Стропильная система односкатной крыши схема – как сделать своими руками пошагово, устройство кровли и стропильной системы частных двухэтажных домов

Стропильная система односкатной крыши: особенности конструкции и монтажа

В России, где сильна привязанность к традиционному терему с треугольной кровлей, односкатную крышу считают непредставительной и малопригодной для жилого дома. Но для строительства надворных и хозяйственных построек нет варианта проще и экономичнее. Поэтому, если вы задумали возведение гаража, бани, сарая, навеса, обязательно изучите строение стропильной системы односкатной крыши, чтобы смонтировать ее своими руками, без привлечения наемных работников.

Содержание статьи

Особенности конструкции

Стропильная система крыши односкатного типа представляет собой упрощённую половинку двухскатной. Ее преимущества:

•  Малый вес. Низкий вес конструкции позволяет возводить с ноля или реконструировать кровлю, не внося изменений в фундамент, не усиливая его. Это большой плюс, так как затраты на устройство фундамента даже своими руками составляют около трети стоимости всей постройки целиком.
• Доступность материалов. Так как состоит стропильная система в основном из древесины, недорогого материала, который заготавливают и реализуют повсеместно в средней полосе России, поэтому расстояние от магазина до места строительства минимально. Цена строительства приемлема для любого бюджета.
• Простота монтажа. Обычно оплата труда профессиональных кровельных мастеров составляет 50% затрат на сооружение крыши. Поэтому такая конструкция с элементарной стропильной системой дает возможность минимизировать затраты, отказавшись от найма сторонних работников, и выполнить крепление стропил односкатной крыши своими руками.

Не смотря на очевидные плюсы, нельзя не упомянуть о недостатках этого вида кровли:

•  Низкий уровень энергоэффективности. Из-за того, что воздушная прослойка односкатной крыши, которая служит естественным термоизолирующим слоем, меньше, чем это же расстояние у двухскатной, ее не хватает, чтобы предотвратить уход тепла. Кровлю изготавливают из материалов с высокой теплопроводностью, поэтому летом она сильно нагревается, зимой охлаждается, передавая тепло или холод в подкровельные помещения. Для ликвидации этого недостатка своими руками приходится организовывать более основательное утепление и вентиляцию помещений.
• Отсутствие возможности оборудовать чердак. Для некоторых домовладельцев, чердак необходим, но под односкатной крышей его оборудовать проблематично. Зато на поверхности ската с небольшим уклоном удобно размещать солнечные батареи, емкости для нагрева воды и даже небольшую площадку для отдыха и принятия солнечных ванн.
• Образование сугробов и снежных наносов. Эта проблема актуальна для хозяйственных построек, смежных с основным жилым зданием. Снег соскальзывает с более крутых скатов крыши дома и задерживается на более пологих гаражных. Однако, если провести расчеты правильно, выбрать подходящий материал, этот недостаток не будет волновать хозяев.

Конструкция стропильной системы

Стропильная система односкатной крыши не представляет из себя ничего сложного, особенно для тех, кому знакомо устройство двухскатной. Она состоит из тех же основных опорных элементов, которые демонстрирует схема:

1. Мауэрлат. Прочное, массивное основание, изготовленное из бруса сечением 150х150 мм. Мауэрлат крепят на верхнюю часть стен, чтобы он брал на себя вес кровли и перенаправлял его на фундамент. Его не устанавливают лишь в домах из бревна и бруса, в которых задачи мауэрлата выполняет верхние венцы сруба. В сооружениях из кирпича ил газосиликата по верхнему краю стены налаживается опалубка и заливается бетонная стяжка.
2.  Стропильные ноги. Стропила представляют собой ровные, прочные бруски из дерева сечением 50х150 мм или 100х150 мм. Они опираются на стены, образуя геометрию скатов. Шаг между двумя стропильными ногами выбирают в промежутке между 60-120 см. Нужно учитывать, что как слишком редкий, так и слишком частый шаг нежелателен: если стропил необоснованно много, конструкция получится слишком тяжелой, если мало – не выдержит веса кровельного материала.Расстояние между стропилами определяют инженерный расчет.
3. Подкос. Также называемый подстропильная нога элемент дополнительной опоры. Он под углом отходит стойки, подпирая серединную часть стропила, предотвращая его прогиб. Подкосы также изготавливают из дерева, досок сечением 50х150 мм.
4. Стойка. Вертикальная опора, которая одной стороной стоит на несущей перегородке, а другой подпирает стропильную ногу, перенося ее вес на фундамент здания. Шаг между стойками должен быть 1,2-1,5 м, большее расстояние не обеспечивает должной поддержки.
5. Лежень. Изготавливают из того же материала, что и мауэрлат, выполняет он такие же функции стой лишь разницей, что устанавливается на внутренние опорные стены.
6. Схватка. Горизонтально расположенная доска, стягивающая две стойки, предотвращающая их распирание.
7. Кобылки. Используют, если длины стропильных ног недостаточно для сооружения свеса крыши. Это доски меньшего сечения, с помощью которых удлиняют стропила. Расстояние от стенды до конца кобылки должно быть не менее 40 см.

Виды стропильных систем

В зависимости от планировки сооружения, для монтажа односкатной кровли применяют различные виды стропильной системы, максимально соответствующие заданным условиям:

•  Наслонная. Особенность заключается в том, что наслонные стропила монтируют только в сооружениях с внутренними несущими опорами. Она актуальна для построек их кирпича или блоков, но если брусовой или бревенчатый дом выполнен в переруб с несущей стеной внутри, то подойдет и для него. Наслонная схема включает в себя дополнительные опорные элементы: стойки, прогоны, схватки, лежни, подкосы. Чем больше площадь и вес односкатной крыши, тем больше вспомогательных частей. Таким образом можно перекрыть сооружение, расстояние между стенами в котором больше 12 м, если внутри него две несущих опоры.
  

• Скользящая. Применяют скользящие стропила в строительстве бревенчатых и брусовых срубов. Опытные строители утверждают, что деревянные постройки дают усадку в течении первых 5-6 лет после сборки, в первый год эксплуатации дои теряет до 15% высоты. Поэтому, если оснастить их кровлей с жестким креплением, крышу перекосит, со временем ее придется переделывать. Однако, скользящие стропила внизу имеют крепления по типу ползунка, поэтому при оседании сруба, крыша не деформируется, а подстраивается.
  

• Висячая. Эта стропильная система не предполагает опоры на внутренние перегородки, используются лишь внешние стены. Чаще всего для такой конструкции сооружают каркас постройки с одинаковыми во высоте стенами. Для того, чтобы задать уклон ската используют стойку из дерева. Стропильные фермы — устройство, состоящее из стойки, затяжки, стропил и, если необходимо подкосов,которое собирают на земле. Они по виду представляют прямоугольный треугольник, в котором гипотенузой являются стропила, малым катетом – стойка, большим – затяжка. Чтобы установить фермы, на балки перекрытия сооружают временный настил из досок, способный выдержать вес рабочего и фермы. Подходит, если расстояние между стенами не превышает 4,5 м.

Варианты конструкции

Чтобы понять, какие элементы должна иметь стропильная система вашей односкатной крыши, какой должен быть шаг между ними, нужно произвести замеры длины и ширины постройки, определить расстояние между несущими стенами. Если дина сооружения:

• 4, 5 метров и меньше. Если расстояние между перегородками маленькое, можно выбрать самый простой вариант, состоящий из прочно закрепленного мауэрлата и стропильных ног. Установка не вызывает значительных затруднений, может быть произведена своими руками. Этот способ используют для хозяйственных построек малой площади: гаражей, сараев, уличных туалетов.
• 4,5-6 м. Если расстояние превышает рекомендованные значения, шестиметровые стропила, не имеющие опоры на внутреннюю перегородку, будут провисать под собственным весом. Поэтому стропильную систему необходимо усилить подкосами, опирающимися на лежень, установленный на балку перекрытия.
• До 12 м. Если длина кровли превышает 12 метров, монтируют хотя бы одну стойку, на которую опираются подкосы. Шаг между стропилами и стойками не должен превышать 1,2-1,5 м.
• До 16 м. Для сооружений, расстояние между стенами в которых превышает 16 м, требуется установка как минимум двух стоек, скрепленных схваткой, разнонаправленных подкосов. Такую стропильную систему используют крайне редко, она подходит для обустройства больших сараев для содержания домашнего скота или складов.

Нужно понимать, что, чем масштабнее постройка, тем более сложной стропильной системы она требует, тем меньше шаг между стропилами. Так как стандартная длина пиломатериалов составляет 6 метров, то сооружения, ширина которых превышает 4,5 требуют изготовления составных стропильных ног, состоящих из одной или двух досок, соединенных внахлест 50 см.

Составление проекта

Так односкатная кровля имеет форму треугольника, некоторые длины сторон которого нам известны, рассчитать остальные можно, используя тригонометрические формулы, известные всем со школы. Предположим, что гипотенуза – стропильная нога, обозначим ее Lc. Тогда отрезок Lbc – катет, высота стены от балок перекрытия до конька. Значит, Lcd – ширина дома, А – угол наклона ската (избранный или вычисляемый). Теперь все зависит от того, какие стороны нам известны:

• Если заданы ширина дома и высота стена от перекрытий до конька, то подсчитаем с помощью калькулятора угол наклона: tgA=Lbc/Lcd;
• Если известны угол ската и ширина сооружения, то вычислим высоту поднятия стены: Lbc=tgA*Lcd;
• Когда определены ширина постройки и угол наклона скатов, можно рассчитать длину стропильной ноги: Lc=Lcd/cosA.

После того, как расчеты выполнены, чертится схема, на которую наносят полученные размеры. На упрощенном чертеже отражают также шаг между стропильными ногами.

Сборка стропильной системы

Так как последовательность работ зависит от вида стропильной системы, разберем, как своими руками построить односкатную кровлю для гаража шириной 4,5 м. Так как размеры постройки позволяют, можно обойтись сооружением самого простого типа стропильной системы односкатной крыши:

1. После того, как возвели фронтонные стены, имеющие окончание в виде прямоугольного треугольника, перегородки, на которые будет опираться склон гидроизолиуют перед установкой мауэрлата. Для этого используют рубероид, сложенный в два-три раза или специальную пленку.
2. На стене оборудуется армированный пояс: налаживают опалубку, устанавливают арматуру, заливают вязким бетоном. Заранее изготавливают отверстия для крепления мауэрлата. Перед тем как закрепить опорный брус, его обрабатывают огнебиозащитным составом. Крепят мауэрлат анкерными болтами.

   

3. Затем подготавливают стропила. Купленные доски своими руками распиливают с учетом того, что стропильная нога должна формировать свес крыши 40-50 см с двух сторон. Одно стропило поднимают наверх и размечают место врезки под мауэрлат. Остальные ноги изготавливают по этому образцу.
4. Устанавливают своими руками тыльное и переднее стропило, между ними натягивают леску, по которой устанавливают и выравнивают остальные стропильные ноги. Оптимально, если шаг между ними составит 50-80 см.

   

5. Далее следует устройство обрешетки, сплошную или решетчатую. Сплошная подходит для мягких видов кровли и изготавливается из листовой фанеры. Решетчатая состоит из необрезных досок, закрепляемых перпендикулярно стропилам, используют для настила металлочерепицы и профилированных листов металла. Шаг между элементами обрешетки зависит от веса кровельного материала.

Видео-инструкция

расчет, схема, конструкция и угол наклона стропильной системы

Кровля односкатка стала популярна из-за присущей ей экономичности и простоты. Кроме того, стропила односкатной крыши  с наклоном держатся на доме прочно, если опираются на стены разной высоты и имеют меньшую ветровую нагрузку. Это придаёт строению своеобразную эстетику и увеличивает срок службы.

Этот вариант крыш широко применяют при строительстве дач. Для этого надо сориентировать уклон односкатной крыши к наветренной стороне, тогда получится максимальная защита от природных воздействий.

Практичность, более низкая цена и минимум материалов привлекает строителей и их клиентов в устройстве односкатной крыши своими руками.

Специалисты утверждают, что устройство стропильной системы односкатной крыши просто, что её монтаж смогут провести непрофессиональные люди.

Конечно, технику безопасности для работ на высоте всё равно надо соблюдать. Для этого нужны прочные лестницы и спасательные пояса.

Схема односкатной крыши позволяет более рационально использовать объём помещения, так как чердак практически отсутствует, и нет помещений с неудобными мансардами.

Очень часто односкатные крыши  используют при строительстве гаражей, различных хозяйственных построек и навесов.

Для освежения дизайна и в целях экономии используется монтаж односкатной крыши и в жилых домах. Иногда это обусловлено требования к строительству в данной местности, что бы минимизировать сброс на проезжую часть снега и воды.

Принято разделать несколько вариантов односкатных крыш:

• вентилируемые;
• не вентилируемые.

Второй вариант односкатной крыши своими руками используют при строительстве террас. Для такого варианта наклон бывает 3-6%. На террасах располагают даже клумбы, кустарники, бассейны и т.д. Однако это требует больших забот в зимнее время.

В остальных случаях используют вентилируемые односкатные крыши. Наклон, в основном, укладывается в диапазон от 5% до 20%. Пустота между гидро и теплоизоляционными слоями увеличивает срок службы строения за счёт вентилирования.

При этом, по бокам делают отверстия, что позволяет проветривать крышу независимо от направления ветра.

Стоят и  совмещённые крыши, в которых теплоизоляция одновременно задает угол наклона.

Таким образом образуют малый угол наклона односкатной крыши , однако, сэкономив на конструкции, проигрываем в эксплуатации: в снежную зиму приходится постоянно чистить накопившийся снег.

Для дач установка односкатной крыши позволяет более дёшево построить дом, сэкономив на материалах и стоимости работ.

Стропила для односкатной крыши

Стропильная система односкатной крыши – это скелет крыши.

Задача системы – распределить равномерно на опору вес крыши, ветровую нагрузку и нагрузку от осадков.

Проектный расчет односкатной крыши должен учитывать указанные нагрузки с запасом. В последнее время увеличилась максимальная толщина суточного роста осадков, и участились сильные ветра.

Причём в силу малой парусности, плоские крыши выдерживают большую нагрузку, по сравнению с другими вариантами.

Наклонная односкатная крыша – конструкция зависит:

• от плана стен, выбранных для опоры,
• перекрытия чердака и промежуточных стен,
• внешней формы строения,
• расстояния максимального пролёта.

Стропила разделяются по типу крепления к опорам на:

• висячие,
• наклонные,
• скользящие.

Варианты стропил

Скользящие стропила опираются на бревно в коньке (мауэрлат), а со стенами соединяются посредством так называемых «скользяшек». Такие типы стропил имеют место в бревенчатых домах.

Это необходимо для компенсации сравнительно большой усадки сруба, чтобы не разорвало конструкцию в местах соединения.

Ведущий элемент наклонных стропил – их «ноги», которые под углом опираются на наружные стены. Сверху они соединяются вместе и опираются на брус, который поддерживается стойками и подкосами.

Подкосы, в свою очередь, опираются на перегородки или внешние несущие стены. Базовое расстояние между отдельными стропильными системами выбирается от 60 до140 см, в зависимости от толщины дерева и материала кровли.

Толщина дерева зависит от общей площади, и, следовательно, нагрузки на крышу. Сюда входит не только вес кровельного материала, но и вес ожидаемого зимой снега.

На стропильные ноги укладывают обрешётку для крепления кровельного «пирога».

Опирается конструкция на стены разной высоты. Правда, такой чертеж односкатной крыши используют чаще для хозяйственных построек, чем для жилых зданий.

Совет. Не забывайте о повороте наклона по наветренной стороне.

Посмотрите внимательно на чертеж крыши односкатной. Оказывается, что самая сложная конструкция для  строительства – висячие стропила.

Если не на что опереться стропилам между крайними опорами, используют висячие стропила. Каждая ферма собирается в одной плоскости со своей обрешёткой на земле, а потом ферма в сборе поднимается в собранном виде наверх здания и устанавливается на опоры.

При этом надо не просто поднять конструкцию, но и переместить её на обе опоры. Это и есть самая трудоёмкая операция, особенно при больших пролётах.

К стяжкам потом прибиваются доски чердака, что упрощает дальнейшую работу строителей.

Для несущих элементов крыши чаще используют хвойные породы дерева, но применяется и железобетон, металл. Для стропил считается оптимальным сечение досок 50 на150 мм, а обрешётку собирают из брусков 50 на50 мм.

Совет. Не забывайте о связи сложности крыши со стоимостью постройки и эксплуатации.

Схемы односкатной крыши

Схема стропил

Рассмотрим главные свойства и преимущества односкатных крыш.

1. Наиболее экономичный вид крыш. В безлесных районах лес дороже. А конструкция односкатки позволяет сократить расход древесины до трёх раз.
2. Такие крыши имеют малый угол, соответственно, меньшую парусность. Это позволяет максимально использовать объём помещения, чердак практически отсутствует, поэтому т.
3. Часто такие крыши используют в хозяйственных постройках, где наклон обеспечивается просто разной высотой стен.
4. В жилых помещениях иногда есть требование, что бы сброс снега и воды с крыш с одной стороны (например, проезжей части) запрещена. В таких случаях как раз используют односкатную крышу.

Дополнительно, на такие крыши часто ставят бордюры для предотвращения поддевания ветром. Бордюр сооружают только на сточной стороне. Остальные стороны становятся под его защиту. Сам бордюр защищают черепицей или оцинкованным железом, чтобы стена не отсыревала.

В зависимости от материала кровли меняется минимальный угол наклона крыши:

1. если используются рулонные материалы, можно даже всего 5 градусов;
2. для металлочерепицы нужно не меньше 30 градусов.
3. если влажный климат, много осадков – то и 45 градусов не помешает.

Наиболее популярная односкатная крыша  — конструкция с вентилированием.

Воздушная прослойка с постоянной циркуляцией увеличивает срок службы, так как ветер всегда помогает просушивать конструкцию, и нет росы.

Материал кровли зависит от типа помещения. Если это подсобные помещения – можно использовать покрытие и шифером, и черепицей, и рубероидом. Но при использовании металла и других тяжёлых покрытий надо дополнительно укрепить конструкцию.

Обратитесь к специалистам для получения консультаций, когда будете делать расчет стропил односкатной крыши. Это поможет избежать в дальнейшем проблем с частым ремонтом после разгулявшейся непогоды.

Крыша постоянно работает для защиты ваших зданий, круглогодично, в жару и в холод, в засуху и в сезон дождей.

По этой причине, после прочности, тщательно продумайте крепление стропил односкатной крыши к опорам на стенах здания.

Они с одной стороны, должны обеспечивать прочное крепление крыши к дому при ветровых нагрузках, а с другой стороны, не препятствовать тепловому расширению элементов стропил при нагреве палящим зноем или охлаждении морозом.  Для этого используют так называемые скользящие крепления.

Односкатная крыша своими руками

Сборка кровли

Из-за простоты конструкции, односкатную крышу просто сделать самому.

1. Начинайте проект с расчётов угла наклона, как самого важного показателя в конструкции. Большой угол увеличивает надёжность конструкции. Это становится понятным, если учесть уменьшение силы давления атмосферных осадков при крутых углах наклона.

В Российских условиях, снежные осадки – главное определяющее условие. Правда, если вы хотите сделать на крыше обжитое пространство, типа теннисного корта, бассейна или просто зоны летнего отдыха, то зимой придется частенько брать в руки лопаты для очистки, что бы убрать снег с крыши. Все эти задумки требуют малого угла наклона крыши, практически незаметного. Можно и не чистить снег, тогда готовьтесь заняться ремонтами кровли.

2. Второй важный момент – выбор материала для кровли. Если выбран профнастил, угол должен составлять более 20 градусов. Иначе снежный вес продавит кровлю, или опять же – лопату в руки для смены деятельности.

Металлочерепица и вовсе требует угол не менее 25 градусов, что бы уменьшить нагрузку на стропила и обрешётку.

3. После определения необходимого угла рассчитайте подъём крыши на задней стороне. Именно настолько должна быть выше стена задней стороны.
4. Частота стропил зависит от веса и материала кровли. Когда вы поставите стропила, начинается монтаж поперечных конструкций крыши. Аналогично, частота обрешётки определяется материалом кровли.
5. Каркас из стропил должен строиться из сухой и ошкуренной древесины. Необходима обработка защитными средствами от гнили и жучков. Современные средства одновременно дают противопожарную защиту. Для минимизации работ на высоте, по понятным причинам, сначала делают обработку деталей, а потом сборку стропил. Возможно, понадобится дополнительная обработка в местах соединений.

После проверки на полную сборку путём осмотра и шатания, приступаем к настилу кровли:

1. Сначала укладывают слой гидроизоляции. Он защищает деревянные детали и значительно увеличивает срок службы стропил.
2. Начинают крепить элементы кровли с нижней части стропил, постепенно продвигаясь выше. Верхние элементы укрепляют не в стык, а внахлёст.
3. Стыки, особенно по линии подъёма, требуется обязательно герметизировать с особой тщательностью.

Вот собственно и всё. Особых навыков и умений не потребовалось. Вы убедились, что сможете сделать всё самостоятельно?

Разрабатываем схему стропильной системы односкатной крыши для самостоятельного возведения

Высокая популярность данного варианта возведения кровли обусловлена более простой конструкцией по сравнению с прочими видами. Особенно важен данный фактор для начинающих строителей, а также для тех, кто хочет справиться с такой задачей совершенно самостоятельно без обращения к наемным бригадам. Наиболее часто он используется для перекрытия пристроек на участке (гаражи, амбары или бани), но с таким же успехом может быть возведен и на любом жилом здании без каких-либо потерь в плане конструктивности использования.

Варианты схем стропильной системы и виды стропил

1. Наслонная разновидность.

В данном варианте обычные или составные стропильные ноги опираются на несущие стены строения. Чтобы снизить нагрузку при больших пролетах (более 4,5м) устраивают промежуточные опоры (середину ноги подпирают подстропильной ногой, один ее конец размещается непосредственно под основной ногой, а второй упирается в стойку). Конструкция кровли с наслонной разновидностью стропил применяется чаще всего, в том числе и на односкатных кровлях (на простых пристройках, сараях, дачных домиках и т.д.). Основные моменты и узлы соединения стропил для односкатных крыш приведены на рисунке 1.

2. Висячая разновидность.

В данном варианте основные ноги опираются на собственную затяжку, излишняя нагрузка ослабляется посредством внедрения наклонных опор и стоек. Такая конструкция собирается не сразу на отведенном месте, а на плоскости, после чего поднимается и устанавливается на место. При слишком большом расстоянии между опорными стенами без наличия между ними промежуточных объектов, которые можно было бы использовать в качестве опор, это единственный вариант монтажа кровли, т.е. применимы они в основном на двускатных кровлях в зданиях без внутренних несущих стен. В продаже существует ряд специальных металлических креплений, предназначенных для висячих стропил и облегчающих их сборку. Особенности такой конструкции и основные узлы представлены на рисунке 2.

наслонные стропила односкатной кровли (рис. 1)

висячие стропила (рис. 2)

 

3. Скользящая разновидность.

В данном варианте основные ноги упираются одним своим концом на бревно в коньке будущей кровли, а вторым упираются в опорные стены. Стыковка со стенами осуществляется не напрямую, а посредством использования специальных скользящих соединений (рисунок 3). Используется такой способ монтажа преимущественно только в деревянных зданиях для компенсации его усадки. Если соединения не будут подвижными, то при смещении опор вся система может быть разрушена. Однако стоит отметить, что применяются такие соединения довольно редко.

ЧИТАТЬ ПО ТЕМЕ:

Стропильная система полувальмовой крыши: преимущества и недостатки.

Преимущества и правила монтажа стропильной системы односкатной крыши со схемами

К преимуществам можно отнести:

• несложный монтаж, относительно других типов кровельных систем,
• более низкие затраты на материалы,
• надежность конструкции,
• необычный дизайн, если применять для жилых зданий, так как в основном такую конструкцию используют в дачных строениях, подсобных помещениях и т.д.

скользящие крепления (рис. 3)

загородный дом с односкатной крышей (рис. 4)

рис. 5

упрощенная схема стропильной системы односкатной крыши (рис. 6)

 

Для жилых домов недостатком такой кровли будет отсутствие полноценного чердака или мансарды, монтаж дополнительной гидроизоляции для предотвращения возможных протечек при небольшом угле наклона кровли, для невентилируемых вариантов с небольшим углом наклона к отрицательным моментам относят также и необходимость ухода за кровлей в снежный период. Примеры загородных домов, у которых один скат, приведены на рисунках 4-5.

ЧИТАТЬ ПО ТЕМЕ:

Сложность исполнения и величие устройства многощипцовой крыши.

Разрабатывается схема стропильной системы односкатной крыши с учетом следующих показателей:

1. Отдаленность и размещение относительно друг от друга тех стен, которые были выбраны в качестве опор, т.е. протяженность пролетов.
2. Общая конструкция, назначение и форма здания, которое будет перекрываться.
3. Количество выпадаемых в регионе атмосферных осадков и ветровые нагрузки.
4. Наличие промежуточных стен, обустройство чердачного перекрытия.
5. Общий вес кровли, включающий стропильную систему, обрешетку и кровельное покрытие.

Отличаться схемы стропильной системы односкатной крыши друг от друга будут в зависимости от расчетного проекта, учитывающего все вышеперечисленные факторы. Некоторые варианты схем приведены на рисунке 6-7.

стропильная система в зависимости от длины пролетов (рис .7)

пример соединения стропила с мауэрлатом (рис. 8)

 

На итоговой схеме стропильной системы односкатной крыши должно быть отражено следующее:

1. Угол наклона. Первый шаг – расчет угла наклона кровли.

2. Материал стропильной системы. Чаще всего это дерево (доски, жерди или брус). Сечение и диаметр зависит от несущей способности всех элементов каркаса. Чаще всего для ног применяют доску 50х150мм. Стойки, подкосы и затяжки подбирают с сечением, соизмеримым с сечением стропил (не менее 120 мм). Все конструктивные детали должны быть изготовлены только из сухой древесины, которая была дополнительно обработана антисептиками

3. Кровельный материал. Выбор материала для кровли осуществляется также в самом начале, так как от него зависит и расчет угла наклона плоскости. Чем тяжелее вес материала для укрытия, тем больше угол наклона. Кровельное покрытие должно быть надежным, долговечным, устойчивым к воздействию атмосферных осадков. Также от выбора покрытия зависит внешний вид здания и итоговая стоимость кровельных работ.

4. Обрешетка. Частота обрешеточных поперечин определяется весом монтируемого кровельного покрытия (и особенностями его монтажа) с прибавкой предполагаемого веса зимних осадков. Выделяют сплошную и каркасную обрешетку. Первый вариант выполняется в виде деревянного настила из досок. Второй вариант подходит для черепичной и металлической кровли, состоит из брусков (50х50 мм) с шагом не менее 50 см.

5. Соединения и крепления. Долговечность и надежность определяется не только правильными расчетами, но и прочностью всех соединений. Пример крепления стропильных ног к мауэрлату можно видеть на рисунке 8.

пример строительства простой односкатной кровли этапы 1-6 (рис. 9)

этапы 7-12 ( рис. 10)

 

Монтаж проходит в следующем порядке:

1. Сначала происходит монтаж сейсмопояса, на который затем укладываются основные балки.
2. После монтируются основные стропильные ноги, лежни и стойки, схватки.
3. Затем переходят к обустройству обрешетки. Расстояние между элементами диктуется выбранным кровельным материалом.
4. Завершительными этапами являются укладка кровельного материала и утепление конструкции.

Перечисленные основные этапы можно видеть на примере строительства гаражной крыши на рисунках 9-10.

Подобная конструкция позволяет существенно сэкономить расходный материал, по сравнению с прочими вариантами может уйти почти в три раза меньше древесины. Из-за отсутствия высокого угла помещение под кровлей получается меньшим по размерам и его намного проще обогреть, а значит, использоваться оно может не только в качестве кладовой. Постройки, возведенные на открытых и продуваемых местностях, лучше перекрывать именно таким образом, дабы избежать сильной нагрузки на плоскости кровли.

Стропильная система односкатной крыши — как провести расчеты

Сооружение стропильной системы крыши и последующий настил кровли – важнейшие этапы при любом строительстве. Дело это – весьма сложное, сопряженное со всесторонней подготовкой, которая включает в себя расчёт основных элементов системы и приобретением материалов нужного сечения.

Далеко не каждый начинающий строитель будет способен спроектировать и санировать сложную конструкцию.

Стропильная система односкатной крыши

Однако часто при строительстве придомовых построек, сооружений хозяйственного или подсобного назначения, гаражей, навесов, беседок и других объектов особая сложность крыши вовсе и не требуется — на первое место выходят простота конструкции, минимальное количество затрат на материалы и скорость проведения проведение работ, которые вполне посильны для самостоятельного исполнения.

Именно в таких ситуациях своеобразной «палочной-выручалочкой» становится стропильная система односкатной крыши.

В данной публикации основной акцент сделан на расчетах односкатной конструкции крыши. Кроме того, будут рассмотрены наиболее типичные случаи ее сооружения.

Основные достоинства односкатных крыш

Несмотря на то что не всем нравится эстетика здания, над которым смонтирована односкатная кровля (хотя сам по себе вопрос – неоднозначный), многие хозяева загородных участков при возведении построек, а иногда даже — и жилого дома, выбирают именно такой вариант, руководствуясь целым рядом достоинств подобной конструкции.

Односкатные кровельные системы подкупают своей понятностью, простотой расчетов и монтажа

• Материалов для односкатной стропильной системы, тем более, если она возводится над небольшой хозяйственной пристройкой, потребуется совсем немного.
• Самой «жесткой» плоской фигурой является треугольник. Именно он лежит в основе практически любой стропильной системы. В односкатной системе этот треугольник – прямоугольный, что существенно упрощает проведение расчетов, так как все геометрические соотношения известны каждому, кто заканчивал среднюю школу. Но эта простота никак не сказывается на прочности и надежности всей конструкции —
• Даже если ведущий самостоятельное строительство владелец участка ни разу ранее не сталкивался с возведением крыши, монтаж односкатной стропильной системы не должен вызвать у него чрезмерных трудностей – он достаточно понятен, не столь сложен. Нередко, при перекрытии небольших хозпостроек или иных придомовых сооружений вполне возможно обойтись не то что без вызова бригады специалистов, но даже и без приглашения помощников.
• При возведении конструкции крыши всегда важна скорость проведения работ, естественно, без потери качества – хочется как можно быстрей обезопасить строение от капризов погоды. По этому параметру односкатная крыша однозначно является «лидером» — в ее конструкции практически нет сложных соединительных узлов, забирающих массу времени и требующих высокоточной подгонки.

Насколько существенны недостатки односкатной стропильной системы? Увы, они есть, и с ними тоже приходится считаться:

• Чердака при односкатной кровле или не предполагается вовсе, или он получается настолько маленьким, что о его широкой функциональности приходится забыть.

В подавляющем большинстве случаев односкатная крыша не предполагает наличия «полезного» чердачного помещения

• Исходя из первого пункта – есть определенные сложности в обеспечении достаточной термоизоляции расположенных под односкатной крышей помещений. Хотя, конечно, это можно исправить – ничто не мешает утеплить сам скат кровли или же расположить под стропильной системой утепленное чердачное перекрытие.
• Односкатные крыши, как правило, делаются с небольшим уклоном, до 25÷30 градусов. Это влечет за собой два последствия. Во-первых, не все виды кровельных покрытий подойдут для таких условий. Во-вторых, резко возрастает значимость потенциальной снеговой нагрузки, что следует обязательно учесть при проведен расчетов системы. Но зато при таких уклонах значительно снижается влияние ветрового давления на кровлю, особенно если правильно расположить скат – в наветренную сторону, в соответствии с преобладающими ветрами на данном участке местности.

В сети можно отыскать немало проектов жилых домов, в которых основной акцент делается именно на односкатную системы крыши

• Еще один недостаток, пожалуй, можно отнести к очень условным и субъективным – это внешний вид односкатной крыши. Он может не прийтись по душе любителям архитектурных изысков, дескать, очень упрощает облик постройки. На это тоже можно возразить. Первое – простота системы и экономичность возведения часто играют все же решающую роль при строительстве подсобных сооружений. А втрое – если посмотреть обзор проектов жилых домов, то можно встретить очень интересные дизайнерские варианты, в которых упор сделан именно на односкатной крыше. Так что, как говорится, о вкусах не спорят.

Как рассчитывается односкатная стропильная система?

Общие принципы расчета системы

В любом раскладе односкатная система крыши представляет собой конструкцию из установленных параллельно друг другу наслонных стропильных ног. Само по себе название –«наслонные» говорит о том, что стропила опираются (наслоняются) на две жёстких точки опоры. Для удобства восприятия обратимся к несложной схеме. (Кстати, к этой же схеме будем возвращаться еще не раз – при проведении расчетом линейных и угловых параметров системы).

Базовая схема построения односкатной стропильной системы крыши

Итак, две точки опоры стропильной ноги. Одна из точек (В) расположена выше другой (А) на определенное значение превышения (h). За счет этого создается уклон ската, который выражается углом α.

Таким образом, как уже отмечалось, в основе построения системы лежит прямоугольный треугольник АВС, в котором основанием является расстояние по горизонтали между точками опоры (d) – чаще всего это длина или ширина возводимой постройки. Второй катет – превышение h. Ну а гипотенузой становится длина стропильной ноги между точками опоры – L. Угол при основании (α) определяет крутизну ската кровли.

Теперь рассмотрим основные аспекты выбора конструкции и проведения расчетов несколько подробнее.

Каким образом будет создаваться необходимый уклон ската?

Принцип расположения стропил односкатной кровли – параллельно друг другу с определенным шагом, с необходимым углом уклона ската – общий, но достигаться это может различными способами.

Необходимая крутизна установки стропил создается превышением одной стены здания относительно противоположной

• Первый заключается в том, что еще на этапе разработки проекта здания высота одной стены (показано розовым) сразу закладывается с превышением h относительно противоположной (желтый цвет). Двум оставшимся стенам, идущим параллельно скату кровли, придается трапециевидная конфигурация. Способ- достаточно распространенный, и хотя несколько усложняет процесс возведения стен, зато предельно упрощает создание уже самой стропильной системы крыши — практически все для этого уже готово.
• Второй способ можно, в принципе считать разновидностью первого. В этом случае речь идет о каркасном строительстве. Еще на стадии разработки проекта в него закладывается то, то вертикальные стойки каркаса с одной стороны выше на ту же величину h по сравнению с противоположной.

При строительстве здания по каркасному принципу стойки с одной стороны сразу же делаются выше – для обеспечения уклона стропил.

На представленных выше иллюстрациях и на тех, что будут размещены ниже, схемы выполнены с упрощением – не показан мауэрлат, проходящий по верхнему торцу стены, или обвязочный брус – на каркасной конструкции. Это ничего не меняет принципиально, но на практике без этого элемента, являющегося основой для монтажа стропильной системы, не обойтись.

Что такое мауэрлат и как он крепится на стены?Основная задача этого элемента – равномерное распределение нагрузки со стропильных ног на стены здания. Правила подбора материала и самостоятельного монтажа мауэрлата на стены дома – читайте в специальной публикации нашего портала.

• Следующий подход практикуется в том случае, когда стены имеют равную высоту. Превышение одной стороны стропильных ног над другой может быть обеспечено установкой вертикальных стоек необходимой высоты h.

Угол наклона кровли обеспечивается установкой под каждую стропильную ногу вертикальной стойки

Решение несложное, но конструкция получается, на первый взгляд, несколько нестабильной – у каждого из «стропильных треугольников» есть определенная степень свободы влево — вправо. Это достаточно просто устраняется креплением поперечных брусьев (досок) обрешетки и зашивкой прямоугольной фронтонной части крыши с фасадной стороны. Оставшиеся по бокам фронтонные треугольники также зашиваются деревом или другим удобным для владельца материалом.

• Еще одно решение проблемы – это монтаж кровли с применением односкатных ферм. Такой способ хорош тем, что есть возможность после проведения расчетов идеально собрать и подогнать одну ферму, а затем, взяв ее в качестве шаблона, изготовить на земле необходимое количество точно таких же конструкций.

Создание стропильной системы односкатной крыши путем монтажа заранее подготовленных ферм.

Подобную технологию удобно применять в том случае, когда стропила, в силу своей большой длины, требуют определенного усиления (об этом речь пойдет чуть ниже).

«Пачка» готовых стропильных ферм для односкатной крыши – идеально подогнаны по размерам

Жесткость всей стропильной системы заложена уже в конструкции фермы — достаточно установить эти сборки на мауэрлат с определенным шагом, закрепиться на нем, и соединить затем фермы обвязкой или поперечными брусьями обрешетки.

Еще одно достоинство такого подхода –ферма выполняет и роль стропильной ноги, и балки перекрытия. Таким образом, существенно упрощается проблема термоизоляции перекрытия и подшивки потока – все для этого уже сразу будет готово.

• Наконец, еще один случай – он подойдет для той ситуации, когда односкатная кровля планируется над возводимой около дома пристройки.

Вариант создания односкатной стропильной системы при возведении пристройки к дому

С одной стороны стропильные ноги опираются на стойки каркаса или же стенку возводимой пристройки. С противоположной стороны находится капитальная стена основного здания, и стропила могут опираться на зафиксированный на ней горизонтальный прогон, либо на индивидуальные крепления (кронштейны, закладные бруски и т.п.), но также выровненные по горизонтали. Линия крепления этой стороны стропильных ног также делается с превышением h.

Стропила со стороны основного здания упираются или на горизонтальный прогон, или на индивидуальные точки крепления, но обязательно выверенные по горизонтали

Обратите внимание, что несмотря на различия в подходах к монтажу односкатной системы, во всех вариантах присутствует тот же «стропильный треугольник» — это будет важно для проведения расчетов параметров будущей крыши.

В какую сторону предусмотреть скат кровли?

Казалось бы – праздный вопрос, однако, с ним необходимо определиться заранее.

В некоторых случаях, например, если крыша делается над пристройкой к дому, вариантов особых и нет – скат должен располагаться только в направлении от здания, чтобы обеспечивался свободный сток ливневой воды и талого снега.

На отдельно стоящем строении уже есть определенные возможности выбора. Конечно, мало когда рассматривается вариант, при котором стропильную систему располагают таким образом, чтобы направление ската приходилось на фасадную часть (хотя не исключено и такое решение). Чаще всего уклон организовывают назад или в одну из сторон.

Направление ската кровли можно выбрать любое – суть геометрических построений та же, и меняются только лишь исходные линейные параметры для вычислений

Вот здесь уже можно взять за критерии выбора внешнее дизайнерское оформление возводимого здания, особенности территории участка, удобство прокладки коммуникаций системы сбора ливневых вод и т.п. Но все равно следует иметь в виду определённые нюансы.

• Оптимальное расположение односкатной кровли – в наветренную сторону. Это позволяет минимизировать ветровое воздействие, которое может работать с подъемным приложением вектора силы, когда скат превращается в своеобразное крыло – ветер пытается сорвать кровлю вверх. Именно для односкатных крыш это имеет важнейшее значение. При ветре же в кровлю, особенно при небольших углах крутизны скатов, значение ветрового воздействия будет минимальным.
• Второй аспект выбора – это длина ската: его при прямоугольной постройке можно расположить вдоль нее или поперек. Здесь важно учесть то, что длина стропил без усиления не может быть беспредельной. Кроме того, чем длиннее пролет стропила межу точками опоры, тем толще должен быть в сечении пиломатериал, идущий на изготовление этих деталей. Эта зависимость будет пояснена чуть позднее, уже при проведении расчетов системы.

Тем не менее, практикуют правило, что свободная длина стропильной ноги обычно не должна превышать 4,5 метров. При возрастании этого параметра обязательно предусматриваются дополнительные элементы усиления конструкции. Примеры показаны на иллюстрации ниже:

По мере удлинения стропильных ног усложняется и сама конструкция системы

Так, при расстоянии между противоположными стенами от 4.5 до 6 метров уже потребуется установка подстропильной ноги (подкоса), расположенной под углом в 45°, и упирающейся снизу на жестко закрепленный опорный брус (лежень). При расстояниях до 12 метров придется устанавливать по центру вертикальную стойку, которая должна опираться или на надежное перекрытие, или же даже на капитальную перегородку внутри здания. Стойка также упирается в лежень, а кроме того, в каждую из сторон устанавливается еще и подкос. Это тем более актуально в связи с тем, что стандартная длина пиломатериалов обычно не превышает 6 метров, и стропильную ногу придется делать составной. Так что без дополнительной опоры обойтись в любом случае не получится.

Дальнейшее увеличение длины ската приводит к еще большему усложнению системы – появляется необходимость установки нескольких вертикальных стоек, с шагом не более 6 метров, с опорой на капительные стенки, и со связыванием этих стоек схватками, с установкой тех же подкосов и на каждой стойке, и на обеих внешних стенах.

Таким образом, следует хорошо подумать, куда будет выгоднее сориентировать направление ската кровли еще и из соображений упрощения конструкции стропильной системы.

Какой угол крутизны ската будет оптимальным?

В подавляющем большинстве случаев когда речь идет об односкатной кровле выбирается угол до 30 градусов. Это объясняется рядом причин, и самая главная из них уже упоминалась – сильная уязвимость именно односкатной консрукции к ветровой нагрузке с фасадной стороны. Понятно, что, следуя рекомендациям, направление ската ориентируют в наветренную сторону, но это вовсе не говорит о том, что ветер с другой стороны полностью исключается. Чем круче угол уклона – тем значительнее становится создающаяся подъемная сила, и тем большую нагрузку на срыв будет испытывать кровельная конструкция.

Чем круче скат односкатной крыши, тем больше она будет «ловить ветер», и тем значительнее становятся срывающие нагрузки на кровельную конструкцию

Кроме того, односкатные кровли с большим углом наклона смотрятся несколько несуразно. Конечно, это иногда используется в смелых архитектурно-дизайнерских проектах, но мы-то говорим о более «приземленных» случаях…

Слишком пологий скат, с углом уклона до 10 градусов, тоже не слишком желателен, по той причине, что резко возрастают нагрузки на стропильную систему от снежных наносов. Кроме того, с началом таяния снегов весьма вероятно появление наледи по нижнему краю ската, затрудняющей свободный сход талой воды.

Важным критерием выбора угла крутизны ската является и задуманное кровельное покрытие.  Не секрет, что для различных кровельных материалов имеются определенные «рамки», то есть минимально допустимый угол уклона крыши.

Сам угол уклона ската может выражаться не только в градусах. Многим мастерам удобнее оперировать другими параметрами – пропорциями или процентами (даже  в некоторых технических источниках можно встретить подобную систему измерений).

Пропорциональное исчисление – это отношение длины пролета (d) к высоте подъема ската (h). Может выражаться, например, соотношением 1:3, 1:6 и так далее.

То же соотношение, но уже в абсолютной величине и приведенное к процентам, дает несколько иное выражение. Например, 1:5 – это будет крутизна ската в 20%, 1:3 – 33,3 % и т.п.

Чтобы упростить восприятие этих нюансов, ниже размещена таблица с графиком-диаграммой, показывающей соотношение градусов и процентов. Схема полностью масштабирована, то есть по ней можно легко перевести одни величины в другие.

Красными линиями показано условное разделение кровель: до 3° – плоские, от 3 до 30° – крыши с малым уклоном, от 30 до 45° – средняя крутизна, и выше 45 – круто уклонённые скаты.

Синими стрелками и соответствующими им числовыми обозначениями (в кружках) показаны установленные нижние границы применения того или иного кровельного материала.

№	Величина уклона	Тип допустимого кровельного покрытия (минимальный уровень уклона)	Иллюстрация
1	от 0 до 2°	Совершенно плоская крыша или с углом наклона до 2°. Не менее 4 слоев рулонного битумного покрытия, нанесенного по «горячей» технологии, с обязательной верхней посыпкой из мелкофракционного гравия, утопленного в расплавленную мастику.
2	≈ 2° 1:40 или 2,5 %	То же, что и в пункте 1, но будет достаточно 3 слоев битумного материала, с обязательной посыпкой
3	≈ 3° 1:20 или 5 %	Не менее трех слоев битумного рулонного материала, но без гравийной засыпки
4	≈ 9° 1:6,6 или 15 %	При использовании рулонных битумных материалов – не менее двух слоев, наклеенных на мастику горячим способом. Допускается использование некоторых типов профнастила и металлочерепицы (по рекомендациям производителя).
5	≈ 10° 1:6 или 17%	Асбестоцементные шиферные волнистые листы усиленного профиля. Еврошифер (однулин).
6	≈ 11÷12° 1:5 или 20 %	Мягкая битумная черепица
7	≈ 14° 1:4 или 25 %	Плоский асбестоцементный шифер усиленного профиля. Профнастил и металлочерепица – практически без ограничений.
8	≈ 16° 1:3,5 или 29 %	Листовая сталь кровельная с фальцевым соединением соседних листов
9	≈ 18÷19° 1:3 или 33 %	Шифер асбестоцементный волнистый обычного профиля
10	≈ 26÷27° 1:2 или 50 %	Натуральная керамическая или цементная штучная черепица, сланцевые или композитные полимерные плитки
11	≈ 39° 1:1,25 или 80 %	Кровельное покрытие из щепы, дранки, натурального гонта. Для любителей особой экзотики –камышовая кровля

Владея подобной информацией и имея намётки на будущее кровельное покрытие, будет проще определиться с углом крутизны ската.

Как задать необходимый угол ската?