Содержание
Устройство стропильной системы популярной ломаной крыши
При строительстве кровли для мансардного помещения иногда невозможно обеспечить нормальную его высоту при одинаковом угле наклона по всему скату. В этом случае на помощь приходит ломаная крыша дома, стропильная система которой немного сложнее, чем у обычной двускатной. Перед тем как построить такую конструкцию необходимо разобраться с ее основными элементами и узлами.
Что такое ломаная крыша
Она характерна для домов при устройстве мансарды. Имеет по два ската по двум сторонам. Скат, который располагается ближе к карнизу, имеет больший угол наклона, чем тот, который ближе к коньку.
Устройство такой конструкции сложнее в технологическом плане, чем у обычной двускатной кровли, но она позволяет выиграть на высоте помещения. Вместо мансарды с наклонным потолком владелец получает полноценные комнаты. Это достигается тем, что скаты с большим углом наклона играют роль продолжения вертикальных стен, а с меньшим — потолка.
Ломанная кровля имеет по два ската с двух сторон
Основные элементы системы
Перед тем как сделать ломаную крышу, необходимо понять ее основные элементы. Конструкция состоит из:
Основные элементы ломанной крыши
- наслонных стропильных ног, которые образуют более крутой скат (наслонные стропила — наклонные балки, опирающиеся по двум сторонам, снизу — на мауэрлат, а сверху — на ригель);
- висячих стропильных ног, которые образуют пологий скат (распорная конструкция, опирание происходит только снизу, распор воспринимается схваткой);
- мауэрлата — бруса, который укладывается по внутренней грани наружной стены и позволяет равномерно распределять нагрузку от стропил.
- прогонов (ригелей), в ломаной крыше их может быть 2 или 3 (два имеются всегда, они служат верхней опорой для наслонных стропил, в некоторых случаях предусматривают третий прогон в коньке, в этом случае все наклонные балки системы становятся наслонными, висячих стропильных ног нет);
- стоек под прогоны, которые послужат каркасом для продольных стен мансарды (можно устанавливать с шагом под утеплитель, что облегчит его монтаж);
- системы подкосов, конструкция позволяет разгрузить стропила;
- стяжки (схватки, затяжки), устройство которой предусматривается в уровне излома ската (служит для восприятия распора от висячих стропил и в качестве каркаса для потолка мансарды);
- подвески (бабки), которая предусматривается при большой длине схватки и предотвращает ее провисание.
Выбор материалов
Чтобы построить надежную крышу мансарды, необходимо тщательно контролировать качество используемых материалов. Для конструктивных элементов стоит выбирать древесину первого или второго сорта. На качество также влияет время и место заготовления. Лучшим вариантом станем материал, обладающий следующими характеристиками:
Благодаря смоле хвойные деревья обладают большей устойчивостью к гниению
- Происхождение — хвойные породы деревьев. За счет содержания смолы они обладают большей устойчивостью к гниению и разрушению. Одним из самых лучших строительных материалов можно назвать лиственницу, далее свои позиции занимают сосна и ель.
- Место произрастания — северные регионы. Чем суровее условия роста дерева, тем медленнее оно растет. При этом годичные кольца располагаются максимально близко друг к другу, повышая прочность.
- Время рубки — конец зимы, начало весны. Опять же завершение роста в зимних условиях создает более прочный материал для строительства.
Помимо качественной древесины, устройство кровли невозможно без антисептической обработки всех элементов.
При необходимости конструкция также обрабатывается антипиренами, повышающими устойчивость к огню.
Технология производства работ
Далее описана стропильная система ломаной крыши пошагово.что позволяет облегчить процесс понимания предстоящих работ. Мансардная кровля строится в следующем порядке:
Процесс строительства каркаса
- Установка мауэрлата на стены. Способ закрепления зависит от материала стен. На кирпичные или бетонные брус укладывается на предварительно подготовленный слой гидроизоляции. Можно использовать толь (устаревший вариант), рубероид, линокром, гидроизол или другие битумные рулонные материалы. Крепление выполняется на заранее заложенные в стену анкера. Для деревянных домов можно рассмотреть вариант закрепления на скобы. В среднем сечение мауэрлата принимается 100х100 или 150х150 мм.
- Установка прогонов и стоек под них. В зависимости от конструктивного решения здания стоки должны опираться либо на балки перекрытия, либо на несущие стены. Установка на пролет железобетонного перекрытия не допускается. Устройство зависит от применяемого утеплителя: для минеральной ваты лучше ставить стойки с шагом 0,58 м, для пенополистирола — 0,6 м, для пенополиуретана шаг стоек не имеет сильного значения. Для ригеля чаще всего используют тоже сечение, что и для мауэрлата, стойка может быть такого же сечения, как и ригель (100х100, 150х150 мм).
- Укладывают наслонные стропила. Крепление к мауэрлату и ригелю выполняется врубкой. Для фиксации применяют гвозди или стальные уголки с саморезами. Дополнительно на каждую или через одну стропильную ногу выполняют крепление к наружным стенам. Для этого в стену закладывают ерш. От наклонной балки к ершу протягивают скрутку из двойной проволоки диаметром 3-4 мм. В деревянном доме вместо скрутки и ерша можно использовать скобы. Сечение стропил принимается в зависимости от их шага и материала кровельного покрытия.
- Устанавливают подкосы. Для крепления подкоса к ноге используют гвозди и упорный брус.
- Монтаж ферм. Ферма состоит из висячих стропил, схватки и подвески. Конструкция может быть собрана непосредственно на кровле или на земле. Крепление ног между собой в верхней точке выполняют с помощью накладок с двух сторон. Схватка тоже может быть двойная (по доске с каждой стороны). Все крепления выполняются на гвозди, болты или шпильки. Шпильки или болты принимаются диаметром от 10 до 14 мм в среднем.
- Укладка слоя гидроизоляции.
- Верхняя обрешетка.
- Монтаж утеплителя.
- Пароизоляция и нижняя обрешетка.
- Укладка кровельного материала.
- Обшивка каркаса фронтона.
- Подшивка потолка и отделка мансарды.
Монтаж нижних и верхних стропил
Обработку древесины антисептиками и антипиренами можно проводить как до, так и после сборки конструкции кровли. Лучше всего выполнить это мероприятие сразу после покупки материала.
Процесс подготовки системы к укладке кровельного покрытия
Освещение пространства
Устройство мансарды предполагает два способа освещения:
Ломаная крыша своими руками усложняет установку мансардных окон, поскольку чаще всего роль стен помещения выполняют стойки.
В этом случае пространство ограничено обшивкой по стойкам и схваткам. Для установки мансардных окон места не остается. В этом случае предусматривают окна во фронтонах и слуховые. Слуховое окно простейшей конструкции — «скворечник». Имеет стенки и скаты, опирающиеся на них.
Если не планируется обшивать пространство по стойкам, то можно установить мансардные окна. Они позволят придать помещению особый уют.
Грамотный монтаж элементов позволит получить надежную защиту внутренних помещений на долгое время.
Конструкция ломанной крыши не так сложна, как может показаться на первый взгляд. Мы расскажем, как построить ломаную крышу своими руками.
Источник: domzastroika.ru
Как самостоятельно построить ломаную крышу?
Использование мансарды вместо полноценного второго этажа позволяет рационально использовать доступное пространство и заметно расширить жилую площадь. Вариантов мансард существует множество; самый популярный из них — это ломаная крыша, являющаяся не только эстетически привлекательной, но и финансово выгодной. При желании построить такую мансарду можно своими руками.
Из каких частей состоит ломаная мансарда?
Первый этап строительства крыши — это проектирование и расчет; независимо от того, заказывается ли проект в специальной организации или планируется сделать чертеж конструкции самостоятельно, в первую очередь необходимо разобраться в том, из каких основных частей состоит ломаная мансарда.
В сущности, ломаная крыша — это жилой чердак, достаточно хорошо утепленный и защищенный от влаги и шума, чтобы в нем было комфортно обитать. Поэтому и по конструкции она незначительно отличается от обыкновенной двускатной крыши.
- вертикальные стойки ;
- затяжки — горизонтальные балки;
- стропила — ребра жесткости, являющиеся скелетом всей конструкции;
- подкосы — диагональные балки, поддерживающие стропила;
- мауэрлат — деревянные балки со специальным крепежом, соединяющие конструкцию со стенами дома;
- коньковый прогон — совокупность верхних элементов стропильной системы;
- бабки — крепления, обеспечивающие жесткость висячих стропил;
- схватки — горизонтальные распорки, снимающие часть нагрузки со стропил;
- обрешетка — каркас для крепления кровельного материала и изоляции;
- кровля — может делаться из керамочерепицы, разных видов шифера, профлиста и множества других материалов;
- тепло-, гидро- и шумоизоляция.
Таким образом, вся конструкция состоит из набора прямоугольных треугольников; между собой их соединяют деревянными балками. Все описанные элементы легко найти на чертеже ломаной мансарды.
Технические требования к ломаной крыше
К ломаным крышам предъявляются следующие требования:
- высота стен мансарды должна превышать 2,2 м;
- должна быть обеспечена хорошая вентиляция, чтобы влага не конденсировалась под кровлей;
- кровельный материал должен иметь небольшую массу;
- в конструкции должны быть предусмотрены меры против воздействия дополнительной нагрузки на стропильную систему — то есть, элементы крыши должны выдерживать не только собственную массу, но и, например, снег;
- мансарда теряет тепло быстрее, чем нижние этажи, поэтому теплоизоляции должно быть уделено особое внимание;
- для обеспечения пожарной безопасности все деревянные балки и элементы обрешетки следует обработать антипиренами.
Разновидности стропильных систем
Устройство ломаной крыши очень простое — скат ее как бы разламывается на нижнюю и верхнюю части, каждая из которых устанавливается под своим углом. Чаще всего их монтируют под углом 60–70°, и 15–30° соответственно.
На основании конструктивных особенностей мансарды можно выделить такие виды мансардных ломаных крыш.
- Используется два вида стропил: висячие и наслонные. Балки перекрытия мансарды устанавливаются, немного не доходя до краев стен нижнего этажа. Нижний скат делается из наслонных стропил, которые крепятся к стенам дома при помощи мауэрлата. Из стоек делается каркас стен мансарды. Такие треугольники устанавливаются вдоль стен и связываются схватками. Сверху к ним присоединяются треугольники из висячих стропил, опирающихся на затяжку.
- Чтобы увеличить площадь помещения, нижние края стропил можно вывести за пределы дома. В таком случае крепиться они будут не к мауэрлату, а к перекрытию, которое, в свою очередь, удерживается на внешних стенах дома при помощи мауэрлата. Стропила обязательно поддерживаются подкосами. Стойки углубляются в балки перекрытия не более чем на треть их толщины.
- Эта стропильная система ломаной крыши отличается тем, что верхние треугольники делаются из наслонных, а не висячих стропил. Затяжки при этом являются опорами для стоек верхних треугольников.
Расчет ломаной крыши
Перед началом работы предстоит провести два расчета:
- определение количества необходимого стройматериала;
- вычисление несущей способности конструкции.
Определить, сколько нужно материала, очень просто из-за несложной геометрии ломаной крыши. С несущей способностью разобраться не так просто. Для ее расчета необходимо учесть:
- массу кровли;
- примерную массу снега;
- массу обрешетки;
- массу паро-, гидро- и теплоизоляционных материалов;
- размеры крыши;
- углы установки скатов;
- шаг установки элементов стропильной системы и кровельной обрешетки;
- дополнительная нагрузка: масса людей и оборудования, окон, вентиляции и т. д.
На основании этих данных и при помощи специальных программ делается расчет несущей способности. В зависимости от того, какая несущая способность требуется, выбирается площадь сечения используемого в строительстве деревянного бруса. Если что-то не устраивает, проект можно подкорректировать, изменив стропильную систему, выбрав другой кровельный материал, разместив стропила пореже.
В большинстве программ конструкция ломаной крыши может быть визуализирована — на 3D модели сразу будет видно, как изменения повлияют на внешний вид мансарды.
Какие материалы нужно подготовить?
После разработки проекта будет понятно, брус с каким сечением следует использовать, какой кровельный материал лучше выбрать, какой должна быть обрешетка кровли. Придется приобрести большое разнообразие пиломатериалов: брус для формирования мауэрлата, обрезные доски для стропильной системы, доски для обрешетки. Их нужно правильно подобрать, чтобы конструкция получилась долговечной и надежной.
Советы по выбору пиломатериалов:
- лучше всего для строительства мансарды подходят хвойные породы дерева — сосна, ель — они достаточно прочные и жесткие, чтобы выдержать всю нагрузку;
- древесина должна быть хорошо просушена — влажность ее не должна превышать 20%;
- материал должен быть без сучков, трещин, следов биологического поражения и других дефектов.
Перед монтажом все деревянные элементы ломаной крыши обрабатываются антипиренами и антисептическими средствами, а также пропитками от гниения. Такую обработку следует периодически повторять, чтобы не пришлось заменять несущие элементы конструкции.
Кроме основного материала, нужно запастись металлическим крепежом для соединения стропил с мауэрлатом и между собой, изоляционными и кровельными материалами.
Монтаж крыши
Монтаж мауэрлата
Строительство ломаной крыши начинается с установки мауэрлата, к которому будут крепиться концы стропил. Нюансы этого этапа разнятся в зависимости от материала, из которого построен нижний этаж — если стены его каменные, в них заранее нужно пробить отверстия для анкеров и установить крепеж. Шаг между анкерами не должен превышать 2 м.
На поверхность стены укладывается гидроизоляционный материал. Затем брус размечается, в точках установки крепежа просверливаются отверстия. Мауэрлат надевается на анкера и плотно притягивается гайками.
Монтаж балок перекрытия
- сначала ставятся крайние балки с торцов здания;
- между ними натягиваются бечевки для указания плоскости;
- устанавливаются промежуточные балки.
Монтаж стоек
Стойки нужно выставлять строго вертикально. Принцип работы такой же, как в случае с балками перекрытия — сначала монтируются крайние стойки, затем промежуточные в одной плоскости. Шаг между элементами конструкции не должен превышать 2 м. Фиксируются стойки временными распорками. Высота балок — на 10 см больше планируемой высоты потолков.
Между стойками устанавливаются прогоны из обрезной доски. В итоге должен получиться готовый каркас для внутренних стен мансарды.
Установка затяжек
Поперечные балки соединяются не со стойками, а с прогонами, при помощи металлических кровельных уголков. Если ширина помещения большая, под каждой затяжкой стоит установить временные распорки, чтобы при хождении по ним при строительстве верхних откосов балки не сломались и не прогнулись.
Установка стропил
Сначала монтируются нижние стропила. Ставят их в следующем порядке:
- намечаются точки монтажа на мауэрлате — шаг между ними должен равняться 1–1,2 м;
- на стропильных ногах выпиливаются места крепления по шаблону;
- сначала крепятся крайние стропилины, затем, как и раньше, по бечевке — промежуточные;
- в соответствии с чертежом устанавливаются подкосы.
Верхние стропила ставятся так же — по шаблону. Крепятся они к затяжкам и соединяются между собой; продольное соединение коньковой балкой требуется, только если длина мансарды превышает 10 м. В ином случае можно обойтись подкосами, с которыми конструкция ломаной мансардной крыши будет достаточно жесткой.
Последние этапы работы — обшивка фронтонов и крепление обрешетки для кровли. Во фронтонах следует оставить оконные проемы (не менее 1/8 общей площади внешних стен мансарды).
Изоляция конструкции
На готовый каркас останется только уложить кровельный пирог. Первый его слой — это пароизоляция, которая не дает влаге проникнуть в утеплитель. На парозащитную мембрану укладывается теплоизоляционный материал — рекомендуется использовать каменные базальтовые плиты. Укладывают их в несколько слоев со сдвигом стыков, что защитит от возникновения мостиков холода. Размер плит должен быть на несколько см больше шага между балками контробрешетки. Чтобы утеплитель не проседал и не терял своих эксплуатационных характеристик, плотность его должна быть не менее 35 кг/м 3 .
Сверху утеплитель накрывается гидрозащитной мембраной, которая пропускает пар, но не дает жидкой влаге проникать внутрь помещения. Поверх гидроизоляционного слоя укладывается кровля — особенности ее монтажа зависят от выбранного материала.
После монтажа кровли останутся только финишные штрихи — установка водоотливов, декоративная отделка. Внутри отделочный материал также прикрепляется к обрешетке поверх теплоизоляции. Ломаная крыша построена. Как видно, сделать это вполне возможно своими руками — только проектирование и расчет, вероятно, придется доверить профессионалам.
Первый этап строительства ломаной крыши — это проектирование и расчет… В сущности, ломаная крыша — это жилой чердак, хорошо утепленный и защищенный от…
Источник: besedkibest.ru
Конструктивные особенности и расчет ломаной крыши
При определенной сложности возведения ломаной крыши, она является наиболее распространенной среди частных застройщиков. Конструкция ломаной крыши позволяет обустроить чердачное помещение, пригодное для проживания в любое время года.
Особенности устройства ломаной крыши
Ломаная крыша представляет собой обычную двухскатную крышу, каждый скат которой имеет определенный излом. За счет этого излома, количество скатов увеличивается и крышу можно называть четырехскатной. Такая конструкция позволяет выгодно обыграть и увеличить площадь чердачного пространства, которое можно оборудовать под мансарду.
Устройство ломаной крыши характеризуется обязательным наличием верхних и нижних стропил. Нижние стропила, обычно, располагают под более крутым углом, чем верхние стропила. Такое расположение стропил, позволяет добиться минимально необходимой высоты потолков в мансардном помещении. Нижние стропила, чаще всего, устанавливают под углом больше или равным 60°. Верхние стропила устанавливают, примерно, под углом 30°.
Кроме того, если нижние стропила имеют угол больше 60°, то в расчетах стропильной системы, значением снеговой нагрузки пренебрегают ввиду ее отсутствия!
При строительстве ломаной крыши, наиболее рациональная ширина составляет 5-6 метров. Такое значение, позволяет обустроить мансарду без использования сложных, дополнительных конструкций. Несмотря на кажущуюся громоздкость и сложность конструкции, такую крышу, вполне возможно, соорудить собственноручно. Достаточно обладать определенными навыками и знаниями.
В конструкции ломаной крыши, кроме самих стропил, предусматривают наличие стоек, затяжек, подкосов, подвесок и т.п. Размер сечения этих элементов становится известным при расчете стропильной системы ломаной крыши.
Основы расчета площади и стропильной системы ломаной крыши
Расчет конструкции ломаной крыши можно условно разбить на следующие этапы:
- расчет площади кровельного покрытия;
- расчет несущей способности элементов стропильной системы.
Перед тем как рассчитать площадь ломаной крыши, необходимо измерить ширину и длину каждого ската крыши. Путем простого умножения длины на ширину, мы получим искомую площадь ската крыши. Суммируя площади всех скатов, находят общую площадь всей крыши. Зная типовые размеры кровельного покрытия, величину его свеса и нахлеста, можно с легкостью посчитать необходимое количество материала. А вот для расчета несущей способности стропил, придется воспользоваться приведенной методикой ниже.
Перед тем как рассчитать ломаную крышу, необходимо скачать файл Расчет стропильной системы [648,09 Kb] (cкачиваний: 3141) . Карты ветровых и снеговых нагрузок, которые понадобятся при расчете, также находятся в этом файле.
В качестве примера, возьмем коробку дома с размерами 10×10 м. Высота коробки 3 м. Высота крыши от балок перекрытия до конька составляет 4,93 м. Воспользуемся приблизительной схемой с пропорциями.
При использовании таких пропорций, углы нижних и верхних скатов, составляют около 60° и 30° соответственно. Если угол наклона нижнего ската примерно равен или больше 60°, то снеговая нагрузка отсутствует и не учитывается при расчете сечения нижних стропил. Здесь высота размещения излома принята равной 3.1 м. Такая величина высоты позволяет, в конечном итоге, получить высоту чистового мансардного потолка в районе 2.5 м, с учетом его возможной отделки гипсокартонном. Вынос балок перекрытия составляет в среднем 400-500 мм и зависит от пожелания застройщика. В нашем примере возьмем величину выноса равным 500 мм.
Процедуру расчета для удобства понимания разделим на следующие этапы:
Необходимо определить ветровую нагрузку, воздействующую на крышу. Воспользуемся картой ветровых нагрузок, которую можно скачать из файла выше.
По карте необходимо выбрать номер региона, в котором будет строиться дом, и определить значение ветрового давления по легенде, расположенной внизу слева.
Выбранное значение ветрового давления, необходимо умножить на поправочный коэффициент k, который зависит от высоты здания и от типа местности.
Здесь необходимо учитывать, что дом может располагаться на городской территории, но построен возле моря или озера. В таком случае принимают значение из столбика «А».
Допустим, что мы строим дом в Тюмени. Она расположена в первом ветровом регионе. Высота дома составляет 7,93 метра и, предположим, что он будет строиться в населенном пункте. Выбираем поправочный коэффициент k равный 0,65. Для нашего примера ветровая нагрузка составит: 24×0,65=15,6 кг/м 2 .
Находим снеговую нагрузку, действующую на крышу. Теперь воспользуемся картой снеговых нагрузок.
Определяем регион, в котором будет строиться дом и из таблицы ниже, выписываем снеговую нагрузку, которая соответствует этому региону.
Если город расположен на границе регионов, то необходимо выбирать большее значение. Полученное значение снеговой нагрузки, корректируют с помощью поправочного коэффициента, который зависит от угла наклона скатов крыши. Мы этого делать не будем, так как программа все сделает самостоятельно.
В нашем примере дом строится в Тюмени – это третий снеговой регион, поэтому принимаем нагрузку 180 кг/м 2 .
Далее необходимо открыть, скачанный файл «Расчет стропильной системы». Расчетная программа представляет собой таблицу, выполненную в Excel. После ее запуска мы попадаем на вкладку «Нагрузки». Здесь нам необходимо внести некоторые изменения в ячейки, залитые небесным цветом. Расчет происходит автоматически.
Начинаем вводить наши данные в таблицу. Проделывать мы это будем два раза, так как нижний и верхний скат крыши имеют различные углы наклонов и различные снеговые нагрузки.
- В таблице «Исходные данные» вводим угол наклона (в нашем примере это будут углы 30° и 60°);
- Изменяем шаг стропил. Для нашего примера, шаг стропил примем равным 0,6 метра;
- В строку «Нагр. кровли» записывают собственный вес кровельного покрытия. Его значения выбирают из таблицы:
Для нашего примера возьмем металлочерепицу. Вес составляет 5 кг/м 2 .
- В строку «Снег (район)» необходимо вписать сумму ветровых и снеговых нагрузок. Для расчета обрешетки нижнего ската крыши, снеговую нагрузку учитывать не будем, так как угол наклона составляет 60°. Значит, запишем только ветровую нагрузку равную 15,6 кг/м 2 . А для расчета верхнего ската, угол которого составляет 30°, учитываем снеговую нагрузку. То есть 15,6+180=195,6 кг/м 2 ;
- Строку «Утепление (манс.)» оставляем без изменений, так как у нас теплоизоляционный материал будет проложен между стропил. В случае обустройства холодного чердака – принимаем данное значение равное нулю;
- В таблицу «Обрешетка» записываем размеры и шаг обрешетки. В нашем случае обрешетка выполняется под металлочерепицу с шагом равным 0,35 м. Ширину возьмем 10 см, а высоту 2,5 см.
Нагрузки от веса обрешетки и стропил программа считает автоматически.
Вот что у нас получилось для нижнего ската крыши:
Теперь вводим данные для верхнего ската крыши и видим следующий результат:
В двух вариантах нам отобразилась надпись «Несущая способность обрешетки обеспечена!». Это значит, что размеры и шаг обрешетки выбраны правильно. Больше в этой таблице мы ничего не трогаем и не изменяем. Если, к примеру, увеличить шаг стропил, то несущая способность обрешетки может уже не обеспечиваться. В таком случае, подбирают бо´льшие размеры обрешетки или уменьшают ее шаг.
Переходим на вкладку «Строп.1», в которой рассчитывают сечение стропил с двумя точками опоры.
- Здесь нам необходимо, на схеме стропила, изменить длину горизонтальной проекции балки нижнего ската (ячейка залита небесным цветом). В нашем случае длина составит 1.83 м;
- В таблице «Расчет стропил» значение в ячейке «В заданное» необходимо заменить на выбранное нами. Принимаем его равным 5 см. Эта величина всегда должна быть больше указанной «Втр (устойч.)»;
- Далее в строку «Н (по сорт-ту)» необходимо добавить в сантиметрах ширину стропила. Эта величина всегда должна быть больше значений величин в строках «Нтр (прочн.)» и «Нтр (прогиб)». Если это условие соблюдается, то увидим три надписи «Условие выполнено!». В строке «Н (по сорт-ту)» находится значение, которое предлагает нам программа. Выбираем это значение или ближайшее наибольшее, которое доступно на рынке строительных материалов.
Вот что у нас получилось:
Для того чтобы соблюдались условия прочности, балки нижнего ската должны иметь сечение 5×10 см. Выписываем значение вертикальной силы (понадобится для дальнейших расчетов). Оно расположено возле вертикальной красной стрелки. Обозначим ее Q1 и запишем ее значение Q1=174.52 кг.
Переходим во вкладку «Арка», на которой будем подбирать сечение для верхних балок. Здесь необходимо указать высоту h0, которая в нашем примере составляет 11÷6=1.83 м. Угол наклона для верхних стропил изменился и мы вводим теперь 30°. Длина L является длиной горизонтальной проекции верхних балок. Ее величина составляет 7.34 м. Теперь, по аналогии со стропилами нижнего ската, указываем ширину балок 5 см, а высоту берем равной или больше по сравнению со строкой «Н (по сорт-ту)». Для нашего случая подойдут балки сечением 5×20 см.
Также необходимо выписать значение вертикальной реакции. Она обозначена красной стрелкой вверх. Для нашего случая Q=699.98 кг.
На вкладке «Стойка» необходимо изменить данные для значений вертикальной нагрузки, изгибающего момента и высоты стойки.
- Чтобы узнать, какая сосредоточенная вертикальная нагрузка передается на балки через стойки, просуммируем ранее выписанные силы Q и Q1. N=Q+Q1=699.98+174.52=874.5 кг. В ячейку «N» необходимо записать данное значение в тоннах, то есть 0.8745 т., при этом округление произойдет автоматически;
- Высоту стойки вводим в ячейку «L». Для нашего примера – это 317 см;
- Вводим размеры нашего сечения 5×10 см и видим, что условие не выполняется. Значит, сечение необходимо увеличить, и выбираем 5×15 см. Теперь видим надписи «Центральное обеспечено!» и «Внецентр. обеспечено!». Все подобрано правильно.
На вкладке «Балка» подберем сечение для балок перекрытия от распределенных и сосредоточенных нагрузок. В нашем случае балка перекрывает два пролета одинаковой ширины по 5 м. Для расчета сечений затяжек (ригелей) также воспользуемся этой вкладкой.
- В таблице «Распределенная нагрузка» меняем значение шага стропил и пролета балок соответственно на 0.6 м и 5 м;
- Изменяем значения «Нагр. (норм.)»=350 кг/м 2 и «Нагр. (расч.)»=450 кг/м 2 . Величина этих нагрузок усредненная, и взята по СНиПу с хорошим запасом прочности. В них учитывается собственный вес перекрытий и эксплуатационная нагрузка (мебель, люди и т.п.);
- Для расчета сечений затяжек (ригелей) принимаем значения для этих нагрузок «Нагр. (норм.)» и «Нагр. (расч.)» равным 150 кг/м 2 , ввиду отсутствия на них эксплуатационных нагрузок;
- В строчку «В (заданная)» записываем нашу ширину сечения балок – 10 см;
- В строках «Н (прочность)» и «Н (прогиб)» выбираем большее значение сечения;
- Далее вводим данные в таблицы «Сосредоточенная нагрузка» и «Распредел. +сосредоточ.». В обе таблицы необходимо внести значения нашего пролета – 5 м;
- В таблицу «Сосредоточенная нагрузка» для «Нагр. (норм.)» и «Нагр. (расч.)» записываем значение нагрузки на стойку N=874.5 кг/м 2 ;
- В обе таблицы в строку «В (заданная)» запишем нашу ширину сечения балки – 10 см;
- Из таблицы «Распредел. +сосредоточ.» выбираем высоту сечения балки, ориентируясь на большее значение. Для нашей крыши балки перекрытия будут иметь размер 10×30 см;
- Чтобы рассчитать сечение балок для затяжек, в таблице «Распределенная нагрузка», изменим значение в ячейке «В (заданная)» на 5 см. Выбираем подходящую высоту для балки. Из рисунка видно, что размеры сечения затяжных балок будут составлять 5×20 см.
На этом расчет стропильной системы ломаной крыши закончен.
Как видно, возведение и расчет ломаной крыши – достаточно хлопотный процесс, который с лихвой компенсируется преимуществом расширения жилого пространства.
Конструкция и устройство ломаной крыши. Как рассчитать площадь ломаной крыши и несущую способность стропильной системы
Источник: vseokrovle.com
Возведение стропильной системы ломаной мансардной крыши
Ломаные, или мансардные, крыши отличаются достаточно сложной конструкцией, но тем не менее пользуются большой популярностью у домовладельцев. Основная причина, из-за которой возводят такие кровли – максимальное использование подкровельного пространства. Вместительное чердачное помещение и оригинальный внешний вид – безусловные преимущества, которыми стоит воспользоваться.
Материал для стропильной системы
Главная составляющая каркаса кровли – древесина. Для устройства стропильной системы обычно используют хвойные породы дерева, с небольшим количеством дефектов. Сосна, ель, пихта – лучшие варианты. Лиственница оптимально подходит для устройства лежней и мауэрлатов.
Древесина должна быть сухой (но не пересушенной), хорошо обработанной и ровной (для монтажа стропильной системы – это важное условие). Вам понадобится несколько кубометров строевого леса.
Толстый квадратный или прямоугольный брус, сечением не менее 20 см, используется как мауэрлат. Лежни тоже можно сделать из бруса, но пойдёт и ошкуренный лафет. Стропильные ноги выполняются из прямоугольного бруса толщиной от 50 до 100 мм и высотой от 150 мм. Обрешётку, в зависимости от выбранного вами покрытия, можно сделать из обрезной доски (толщиной не менее дюйма) или из брусков 40х40 (40х60) мм.
Также вам понадобятся разнообразные метизы – кронштейны, скобы, шпильки, гвозди и саморезы. Количество крепежа зависит от размеров каркаса.
И, конечно, необходимо будет приобрести начинку для «кровельного пирога» – паро— и гидроизоляционные материалы, утеплитель.
Устройство и основные узлы стропильной системы
Ломаные крыши могут быть и односкатными, и четырёхскатными, но самый распространённым типом является двускатная ломаная крыша. Стропильная система такой кровли (как, собственно, и всех других) состоит из следующих элементов:
- Стропило (или стропильные ноги). Основной элемент каркаса, определяющий жёсткость и прочность конструкции, а также угол наклона скатов.
- Прогон. Опорный элемент, соединяющий стропила.
- Мауэрлат. Своеобразный фундамент стропильной системы, который равномерно распределяет нагрузку на стены здания. На него устанавливаются стропила.
- Обрешётка. Основа для финишного кровельного материала, значительно усиливающая и укрепляющая каркас.
- Конёк. Верхний стык двух скатов, место их соединения.
- Подкосы и стойки. Распорные элементы, предназначенные для укрепления стропил. Крепятся к лежню.
- Лежень. Массивный брус, опирающийся на фронтальные стены и перекрытие. Укладывается параллельно коньку и служит дополнительной опорой для системы стропил.
- Затяжка. Соединительный элемент, который фиксирует стропильные ноги.
- Свес крыши – нижняя часть ската, выступающая за стены. Устроена для того, чтобы осадки не попадали на стены.
- Кобылки. Дополнительные отрезки бруса, удлиняющие стропильные ноги, если их недостаточно для устройства свеса нужного размера.
Устройство конструкции стропильной системы
Стропильная система и балки
В конструкцию мансардной крыши входят два виды стропил: наслонные и висячие.
Наслонные стропила, это стропила нижнего ската крыши. Они устанавливаются под острым углом (от 60 градусов), нижняя их часть прочно фиксируется на мауэрлате, а верхняя – на центральном прогоне (или на вертикальных стойках). Для усиления конструкции в верхней части монтируется перемычка (ригель) расположенная параллельно к прогону и соединяющая стропила между собой.
Верхний скат более пологий, его формируют висячие стропила, нижняя часть которых лежит на центральном прогоне, а верхняя – соединяется на коньке.
В случае если нижний скат очень крутой, стропила крепят к балкам перекрытия, которые в этом случае устанавливают с 40-50 см выпуском за несущие стены. При такой системе тоже можно установить мауэрлат, но не на стенах, а на краю балок перекрытия.
Расчёт кровельного материала
Начинать все расчёты необходимо с вычисления общей площади крыши. Конструкция довольно простая и сделать это будет несложно. Затем стоит посчитать отдельно площадь каждого ската, и площади разноуровневых участков – это даст возможность (если вы уже определились с выбором кровельного материала и знаете его рабочие размеры) посчитать количество отходов.
Чтобы подсчитать количество изоляционных материалов и утеплителя, нужно площадь крыши разделить на площадь упаковки изоляции и утеплителя.
Расчёт крепежа довольно кропотливое занятие, следует помнить:
- На один кв. м. металлочерепицы необходимо 8 саморезов
- На один кв. м. рулонной изоляции нужно 4 скобы для степлера.
- 6 гвоздей или саморезов уходит на кв. м. обрешётки и контробрешётки.
Количество скоб, кронштейнов и резьбовых соединений зависит от количества стропильных ног и конструкции стропильной системы.
Расчёт самой стропильной системы лучше доверить специалистам, надо учитывать много факторов – удельный вес пиломатериалов, количество осадков, угол наклона скатов, общую нагрузку на несущие стены и т. д.
Естественно, что вам придётся решить, каким материалом обшивать мансарду и подсчитать его количество.
Устройство ломаной двускатной крыши
Устройство стропильной системы мансарды
Инструмент, необходимый для работы:
- Комплект плотницкого инструмента (молоток, пила ручная, топор, стамеска).
- Отвес и строительный уровень.
- Маркер или карандаш.
- Металлический угольник.
- Рулетка механическая.
- Шнур.
- Электрическая дрель и свёрла.
- Шуруповёрт с насадками.
- Степлер.
- Малярный нож.
- Гаечные ключи.
- Электро- или бензопила (как вариант ручная электрическая циркулярная пила).
Перед тем как приступить непосредственно к монтажу, нужно в обязательном порядке выполнить рабочий чертёж кровли, подробный, со всеми размерами.
Общая схема строительства и возведения ломаной крыши
Если необходимо, устанавливают мауэрлат по всему периметру стен. Дома, построенные из дерева, уже имеют мауэрлат – это верхний венец. В кирпичных или блочных зданиях в верхние ряды кладки заранее монтируют шпильки или анкера к которым крепится брус.
Укладывают его заподлицо с внутренней стороной стены, под мауэрлат в обязательном порядке нужно положить гидроизоляцию – гидроизол или обычный рубероид. Размечать крепёжные отверстия можно прямо на месте. В идеале этот элемент кровли должен лежать горизонтально («по уровню»).
Крепление стропил к мауэрлату
Балки перекрытия, в зависимости от конструкции, можно укладывать в проёмы, оставляемые в кладке до монтажа мауэрлата, а можно крепить на мауэрлат. Расстояние между ними, в зависимости от их толщины и размеров крыши, варьируется от 50 до 100 см. Нижняя (потолочная) сторона балок выравнивается идеально с помощью натянутого между крайними балками шнура. Поверх балок делается сплошной настил из досок.
Затем укладывают лежни (если это предусмотрено конструктивно) под центральные прогоны, параллельно опорным стенам и крепят их.
Следующий этап монтажа – установка стоек. Брус отрезают по размеру, указанному в чертежах. Стоечный брус обычно имеет сечение 100х150 мм. Стойки выравнивают по вертикали с помощью уровня или отвеса и временно фиксируют укосинами. Нижняя часть стойки устанавливается на лежень в отмеченных местах или крепится к балкам перекрытия (на каждую балку). В итоге получается два параллельных ряда стоек одинаковой высоты.
На стойки монтируются центральные прогоны, закрепляются с помощью металлических уголков или гвоздей. Сверху прогонов устанавливают ригеля 50х200 см, вниз узкой стороной. Ригеля между собой прихватывают досками в двух-трёх местах, это временные крепёжные элементы, для получения жёсткой конструкции. По сути, получается контур будущей мансарды – стойки будут основой её стен.
После того как стропильная система будет собрана, стойки дополнительно крепятся подкосами.
Дальнейший монтаж можно осуществлять двумя способами:
- Один из них – собрать на земле верхние стропильные фермы и установить их на прогоны поочерёдно. Такой способ требует большой точности и профессиональных навыков.
- Проще начинать устанавливать стропила непосредственно на крыше.
В первую очередь устанавливают наслонные нижние стропила, временно их закрепляют, выравнивают и крепят основательно. На нижней части стропильных ног делают врезку, чтобы стропило упиралось в мауэрлат или подрезают её под нужным углом и стыкуют с балками перекрытия. Жёстко фиксируют стропила кронштейнами и скобами.
Для монтажа верхних висячих стропил нужно определить центр крыши. На фронтальные мауэрлаты ставят временные стойки, между ними закрепляют доску (временный верхний прогон) и вырезают шаблон.
Убедившись, что он везде подходит, по нему вырезают стропила. Устанавливают на прогоны крайние стропильные фермы и крепят их. По натянутому шнуру выставляют остальные стропила. Затем всю стропильную систему основательно крепят и приступают к обустройству каркаса мансардных окон (если они запланированы). Затем можно приступать к устройству «кровельного пирога» и обрешётки.
Подробнее о технологии установки стропил для ломаной крыши узнаете из видео.
Кровельный пирог
Структура крыши с утеплением.
Кровельный пирог состоит из пароизоляционного слоя, вентиляционных зазоров, утеплителя, гидроизоляционного слоя, обрешётки, контробрешётки и кровельного покрытия.
На внутреннюю сторону стропил расстилают и крепят пароизоляционный материал. Нахлёст составляет около 15 см, стыки проклеиваются. Затем между стропилами плотно укладывают утеплитель, при необходимости в два слоя. Между утеплителем и пароизоляцией должно оставаться свободное пространство для циркуляции воздуха, не менее 40 мм.
Такой же зазор следует оставлять и между утеплителем и гидроизоляционным слоем, который настилается на наружную сторону стропил, с нахлёстом, и фиксируется степлером.
Затем на каждое стропило прибивается деревянная рейка – контробрешётка. На неё, перпендикулярно к стропилам, крепится обрешётка. Она служит основанием для финишного кровельного покрытия.
Мансардные окна
Устройство утеплённой мансарды – это практически второй этаж вашего дома. Если вы будете ее активно эксплуатировать, вам необходимо установить окна хотя бы на фронтоны, чтобы обеспечить естественное освещение днём.
Встроенное в кровлю окно – хорошее дизайнерское решение, правда оно требует устройства дополнительного каркаса, но зато придаёт кровле эффектный внешний вид. К тому же это естественный вентиляционный выход. На рынке кровельных материалов существует большой выбор подобных изделий, найти подходящее окно не составит труда.
Ломаная двускатная крыша – самый эффективный способ получить максимум полезной площади. Соблюдая технологию монтажа, вы своими руками можете создать ещё один жилой этаж. Ещё одним преимуществом этого типа кровель является возможность сделать ваш дом теплее.
Конструктивные особенности стропильной системы мансардной крыши. Расчёт материала, устройство “кровельного пирога” и инструкция по монтажу.
Источник: netosadkam.ru
Станьте первым!