Как рассчитать и сделать двускатную крышу своими руками

Возведение двускатной крыши своими руками

Двускатная крыша выгодно отличается по нескольким основным преимуществам. Благодаря углу наклона такой конструкции, который составляет 45 градусов, предотвращается прилипание снега на кровлю, а следовательно, уменьшается значение нагрузки на стены дома.

Такая конструкция дает возможность устройства на чердаке дома дополнительного мансардного этажа, который подойдет для гостевой комнаты, комнаты отдыха, спальни и так далее. Двускатная крыша гораздо проще возводится, в отличие от ломаной или вальмовой.

Первое, что необходимо знать при возведении двускатной конструкции — это ее устройство.

Устройство стропильной системы

Поскольку конструкция двускатной крыши должна отличаться не только прочностью, но и быть одновременно легкой, то особого внимания заслуживает один из наиболее сложных элементов кровли – ее стропильная система. Она должна не только выдерживать самые разные нагрузки, включая давление ветра, снежного покрова и веса человека, но и самой не оказывать слишком сильного давления, которое передается на фундамент дома.

Видео: схема двускатной крыши

Стропильная система двускатной крыши функционирует так, что она равномерно передает общую нагрузку, которую воспринимает кровля, на расположенные по периметру стены здания. Нижние концы стропил упираются на мауэрлат, который представляет опорную конструкцию, сооруженную из брусьев. В дальнейшем они фиксируются с помощью крепежей в виде планок или скобок из металла. От угла наклона стропильных ног будет зависеть угол наклона скатов кровли.

Стропильная конструкция может включать в себя наслонные и висячие стропила. Висячие получили свое название  из-за способа закрепления. Опорой краев стропильных ног является конек крыши и стены дома. Наслонным дал название их способ установки. Их применяют там, где имеется средняя несущая стена (может быть промежуточная опора). Своими концами наслонные стропила делают упор на наружные несущие стены, а средней частью – на опоры. Конструкция висячих стропил успешно работает одновременно на изгиб и на сжатие. Распирающее усилие, которое образовывают стропильные ноги,  снижается за счет стяжки, соединяющей стропила. В наслонных же стропилах балки работают исключительно на изгиб, причем затратные усилия оказываются меньшими по сравнению с  конструкциями любых других видов кровли.

Стропильная конструкция двускатной крыши

Следует отметить, что самым лучшим вариантом устройства стропильной системы двускатной крыши  будет конструкция, когда происходит чередование висячих и наслонных стропил. Бывают ситуации, когда установить стропила какого-то одного вида не представляется возможным. Комбинируя подобным образом элементы стропильной системы можно уменьшить расход материалов и одновременно усилить кровельную конструкцию.

К наиболее сложному технологическому моменту, без которого не обойтись при возведении кровли, относится подъем материалов на высоту. Благодаря современным технологиям в настоящее время можно почти полностью осуществить сборку стропильной системы на  земле, а  уже после этого произвести ее подъем на высоту крыши.

Видео описание

Видео-инструкция по изготовлению вальмовой крыши:

Изготовление и монтаж стропил

Когда конструкция опорной рамы в том или ином варианте готова, можно приступать к изготовлению и монтажу стропил. Сначала устанавливаются боковые стропила – те, которые идут под боковые скаты. При изготовлении стропильной системы первая стропилина всегда используется в качестве шаблонной. Поэтому ею промеряются и выравниваются места всех остальных.

Необходимое количество стропил и их размеры рассчитываются на стадии проекта. Их параметры зависят от угла скатов, а также постоянных и периодически возникающих нагрузок. Монтаж каждой стропилины обязательно сопровождается проверкой на ровность и соответствующий угол

Что крайне важно, иначе кровля будет неровной, не получит заданных аэродинамических и прочностных характеристик

Прикрепление мауэрлата к стенам

Если дом деревянный, то роль мауэрлата играют брёвна последнего ряда с вырезанными в соответствующих местах пазами.

Если здание из кирпича или бетона, то последовательность действий следующая:

• в двух крайних рядах кладки вбить стальные шпильки с нанесённой на них резьбой (шаг 1,5 м) по всему периметру;
• проложить сверху два слоя рубероидной изоляции и зафиксировать их шпильками;
• в балках проделать отверстия под шпильки и уложить их поверх коробки;
• откалибровать при помощи приборов их положение;
• надеть на шпильки гайки и надёжно закрутить;
• брусья разметить под стропила и вырезать пазы.

Расчет угла наклонов

При составлении проекта определению оптимального положения скатов относительно горизонта уделяют особое внимание. От того, как они будут наклонены, зависит как функциональность, так и жёсткость каркаса

При этом необходимо учесть:

1. Тип используемого покрытия. В зависимости от того, чем будут накрывать перекрытия, будет меняться минимальный угол. Наименьший показатель в 4° у рубероида, наибольший — у натуральной черепицы (22°).
2. Назначение подкровельного пространства. Если там планируют обустроить жилое помещение, угол принимают в диапазоне от 30 до 45°. Если такой подход не может обеспечить наличие достаточной площади, выбирают ломаный тип конструкции, что даст возможность максимально использовать чердачное пространство.
3. Снеговая нагрузка. Накопление осадков может вызвать обрушение. В регионах, где выпадает много снега, свесы делают более крутыми. Оптимальным углом будет обустройство самоочищающейся крыши с наклоном в 45°, поскольку при таком расположении ветром сдувается снеговое покрытие.
4. Ветровое воздействие. Сильный ветер способен сдуть или даже оторвать перекрытие от здания. Рекомендованный наклон свесов для домов, строящихся в зонах повышенного ветрового воздействия и ураганов, составляет 30-42°.

После сбора и анализа всех необходимых данных приступают к вычислению диапазона допустимых углов. На основании длины стены выполняют расчёт высоты конька здания при минимальном и максимальном наклоне. Окончательно угол определяют исходя из организации подкровельной площади. При этом учитывают:

1. Снижение общей площади сторон при меньшем угле. Это удешевляет стоимость покрытия, утепления и выполнения гидроизоляционных работ.
2. Уменьшение полезной площади при большем уклоне.
3. Необходимость установки дополнительных усиливающих элементов при меньшем угле.

Виды конструкций с двумя плоскостями не ограничиваются только классическим типом или тем, который с фронтона образует равнобедренный треугольник и скаты имеют одинаковый уклон. При обустройстве перекрытий возможна организация ломанных, разноуровневых и разноскатных конструкций. Их расчёт проводят аналогично классическим, но с учётом индивидуальных особенностей.

Расчет кровли

Как любой строительный процесс, конструкция кровли дома должна создаваться своими руками на основании инженерного расчета. Для удобства его выполнения перед тем, как построить двухскатную крышу, нужно набросать примерный план, на которой обязательно должны быть указаны длина крыши вдоль конька, точная длина скатов, учитывая отвесы. На этом этапе уже должен быть определен уклон будущей кровли:

• Если главным агрессивным фактором в зоне строительства является ветер, то он должен составлять 10-10о, чтобы его порывы не срывали кровельный материал.
• Если же строительство затевается в зоне с большим количеством зимних осадков, целесообразнее уклон 35-45о, который не затрудняет соскальзывание снега с крыши.

Производя расчет необходимого материала, лучше округлять полученные значения в большую сторону, не усложняя вычисления вычетами отверстий под дымоходы или мансардные окна, дабы избежать путаницы.

Необходимые подсчеты не требуют знания сложных формул, так что выполнить их сможет каждый, кто прошел школьный курс математики. Однако, чем изощренней, сложнее двускатная крыша дома, тем выше сложность расчетов и схема стропильной системы.

Тонкости конструкционного исполнения

Прежде, чем искать ответ на вопрос «как возвести крышу с 2-мя скатами своими руками», надо разобраться, что она собой представляет.

Основными узлами двухскатной конструкции являются:

• мауэрлат;
• стропильные ноги;
• вертикальные стойки;
• подкосы;
• затяжки;
• конёк;
• лежень;
• обрешетка.

На видео, как сделать двухскатную крышу, видно, что предварительно необходимо произвести ряд расчётов – высчитать требуемый угол наклона, длину стропил, их шаг и т. д.

Поэтому, если у вас нет соответствующего опыта, то возведение сложных конструкций лучше доверить профессионалам. Однако установить на дом простую крышу с двумя скатами возможно и своими руками.

Конфигурация фронтонов – треугольная или трапециевидная. Роль опорного элемента играет система стропил.

Балкон-окно

Радует то, что строительное дело не стоит на месте, поэтому на рынке появляются инновационные решения, упрощающие жизнь. Например, не так давно свет увидел мансардный балкон-окно. Это своего рода трансформирующаяся конструкция, которую врезают в крышу как обычное мансардное окно. После чего конструкция раскладывается, и создается полноценный балкон. Это прекрасное решение, которое можно воплотить в жизнь в любом случае.

Окно-балкон имеет две створки. Одна из них, верхняя, может открываться как простая форточка, чтобы проветрить помещение. Ее также можно установить практические в горизонтальном положении, чтобы образовался козырек для балкона-трансформера. А вот другая створка, нижняя, может отодвигаться вперед и устанавливаться в вертикальном положении, чтобы образовался небольшой балкончик.

Нижняя створка внутри имеет поручни, которые при открытии окна образовывают перила. Они располагаются по бокам конструкции, не позволяя человеку упасть. Вот несколько преимущество изделий:

доступная стоимость;
удобство;
простота монтажа;
наличие клапанов и заглушек, благодаря которым окно не боится конденсата, не пропускает влагу и не выпускает тепло;
ассортимент балконов большой;
фурнитура протововзломная.

Гибрид четырехскатной и двускатной – датская

Эта разновидность ценится прежде всего за интересный вид и хорошую устойчивость к ветровым нагрузкам, но при желании датские крыши закладываются и на мансардных этажах. В поднятых треугольных фронтонах при желании легко устанавливаются осветительные или вентиляционные окна.

Строительство и монтаж

Общие требования к монтажу датской крыши и порядок работ по многом совпадают с вальмовой, но это исполнение считается более сложным. При их возведении последовательно:

• Выполняется крепление мауэрлата, в отличие от голландской – на одном уровне и по всему периметру дома.
• Устанавливаются опорные стойки с коньковым прогоном при сборке крыши по наслонной технологии или треугольные стропильные фермы – при висячей.
• Вдоль плоскости основного широкого ската с равномерным шагом монтируются рядовые стропильные ноги.
• На крайние рядовые стропила набивается опорная доска (низ поднятого треугольного фронтона).
• Последовательно монтируются диагональные и укороченные стропила.
• Каркас усиливается подкосами или шпренгельными фермами, рассчитываемыми исходя из его габаритов и назначения крыши. Стропильные системы висячего типа стягиваются горизонтальными затяжками.
• Выполняются остальные кровельные работы (набивка обрешетки, монтаж пирога и вспомогательных узлов)

Устройство коньковой части каркаса

Коньковый прогон в таких конструкциях закладывается даже при висячем способе крепления стропил. В особо сложных каркасах конек может быть двойным и усиливаемым фермами, но такое исполнение встречается редко.

По аналогии с голландскими крышами прогон располагается по центральной оси дома, с опорой на стойки или с соединением в верхней точке висячих стропильных ферм. Требования к элементу довольно жесткие – конек выполняется из цельного бруса с сечением от 100 мм.

Установка диагональных стропилин

В отличие от двускатной голландской крыши диагональные ноги, формирующие плоскость скатов и хребты кровли, крепятся не к коньку, а к горизонтальной опорной доске, в свою очередь фиксируемой к боковым рядовым ногам и усиливаемую подкосами.

Из-за повышенных нагрузок этот диагональные стропила рекомендуют делать сдвоенным. Нижняя, опирающаяся в мауэрлат часть обязательно укрепляется металлическими уголками.

Изготовление и установка вальмовых ног

Укороченные стропила, формирующие остальную часть скатов, устанавливаются с равномерным шагом, со стыковкой на хребтах. Способ крепления не регламентируется, но лучшие результаты достигаются при предварительном выпиливании в их нижней части паза для посадки на мауэрлат.

По аналогии с рядовыми стропилами при их расчете предусматривается запас на формирование свеса или заранее продумывается способ его обустройства.

Основные составляющие чертежа двухскатной кровли

Можно выделить несколько моментов, которые должны быть отражены на чертежах с двускатной крышей:

1. Принципиальная схема стропильной системы.
   Она предполагает нанесение на чертёж расположения ключевых элементов и их количество, определяя при этом тип необходимого пиломатериала, в том числе следующие:

• Мауэрлат — брус, уложенный на несущие стены здания, являющийся опорным для крепления стропил и распределяющий нагрузку между стропильной системой и стенами;
• Лежень — брус, закрепленный на внутренних стенах постройки, который служит опорой для стоек;

• Стропильная нога или стропило — доска, которая служит элементом формирования кровли. Пара стропил, соединённых между собой, образуют стропильную ферму. Равномерно установленные на крыше фермы в комплексе составляют основу для укладки кровельного покрытия;

• Стойка — вертикально установленный брус, который служит опорой для стропил двухскатной крыши, а в кровле ломаного типа также и элементом каркаса для внутренней обшивки;
• Подкос или подстропильная нога — доска или брус, закрепленные под углом к опорному столбу и упирающиеся в стропило, его функцией является распределение нагрузки;

• Затяжка или ригель или схватка — горизонтально укреплённая доска, которая придаёт стропильной ферме жёсткость, выполняя функцию распора;

• Прогон — дополнительный горизонтальный брус для укрепления стропильной конструкции, может быть:
  • коньковым, расположенным по линии соединения стропильных ног или коньку;
  • боковым, который фиксирует линию в середине ската.
• Кобылка — доска, используемая для удлинения стропила и формирования свеса кровли;

• Обрешётка — доски, закреплённые на внешнем торце стропил и им перпендикулярно, служит основой для крепления внешнего покрытия.

Расположение ключевых элементов определяет тип стропильной системы двухскатной крыши, который может быть:

• наклонным, предполагающим установку центральной опоры на которой происходит крепление стропильной пары;
• висячим, при котором деревянная стропильная ферма формируется посредством затяжек и подкосов и устанавливается на крышу в готовом виде;

• комбинированным, сочетающим в себе оба способа крепления стропил.

При планировании строения кровли необходимо учитывать, что при устройстве тёплой крыши потребуется кровельный пирог, то есть материалы для утепления и изоляции, а также элементы их крепления.
После составления основного чертежа с расположением элементов необходимо проставить размеры по всем рёбрам конструкции. При этом необходимо учитывать спецификацию пиломатериалов, которые планируется использовать.

• Детализация узлов соединения элементов.
  Для определения потребности в крепёжных и соединительных материалах, а также для обозначения способа крепления необходимо выполнить чертежи узлов соединения элементов стропильной системы.
  На основании этих данных составляется спецификация по элементам крепления, включая их характеристики и количество.

• Конфигурация элементов конструкции.
  На основании схемы стропильной системы рекомендуется составить подробную спецификацию с прорисовкой каждого элемента конструкции.
  Данный чертёж-спецификация должен отражать:

• характеристики используемого пиломатериала;
• размеры каждой детали;
• конфигурацию элемента с отметками мест замковых запилов.

Данная информация будет служить основанием, как для закупки материалов, так и для их комплектации при монтаже.

Пример комплектации элементов конструкции при монтаже

Комплектация кровельного покрытия.
По факту всех проведённых расчётов составляется план кровли и вычисляется необходимое количество кровельного покрытия требуемого типа, подборных элементов, а также составляющих кровельного пирога при необходимости.

Комплект чертежей и материалов, полученный в результате проведения вышеуказанных действий, будет служить рабочей документацией при строительстве.

Варианты конфигурации кровельного покрытия

Как собрать несущую систему двускатной крыши

• Для начала выставляют готовые крайние деревянные конструкции, которые образуют завершенный фасад здания. Их выравнивают и укрепляют с помощью временных упоров. Возможно, возникнет необходимость в установке временного крепления: для этого забивают доску, которая будет торчать над стенами. Это маленькое сооружение поможет выровнять первую ферму, но это только в том случае, если стена ровная;
• Следующим шагом будет установка шпагата между двумя крайними фермами, который ставится там, где заканчиваются стропильные ноги. Горизонтальность натянутого шпагата проверяют специальным уровнем. В случае выявленных отклонений появится необходимость в подпилке стропильных ног одной из фермы, если каждая из них выставлена строго в вертикальном положении. Чтобы убедиться в правильной геометрии крайних ферм, между ними натягивают шпагат;
• После этого данные фермы надо прикрепить к мауэрлату. Тип выбранной системы определяет способ ее крепления – будут они скользящими или нет;
• Оставшиеся фермы устанавливают, глядя на натянутые шпагаты. Для подстраховки лучше всего сначала поставить на мауэрлате нужный шаг установки стропил, тем самым проверив правильность нанесения разметки. А уж после этих действий поднимать и расставлять фермы. Для того чтобы во время работы случайно не сбивались поставленные стропила, их скрепляют друг с дружкой временными балками, ставят укосы и распорки. Их можно спокойно снять после набивки обрешетки;
• Готовую стропильную систему «начинают» гидроизоляционным слоем для укрепления, затем сверху набивают обрешетку. Мембрана должна быть установлена в обязательном порядке во избежание попадания влаги на утепление, ведь если это дело размокнет, то деньги будут выброшены на ветер! Холодные крыши не требуют обязательной гидроизоляции.

Фронтон и карниз

Фронтон зашивают после окончания строительства стропильной конструкции. Современные материалы все чаще заменяют традиционное дерево при обшивании фронтонов, и сейчас используют вагонку, сайдинг, профнастил, и другие долговечные декоративные отделочные материалы. Любой обшивочный материал крепится на каркас, который монтируется заранее. Независимо от того, будет или нет на чердаке помещение или мансарда, в фронтоне необходимо оставить оконный проем – для вентиляции и минимального естественного освещения пространства.

Карниз необходимо обустраивать по всему периметру дома – он необходим для влаго- и ветрозащиты стропильной конструкции, стен дома и фундамента. Так как каждый уважающий себя хозяин обязательно делает водоотливы по периметру дома, то их тоже крепят на карниз, и сливные трубы – к стенам. Пластиковая система водоотлива монтируется на пластиковые хомуты. Снизу доски карниза или каркас карниза красится, обшивается сайдингом, вагонкой или профнастилом – в унисон с отделкой фронтона.

Карниз двухскатной крыши

Кровля монтируется на обрешетку, и, исходя из типа материалов кровли, сначала делается обшивка пароизоляцией, гидро-и теплоизолирующими материалами. Для кровли можно использовать ондулин, металлочерепицу, керамические материалы, мягкую черепицу, и т.д.

Как сделать двухскатную крышу

Стропила – это несущая часть конструкции. Установка стропильной системы двускатной крыши обычно выполняется с помощью качественного квадратного бруса с сечением 15 на 15 сантиметров (обязательно нужен расчет). Одна из самых прочных, неприхотливых и при этом недорогих пород дерева для стропильного бруса – сосна.

Иногда для стропил используется металлический профиль.

1. Основой стропильной конструкции является мауэрлат – брус, уложенный по периметру стен на некотором расстоянии от края (в конструкции металлических стропил для той же цели используется швеллер см. чертежи). На стену под брусом помещается гидроизоляция (например, рубероид), а он сам обрабатывается антисептиком.

Назначение этой части системы – распределять нагрузку от стропил на стены и связывать кровлю со стеной. Устанавливается на кирпичные, газо- и пенобетонные стены. На деревянных и брусовых в этом качестве используется верхний венец сруба.

Существуют разные способы монтажа мауэрлата (см чертежи и фото): на арматурный пояс из железобетона, непосредственно на кирпичную кладку (в этом случае для прочности можно снаружи заподлицо со стеной обложить брус кирпичом), просто фиксируется к стене анкерными болтами.

2. Установка фронтонов (торцевых треугольников). Бывают каркасные и кирпичные. Каркасные чаще выполняются из дерева и последствии обшиваются каким-нибудь листовым материалом. Кирпичные – кладка, являющаяся фактическим продолжением кирпичной стены.

3. Верхние углы треугольников становятся опорой для конькового бруса. Параллельно ему ниже располагаются боковые прогоны, с опорой на боковые стороны треугольников. Для небольших домов стараются брать цельный брус. Если длина дома больше шести метров, приходится использовать строительные фермы и делать составной.

Важно: можно продлить концы прогонов так, чтобы они выступали за плоскости фронтонов. В этом случае нагрузка от свесов с торцевых сторон придется на выступающие части, а не на середину крыши

4. Стропила опирают одной стороной на мауэрлат, другой – на коньковый брус (см. фото и чертежи). Как правило, устанавливаются промежуточные опоры – раскосы (диагональные балки), стойки и т.д. назначение которых – укрепление конструкции и частичная разгрузка ее частей.

Стропила свисают за стены (становятся основой для будущих свесов). Если длины не хватает, их наращивают доской («кобылкой»).

Видео «Схема стропильной системы двухскатной крыши»:

Когда делается двухскатная крыша своими руками можно сразу сделать и утепление, чтобы не мучаться потом изнутри. Если предусмотрено последнее — не забыть сделать пароизоляцию и затем приступать к утеплению изнутри.

1. По нижней части стропил располагается пароизолирующая пленка.

2. Между самими стропилами устанавливается утеплитель (минеральная вата).

3. Сверху стропила вместе с утеплителем снова покрывается пароизоляцией.

На получившийся каркас крыши монтируется обрешетка, которая будет основой для кровельного покрытия. Ее выполняют из досок, влагостойких модификаций ОSB и ДСП. Под профнастил в этом качестве может использоваться оцинкованный стальной профиль.

Видео «Как сделать двускатную крышу»:

Укладка зависит от типа будущего покрытия:

– под рубероид и другие рулонные материалы, битумную черепицу делается сплошная обрешетка (интервалы между заготовками на компенсацию термических расширений не более полсантиметра);

– под металлопрофиль или шифер – разреженная, с шагом до полутора метров;

– для большинства материалов – стандартная, 30-40 сантиметров.

На шаг обрешетки могут влиять в совокупности угол наклона крыши и тип кровельного материала: например, ондулин при малом уклоне крыши кладут на сплошную обрешетку, а чем больше уклон, тем больше допустимый шаг (вплоть до шестидесяти сантиметров).

Материальное обеспечение

Обустройство крыши своими руками подразумевает самостоятельную закупку материалов и подготовку инструментов. Основной материал для формирования мауэрлата и стропильной системы – деревянный брус. Информация, приведенная в следующих таблицах, поможет сориентироваться в выборе необходимого сечения для различных элементов стропильной системы, а также даст характеристику различным видам кровельных покрытий:

Также следует продумать вариант обрешетки двускатной крыши в зависимости от выбранного кровельного покрытия. Жесткий материал позволяет построить решетчатую конструкцию, применение мягких или рулонных изделий требует установки сплошной обрешетки из фанеры или плит OSB. Построенная крыша должна обладать гидроизоляционным слоем. Эксплуатация чердачного помещения подразумевает качественную теплоизоляцию. Помимо этого, потребуются крепежные детали в виде гвоздей и анкерных болтов.

Приступая к возведению двускатной крыши, под рукой должен быть набор всех необходимых инструментов. Правильно посчитать расход материалов поможет следующее видео:

Возведение двускатной крыши начинается с установки мауэрлата, основная функция которого заключается в равномерном распределении тяжести стропильной системы на несущие конструкции здания. Выдержать регулярные нагрузки способен брус сечением 150*150 мм. Установка мауэрлата для двускатной кровли идет на стенах, расположенных параллельно друг другу.

Фиксация выполняется несколькими способами:

• С использованием бруса. Подобный вид соединения планируется на этапе возведения несущих стен. Суть способа – бруски вставляются в кирпичную кладку за несколько рядов до ее окончания. Затем специальными скобами проводят соединение вмурованных элементов с мауэрлатом под двускатную крышу.
• С применением шпилек. Аналогично предыдущему способу, подготовка стартует до окончания кирпичной кладки. Диаметр шпилек варьируется от 12 до 15 см, монтаж ведется с промежутком 1-2 метра.
• Крепление к стене мауэрлата под двускатную крышу можно осуществить стальной проволокой. Укладка материала сечением 3-4 мм также проводится ниже верхнего края на несколько рядов кирпичей. По завершению кладки должны оставаться свободные концы проволоки, которыми обвязывают мауэрлат. Количество связок должно превышать количество стропильных ног.

Иногда в качестве мауэрлата под двускатную крышу выступает железобетонный пояс. Построенный после возведения стен, он оборудуется шпильками. Монтаж деревянного бруса с подготовленными отверстиями для шпилек завершается закреплением гаек.

Важно! Независимо от выбранного способа фиксации мауэрлата под двускатную крышу, перед его укладкой проводят гидроизоляцию несущих стен. В качестве изоляционного материала выступает рубероид

Один из вариантов крепления мауэрлата для двускатной крыши представлен в видео:

Определение угла наклона

Учитывая изложенные выше факторы – снеговую и ветровую нагрузку, выбранный тип материала – и зная примерную конструкцию здания, можно определить угол крыши. Более детально правила расчета изложены в статье. Далее на основании этой информации рассчитывается сборная нагрузка (от собственного веса и внешних нагрузок) на стропильную конструкцию. По результатам расчета определяется шаг стропил и их сечение.

Пример расчета нагрузки на стропила

Строительство планируется в Иркутске, дом с высотой 5,6 м будет располагаться в низине, явно выраженных преобладающих ветров нет. Данный район относится к снеговому району 2 и ветровому 3. Соответственно, снеговая нагрузка составляет 120 кг/м.кв., а ветровая 30 кг/м.кв. Суммарная нагрузка 150 кг/м.кв.

Материал кровли – металлочерепица с весом 4 кг/м.кв. Для нее допустим уклон от 12 градусов, но большинство производителей рекомендует для односкатной крыши 20…30 градусов. Если принять 20 градусов, необходимо обеспечить качественную гидроизоляцию, что добавляет к весу квадратного метра покрытия 2…5,5 кг/м.кв. Поскольку верхняя часть дома планируется как жилая, необходимо также утепление. В качестве термоизоляции принимаем базальтовую вату плюс подшивку изнутри гипсокартоном. Примерный вес квадратного метра такого утепления – около 4,5…5 кг.

Необходимо также принять во внимание вес деревянной обрешетки под металлочерепицу, это еще не менее 10…12 кг, и вес самих стропил. Таким образом, суммарная нагрузка на квадратный вес крыши от собственной массы и внешних нагрузок составит (без учета веса стропил, поскольку пока неизвестно их сечение и шаг): 4+5+5+12+150=176 кг/м.кв. Таким образом, суммарная нагрузка на квадратный вес крыши от собственной массы и внешних нагрузок составит (без учета веса стропил, поскольку пока неизвестно их сечение и шаг): 4+5+5+12+150=176 кг/м.кв

Таким образом, суммарная нагрузка на квадратный вес крыши от собственной массы и внешних нагрузок составит (без учета веса стропил, поскольку пока неизвестно их сечение и шаг): 4+5+5+12+150=176 кг/м.кв.

Определение шага стропил и их сечения

Для вычисления этих данных есть расчетные формулы. Однако при отсутствии инженерного образования и желания высчитывать коэффициенты можно использовать табличные значения.

Для выяснения высоты балки (стропила) можно опираться на известный уже угол наклона и расчетную длину, которая определяется по тригонометрическим формулам.

Разница между высотой одной и второй опорных стен крыши для пролета, например, 4 м и угла наклона 20 градусов составит:

L_bc=L_cd×tgA=6×0,364=2,18 м

Длина стропильной ноги (стропила):

L_c=L_bc÷sinA=2,18÷sin20=6,4

С учетом вылета в обе стороны не менее 500 мм (обязательный свес крыши) принимаем длину стропила 7,4 м.

Для двухопорных стропил принята таблица

Пролеты свыше 6 м принято опирать на три точки – две несущие стены и шпренгельную ферму, например, или с опорой на лежень. Пролеты 4,5 м применимы в мансардах, террасах, банях, верандах, а также различных пристройках. В жилых постройках, как правило, расстояние между опорами равно или превышает 6 м.

Соответственно с учетом длины стропила выбирается сечение балки и шаг между ними.

Следует учитывать: под длиной стропила в данном случае понимается расстояние между точками опоры!

То есть в приведенном примере – длина всей стропильной ноги 7,5 м и пролет 6 м допустимо использование опирания на несущие стены (через мауэрлат) и подстропильную ногу. Тогда сечение при шаге 140 см следует принимать 100х200 мм, а при шаге 90см допустимы 75х200 мм. Желательно все же увеличивать сечение балки на 10…15% для получения необходимого запаса прочности.

Проверить нагрузочную способность крыши, правильность выбранного угла с выбранными параметрами можно в одном из онлайн-калькуляторов. Там же можно получить данные о том, сколько материалов потребуется для строительства такой крыши.

Как видно из приведенного скриншота с упрощенным чертежом здания, пункты «Расчет стропил», «Расчет обрешетки», «Снеговая нагрузка» раскрывающиеся, в них необходимо подставить выбранные данные.

Результат расчета показан ниже.

Как видно из результата, предлагается при данной нагрузке, кровельном материале, размерах и шаге стропил выбрать сечение балок равным не 75х200 мм, как предлагается в нормативах, а 70х230 мм. Однако это минимальное значение, к тому же такое сечение не является стандартным. Поэтому – с учетом запаса на прочность – лучше отдать предпочтение сечению 100х200 мм.

Важно: помимо обычных стропил (балок) можно использовать треугольные фермы. Это значительно увеличит нагрузочную способность конструкции, но подобные элементы требуют профессионального расчета.