форму перехода и стыковки скатов;
6. Стропильная конструкция укрепляется при помощи подкосов для более равномерного распределения нагрузок;
7. Крепеж деталей проводится металлическими метизами – стальными пластинами, скобами, шпильками с резьбой или анкерами;
8. На стропилах по наружной стороне собирается каркас из реек для крепления кровельного материала.

Элементы конструкции кровли и многощипцовой крыши Конструкция каркаса определяется выбором покрытия кровли. При монтаже мягкой кровли лучше смонтировать сплошной каркас, без промежутков. Если крыша будет накрываться жесткими кровельными материалами (металлочерепица, профлист, профнастил), в каркасе разрешается делать промежутки между рейками или досками.

Сколько стоит построить мансарду

Устройство мансардного этажа считается выгодным из-за того что нет необходимости тратиться на возведение стен. Это верно только отчасти.

Во-первых, много средств уйдет на создание стропильной системы. Стоимость ее зависит от выбранного типа мансардной крыши (смотрите ниже) и от цены на пиломатериалы в вашем регионе.

Во-вторых, придется выложить немалую сумму на . Понятно, что одного только кровельного материала далеко недостаточно для обеспечения требуемых кондиций воздуха для жилых помещений (если мансарда планируется жилой). Придется утеплять, причем слой утеплителя должен быть значительным. Например, для средней полосы России слой минеральной ваты высокой плотности должен быть от 200 мм, плюс слой гидроизоляции и пароизоляции.

В-третьих, окна обходятся намного дороже. Если делать их слуховыми, сооружают специальную конструкцию из стропил, что усложняет рельеф крыши, а следовательно увеличиваются затраты на материалы и монтаж. Даже на обычной двускатной приходится думать об устройстве ендов и снегозадержании над окнами.

Второй вариант — окна в плоскости крыши — требуют особо тщательной заделки, чтобы осадки не могли попасть внутрь. Это делает установку дороже в 1,5-2 раза. Примерно на столько же дороже обходятся и сами окна: у них должна быть усиленная рама и армированное стекло, способное вынести снеговые нагрузки. Кроме того для обслуживания рама должна быть поворотной, а это — еще увеличение стоимости.

Мансардная кровля в несколько уровней — это тоже распространенный прием

Кроме всего, такие популярные и недорогие кровельные покрытия — материалы на основе металла типа профлиста, металлочерепицы, кровельного железа — использовать при устройстве мансардной крыши частного дома не советуют. Причины две:

1. Высокая теплопроводность. Из-за того, что металл очень хорошо проводит тепло, приходится укладывать большую толщину теплоизоляционных материалов. Иначе летом в мансарде будет слишком жарко, а зимой — холодно. Повышенный уровень шумов, создаваемый покрытием во время дождя. Даже обычная крыша, покрытая металлом, во время дождя звучит как барабан. Мансардная намного больше по площади и «инструмент» получается более мощный. Если с уровнем шумов внутри помещения можно бороться дополнительной звукоизоляцией, то на улице звук вы ничем не уберете. Если дома соседей находятся на солидном расстоянии, это может быть и нестрашно, но если застройка плотная, могут возникнуть конфликты.

Если хорошо посчитать, дополнительная теплоизоляция и звукоизоляция сведут к минимуму выигрыш в стоимости при покупке кровельного материала. Возможно, другое, более дорогое изначально кровельное покрытие, в результате окажется более выгодным. Так что тут нужно просчитывать варианты.

Все это описывалось к тому, чтобы вы имели более полное представление о том, действительно ли строить мансардный этаж так уж дешево. Получается — не очень. Тем не менее у такого решения есть свои плюсы:

• Мансардный этаж получается легким. Потому фундамент для частных домов потребуется лишь немногим более мощный, чем при устройстве одного этажа. Так как затраты на фундамент — это значительная часть стоимости, то тут выигрыш получается ощутимый. При нехватке средств, утепление мансарды и ввод ее в эксплуатацию можно оттянуть на требуемый срок. Причем эта отсрочка будет полезной. Вот почему. При строительстве почти всегда используют лес высокой влажности. Если начинать утепление сразу, влага будет впитываться в теплоизоляцию. Если «пирог» сделан правильно, она будет уходить естественным образом. Но если имеются нарушения, могут возникнуть проблемы. Если же крыша под кровельным материалом какое-то время простоит без утепления (но с обязательно уложенной под кровельное покрытие гидроизоляцией), то древесина хорошо высохнет и проблем будет меньше. Мансарда позволяет сделать дом оригинальным и нестандартным. В любом случае здание получается более выразительным и индивидуальным — вариантов оформления масса.

Мы постарались наиболее полно описать минусы мансардной крыши и ее плюсы. Если вас трудности не испугали, выбирайте, какая конструкция вам больше по душе.

Устройство элементов стропильной системы

Крепление нижних частей системы стропил производится к мауэрлату, который, в свою очередь, устанавливается и крепится к верхней поверхности несущих стен. Для прочной фиксации мауэрлата к стене в ней производится установка резьбовых шпилек, на которые он насаживается, закрепляясь посредством гаек. Вместо шпилек для монтажа мауэрлата иногда используются анкерные болты.

Диаметр бруса для мауэрлата обычно составляет 18-20 сантиметров. Важно отметить, что между стенами и мауэрлатом необходимо присутствие гидроизоляции.

Другим важным элементом для монтажа стропильной системы является коньковый прогон. К нему стропильные конструкции крепятся в своей верхней части. Сам же прогон в концевых частях чаще всего фиксируется к торцевым стенам строения. Фактически, посредством конькового прогона стропильные ноги соединяются в верхней части в единую конструкцию. Поэтому прочность его имеет особенно большое значение, а монтаж должен производиться на основании точных расчётов, с соблюдением всех технологических правил.

Если в соответствии с проектом в поперечных стенах строения имеются некоторые интервалы, тогда возникает необходимость в использовании дополнительных опор, таких как подкосы, шпренгели и стойки.

При обустройстве стропильной системы кровли следует уделить существенное внимание силе ветровых нагрузок, выпадающих на кровельные фронтоны. Поскольку при прямом воздействии сильных порывов ветра фронтоны принимают на себя довольно значительную нагрузку, это может в определённой степени повлиять на прочность кровельной конструкции. Поэтому уместным будет уменьшить на них давление ветра, установив диагональные связующие элементы. Их функцию могут выполнять доски сечением в 3-4 сантиметра, монтаж которых произведён к основанию стропильных ног.

Особо тщательное внимание требуется при обустройстве стропильных сооружений для сырых деревянных срубов, поскольку в этом случае материалу требуется усадка. Одним из возможных вариантов является выжидание необходимого времени для высыхания древесины, однако в сырое время года на это может потребоваться довольно значительный срок, а отсрочка строительства возможна не всегда. Оптимальным решением в таком случае может послужить установка скользящих опорных конструкций, либо компенсаторов усадки – винтовых домкратов.

Монтаж скользящих опор технологически более прост и может быть осуществлён собственными силами, в то время как установка винтовых домкратов должна осуществляться только специалистами с высокой квалификацией (требует высокой точности производимых расчётов и работ).

Виды карнизных свесов

За всю историю строительства домов было придумано огромное количество разновидностей свесов, которые были успешно применены на практике. К основным видам относятся:

1. Неподшитые свесы – используются при устройстве вальмовой кровли дома и для скатной, и для двускатной конструкции.
2. Подшитые свесы – тоже чаще всего применяются на вальмовых крышах и широко востребованы при устройстве кровли двускатной конструкции.
3. Коробчатые карнизные свесы – используются при обустройстве односкатной и ломаной кровли.
4. Укороченные карнизные применяются абсолютно на каждом типе конструкции.

Датская крыша также будет хорошо смотреться с такими карнизами.