Как сделать двухскатную ломаную крышу
Двухскатная ломаная крыша: особенности конструкции и строительства
Каждый разумный домовладелец хочет обустроить своими руками комфортное, удобное жилище, но при этом рационально распорядиться семейным бюджетом. Для этого необходимо вдумчиво подходить к выбору каждого строительного решения, оценивая эффективность, сравнивая с альтернативными вариантами. Все чаще при строительстве домов эконом-класса застройщиками используется двухскатной ломаная крыша, которая служит прекрасной защитой от непогоды, великолепно справляется с повышенной нагрузкой при выпадении снежного покрова, дает возможность обустройства просторного мансардного помещения пригодного для жилья.
Преимущества конструкции
Двухскатная ломаная крыша в отличии от традиционной треугольной своей формой напоминает не треугольник, а пятиугольник. Пятиугольную форму имеет фигура, образованная скатами кровли и карнизом. ломаной такую конструкцию принято называть из-за того, что линия скатов не прямая, а с изгибом, образующим ребро. Условно в строении можно выделить две части: первая, верхняя с более пологими скатами, составляющими 20-300, имеющая форму треугольника, а вторая — нижняя, напоминающая трапецию, боковины которой располагаются под углом 50-600. Таким образом, ломаная конструкция позволяет снегу свободно соскальзывать, не дает проникать дождевой воде внутрь чердачного помещения.
Чаще всего двухскатная ломаная крыша используется, если есть необходимость использовать мансарду в качестве жилого помещения. Ведь геометрия скатов позволяет максимально эффективно распорядиться имеющейся площадью, своими руками оборудовать высокий горизонтальный потолок, вентилируемый чердак, боковые отсеки для сезонного хранения вещей.
Опытные строители не упускают возможность монтажа мансардных окон прямо в скатах крыши. Ведь если грамотно рассчитать расположение, ломаная мансардная крыша будет естественно освещена в течении всего светового дня, а это значительно сократит расходы на электроэнергию. Кроме того, ломаная крыша отлично смотрится с просторным балконом, что немаловажно для домов с маленькой площадью.
Этапы строительства
Составление проекта, необходимые расчеты
Так как двускатная ломаная кровля считается довольно сложной, для строительства используются инженерные расчеты, которые можно произвести своими руками или при помощи специальной компьютерной программы. Расчет включает в себя определение следующих параметров:
Конструкция стропильной системы
Стропильная система ломаной крыши на первый взгляд довольно сложна. Кажется, что сборка под силу лишь профессиональной бригаде, однако с этой задачей могут справится своими руками три человека, имеющие базовые начальные навыки работы с деревом. Несомненным плюсом является то, что для этого не требуется ни сложная техника, ни специальный инструмент. Система стропил для обустройства пятиугольной мансардной кровли относится к комбинированному типу, она сочетает некоторое элементы от наслонной, а некоторые от висячей. Ломаная крыша, а точнее ее стропильная система, состоит:
Не смотря на кажущуюся сложность, такая стропильная система достаточно просто монтируется своими руками, так как сборка ферм осуществляется на земле, на верх поднимаются уже готовые конструкции, которые нужно только закрепить.
Используемые материалы, необходимые инструменты
Все материалы, которые могут понадобится в строительстве ломаной кровли своими руками достаточно доступны по цене. Однако, требуется их относительно большое количество, поэтому такая крыша считается более дорогостоящей, чем, к примеру, простая двухскатная. Для нее требуется:
Хотя считается, что специального инструмента для монтажа такой кровли не нужно, все хорошо, если вы располагаете качественным шуроповертом, болгаркой, дрелью. Они сделают рабочий процесс более быстрым, простым. А владельцы электрический рубанков могут с его помощью сэкономить: купить неоструганные пиломатериалы, обработать их самостоятельно. Так как кровля изготавливается большей частью из древесины, а она подвержена воздействию влаги, обязательна обработка всех ее частей антисептическим составом.
Утепление и организация освещения
Так как предполагается использование мансардного помещения как жилого, ломаную кровлю необходимо утеплить. Термоизолировать нужно не только фронтоны, но также непосредственно скаты. Термоизоляция скатов сослужи вам двойную службу: не только предотвратит уход тепла в холодное время года, но и предотвратит от чрезмерного перегрева от крыши в жаркое. Фронтоны чаще всего утепляют минеральной ватой снаружи или изнутри помещения, для скатов же обычно используют самый обычный пенопласт. Качественно выполненное утепление сэкономит хозяевам немалые средства, которые они тратили бы на отопление.
Помещение, в котором отсутствует естественное освещение, нельзя использовать для проживания. Поэтому следует предусмотреть установку окон, которые могут располагаться или на щипцовой стене, или на скате кровли.
Если выбор пал на мансардные окна, то они должны быть специальными, изготовленными с учетом места их установки: их рама должна быть усилена, предусмотрена дополнительная гидроизоляция, специальных механизм открывания, пленка, защищающая от загрязнений, пыли. Площадь окон может занимать до 1/8 общей площади кровли. Стоимость их довольно высока, поэтому если возможности таких значительных вложений нет, лучше остановится на оборудовании обычных большого размера на обоих фронтонах своими руками.
Двухскатная ломаная кровля при использовании качественных строительных материалов, при соблюдении технологии монтажа своими руками прослужит вам не один десяток лет, поэтому жалеть об этом капиталовложении вам не придется!
Видео-инструкция
Стропильная система ломаной крыши: нюансы расчетов и проектирования + примеры строительства
Популярность ломаных крыш обусловлена экономичностью строительства и возможностью рационально применить чердачное пространство. Именно они используются для организации утепленных и неутепленных мансард. Технология сооружения кровельных конструкций с переменным углом наклона скатов отличается от традиционной двухскатной схемы.
Потому желающим обзавестись мансардным этажом и успешно проявить себя на поприще кровельщика необходимо знать, как устроена стропильная система ломаной крыши и каким образом вычисляются размеры материалов для ее сооружения.
Содержание
Расчет ломанной стропильной системы
Самый яркий и выразительный представитель класса ломаных крыш – пятиугольная конструкция с явной разницей в углах наклона скатов. Даже не углубляясь в специфику ее сооружения, можно понять, что устроена она из двух водруженных друг на дружку ярусов. В нижнем солидном ярусе располагается мансарда, подарившая второе название ломаным крышам. Менее объемный ярус-верхушка, венчающий нижнюю часть, определяет форму конструкции в районе конька.
Кратко о специфике стропильной конструкции
Стропильный каркас для обеих частей мансардной крыши сооружают по правилам, которые диктует обычная технология строительства скатных крыш. Нижнюю часть каркаса ломаной крыши строят путем установки наслонных стропильных ног. В устройстве верхней части могут использоваться как наслонные, так и висячие стропилины. Низ наслонных стропилин имеет право опираться на мауэрлат или на балки перекрытия. Опорой для верха чаще всего служит деревянная рама, одновременно играющая роль каркаса одной из стенок мансарды. В устройстве верхнего яруса ориентируются в основном на удобство работы для исполнителя.
По традиции угол наклона скатов нижней части ломаной крыши значительно круче, чем верхней. Они-то и создают излом – наглядный показатель применения ломаной технологии в строительстве крыши. Однако крутизна верхней и нижней частей скатов может быть равной, из-за чего ломаная конструкция будет выглядеть, как обычная двускатная. Но стоят ее стандартным для ломаных крыш методом, потому что каркас нижнего яруса обязан обеспечить возможность организации эксплуатируемого пространства. Т.е. стропильная система должна обладать необходимыми элементами с заданной несущей способностью для устройства стен и потолка утепленной или холодной мансарды.
Виды нагрузок и их совокупность
Мудреные формулы, согласно которым производится расчет стропильной системы ломаной крыши проектировщиками строительных предприятий, мы приводить не будем. Строители их знают и без нас. Тем, кто решил соорудить одну-две крыши на загородном участке, столь фундаментальные сведения вовсе не нужны. В интернете предостаточно программ, совершающих за пару секунд сложные математические операции по вычислению сечения стропил, опор и балок. Лучше разберем, какие данные потребуются для ввода в программу, а также какие виды нагрузок на перекрытие, стропила верхнего и нижнего яруса следует учесть.
Саму программу качайте здесь — по этой ссылке (для работы нужен только Excel). Дальше мы будем приводить примеры работы конкретно с ней.
Зачем нужны пределы
На каждый элемент стропильной системы ломаной крыши будут действовать различные виды нагрузок. Сумма нагрузок не должна приводить к деформациям и повреждениям, требующим обязательного ремонта. Несущие конструкции по правилам рассчитываются с учетом двух предельных значений, это:
По обоим видам указанных предельных состояний проектировщиками производятся вычисления. Самостоятельному кровельщику эти тонкости не слишком нужны. В имеющихся в интернете расчетных программах с заложенными в них формулами уже учтены пределы. Они введены в расчетный алгоритм в виде сигнальных значений типа:
Обращаясь к автоматической вычислительной помощи, на подобные значения необходимо обращать пристальное внимание. Это предельный минимум, указывающий на то, что реальные проектные значения должны быть больше.
В списке нагрузок, действующих на кровлю, значатся вес зимних осадков, сила ветра, собственная масса, вес мебели и людей, эксплуатирующих мансарду. Нагрузки могут действовать одновременно, поочередно или в любом сочетании типа снег + мебель + человек; снег + ветер и т.д. Расчеты проводят по максимуму в стремлении предусмотреть вероятность воздействия наибольшей нагрузки.
Как определить вес снегового покрова
Для определения веса снегового покрова особых познаний не нужно. Выполняется оно путем выяснения принадлежности площадки строительства к конкретному «снежному региону». Нашли на карте регион с присвоенной ему цифрой, затем посмотрели в табличке, сколько снега будет давить на горизонтальную поверхность.
Для стропилин верхнего и нижнего яруса ломаной крыши показатели веса снега будут различными. Скаты ломаной крыши в большинстве случаев неравнозначны по углу наклона. У твердых осадков больше возможности задержаться и полежать на близкой к пологой верхушке, чем на крутых скатах нижней части. Следует учесть, что на скатах крутизной до 30º вес снега принимают равным единице среднестатистического значения, принятого в регионе на основании многолетних наблюдений метеослужбы. Считается, что на скатах крутизной 60º и более снег не задерживается совсем, т.е. равен нулю. Значение веса снега в интервале между указанными наклонами находят методом интерполяции. Например, если угол наклона 45º, то табличный показатель следует умножать на коэффициент 0,5, для 50º на 0,33 и т.д.
Как найти ветровую нагрузку
Ветровая нагрузка нужна для расчетов устойчивости стропильной системы. Для ее определения опять же используем карту районирования, но уже составленную по значениям давления ветра. Этот показатель необходим для стропильных ног обоих ярусов крыши, потому что пологую часть порывистый ветер способен сорвать и унести, а крутую банально опрокинуть. Определенные по карте сведения о силе ветра корректируют посредством умножения на коэффициент, разработанный для разных типов местности.
В регионах с высокой ветровой нагрузкой увеличивается частота крепления стропильных ног к стенам, т.е. они крепятся проволочными скрутками чаще, чем через одну. Для устойчивости увеличивается количество ветровых связей – подкосов, опор, досок или реек, прибитых к трем и более стропилинам. Их вес необходимо учитывать при расчете общего веса кровельной конструкции.
Нагрузка от массы кровли
Вес кровли – сборная характеристика с индивидуальными параметрами. По сути, это масса кровельного пирога конкретной утепленной или холодной конструкции с определенным видом покрытия и устроенной специально под покрытие сплошной либо разреженной обрешеткой. Рассчитывается она на метр кровельной площади.
Усредненные значения веса покрытий можно найти по табличке. Нужно учесть, что при использовании рельефных кровельных материалов вес снегового покрова следует увеличить на 10%. К примеру, если производится монтаж шифера или профнастила с крупной волной, следует помнить, что снеговой покров в углублениях может скапливаться и долго лежать.
Вес обрешетки зависит от вида покрытия. Устройство мягкой кровли требует сплошного настила из доски, листов влагостойкой фанеры или плит ОСП. Профилированную жесть, шифер, глиняную черепицу монтируют на установленные с определенным шагом бруски. Вес обрешетки увеличится за счет установки диагональных ветровых связей в регионах с высокой ветровой нагрузкой. Массу утепления и самой стропильной системы с подкосами, опорами, прогонами и прочими элементами также рассчитывают в индивидуальном порядке.
Для предварительных расчетов есть ориентировочные усредненные показатели:
Вычисленные с помощью программ показания не слишком сильно должны отличаться от приведенных цифр. Для утепленных мансард список нагрузок следует пополнить весом обшивки. В случае применения утеплителя с коэффициентом теплопроводности мало отличающимся от 0, 04 Вт/м×°С, его массой разрешается пренебречь.
Мы показали, где и как найти значения для ввода в расчетные системы. Все остальные сведения для математического определения сечения стропильных ног, балок, опор вводятся согласно проектным данным. В случае если расчетная система предупреждает о том, что «условие не выполнено» или не обеспечена несущая способность, размеры элементов следует увеличить.
Сооружение ломаной стропильной системы
Перед тем, как приступить к устройству стропильной системы для будущей ломаной крыши, надо сделать проект и произвести расчеты элементов конструкции. Будем считать, что этап проектирования пройден.
Рассмотрим один из типичных примеров сооружения мансарды с двумя ярусами наслонных стропилин, водруженными над кирпичной коробкой. Крепить стропильную систему будем к мауэрлату – деревянной раме из бруса 150×200мм, уложенной заподлицо с внутренним периметром стен. Вдоль наружного края коробки уложен ряд кирпичей, маскирующих мауэрлат и снимающий часть распорной нагрузки. Верхняя плоскость мауэрлата должна быть выше кирпичной обвязки на 2-3 см.
Установка балок перекрытия
Сооружение перекрытия начинаем с установки крайних балок, выносá которых определяют ширину карнизных свесов. Далее по натянутой между крайними балками шнурке устанавливаем промежуточные элементы с шагом, равным расстоянию между стропильными ногами. Для утепленных крыш шаг рекомендовано сделать равным ширине плиты теплоизоляции, чтобы утеплитель плотной сидел в предназначенном для него межстропильном пространстве. Для неутепленных конструкций шаг рассчитывается так, чтобы поместилось цельное количество стропильных ферм с одинаковыми расстояниями между ними.
Размер бруса для сооружения перекрытия 100×200мм. При укладке балок выравниваем их верхнюю плоскость, если не получается выставить в строго горизонт. Выравнивание производим путем подтески мауэрлата или подкладки щепы под балку. После крепления балок к мауэрлату крепим к их торцу короткий брус, так, чтобы они сформировали плоскость для торцовых карнизных свесов. Шаг между короткими балками не имеет значения, может быть 1м или около того.
Строительство стенок мансарды
Отмечаем на устроенном перекрытии линии расположения ряда опор для стропильных ног нижнего яруса. Одновременно с опорной функцией они играют роль каркаса для стенок мансарды.
Действуем следующим образом:
Результат приложенных усилий – готовый каркас мансарды и опоры для установки верхнего яруса стропильных ног.
Монтаж стропилин нижнего яруса
Стропилины нижнего яруса ломаной крыши изготавливаются и устанавливаются стандартным наслонным методом:
Бывает, что для перекрытия нижнего ската по всей длине, одной доски не хватает. В подобных ситуациях стропилину монтируют из двух коротких досок, сшитых обрезком материала аналогичного сечения длиной от 1м и более. Правда, желательно все же заказать пиломатериалы необходимой длины, чтобы не ослаблять конструкцию сшитыми участками.
Установка стропильных ног верхних скатов
Для изготовления и установки верхних стропилин сначала надо отметить центральную ось. Для этого обрезок дюймовки следует прибить к крайней потолочной доске мансарды строго вертикально. Одно из ребер обрезка должно в точности совпадать с обозначенной на схеме центральной оси стропильной системы ломаной крыши, далее:
Заметьте, для того чтобы предотвратить растяжение и прогиб потолочных досок мансарды, каждую верхнюю стропильную ферму необходимо оснастить подвеской из доски примерно 25×150мм.
Со спецификой узловых соединений стропильной системы крыши ломаного типа ознакомит фото подборка:
Обшивка фронтонов и сооружение обрешетки
Вдоль линии конька и линий перелома скатов обрешетку делают сплошной, независимо от запроектированного типа и шага ее установки. Поперек направления стропильных ног прибиваются две доски с зазором 2-3мм между ними. Аналогичный сплошной настил устраивается в ендовах, если они имеются, вокруг мансардных окон и отверстий для проходки дымоходной трубы. В случае применения мягких разновидностей кровельных покрытий обрешетка устраивается сплошная по всей площади скатов.
Если толщина утеплителя равна или больше ширины стропилины, вперед обрешетки устраивается контробрешетка, сооружаемая путем установки дистанционного бруска. Необходим он для формирования зазора между гидроизоляцией и кровельным материалом. Прибивают дистанционный брусок с наружной стороны системы к ребру стропилины. Если толщина плит теплоизоляции позволяет оставить вентиляционный зазор без дистанционных ухищрений, в установке дистанционного бруска необходимости нет. Не нужен он также в строительстве неутепленной крыши.
По завершении работ по устройству стропильной системы обшиваются карнизы, фронтонные стенки, именуемые в деревянном домостроении щипцами. Обустраиваются прилегающие к фронтонным стенкам короткие свесы, после чего наступает время укладки кровельного покрытия.
Видео подборка для самостоятельных строителей
Желающим наглядно представить процесс сооружения ломаной крыши в помощь три ролика с пошаговым производством работ:
Рассмотреть в рамках одной статьи все варианты сооружения стропильных конструкций для ломаных крыш невозможно. Различаются типы кровли, архитектурные параметры, регионы. Есть немало нюансов, применяемых в конкретных условиях строительства. Однако приведенные нами примеры отлично демонстрируют общий технологический принцип. Эти сведения о правилах расчета и схемах строительства должны помочь и домашним мастерам, и хозяевам, контролирующим работу наемной бригады. Ваши вопросы, если таковые будут, оставляйте в комментариях.