Основные формы скатных кровель и их применение

План

Выполнение данного этапа доверяют профессионалам, при отсутствии такой возможности план составляется с помощью специальных строительных программ. Использование готовых проектов допустимо лишь при полном совпадении других параметров постройки. 

Элементы

Каркас конструкции состоит из:

Опорного бруса-мауэрлата толщиной от 100 мм и выше, надежно привязываемого к несущим стенам дома (по периметру, при необходимости – поверх верхнего разгрузочного пояса) с целью их защиты от распорных нагрузок. 

Верхнего продольного прогона – конькового бруса, соединяющего верхние края рядовых стропильных ног крыши и концы длинных диагональных стропил.

Диагональных балок – накосных стропил, формирующих плоскости всех четырех скатов и угол их наклона, и воспринимающих основные весовые нагрузки пирога. К данным элементам выдвигаются такие же жесткие требования, как и к мауэрлату. Накосные стропила имеют большое сечение или выполняются сдвоенными. 

Промежуточных стропил – рядовых стропил, укладываемых как в каркасах с длинными трапециевидными скатами, так и формирующих плоскость вальм. Именно эти элементы образуют основную площадь карнизного свеса, удерживают утепляющую прослойку (при необходимости и наличии) и обрешетку

При их расчете и монтаже помимо выбора правильного сечения важно обеспечить правильный и равномерный шаг. 

Лежня или промежуточного мауэрлата. В теории четырехскатная крыша может крепится к опорному брусу по периметру дома как висячим, так и наслоным способом

На деле в жилых домах второй вариант считается более надежным, что объясняет целесообразность заложения лежня поверх несущих внутренних перегородок.При отсутствии возможности укладки лежня непосредственно под коньковым брусом (оптимальное исполнение) данный элемент упирается на противоположные стороны мауэрлата.

Вертикальных опорных балок, соединяющих конек и лежень. При малых габаритах кровли их закладывают как минимум под узлом крепления диагональных стропил или рядом с ним. При большой длине конькового прогона число вертикальных стоек увеличивают в зависимости от веса крыши. 

Подкосов – диагональных распорок, размещаемых между лежнем и накосными стропилами с целью их усиления. При планировании использования подкровельного пространства подкосы могут заменяться ригелями, но в целом элементы считаются обязательными. При большой площади и высоте скатов помимо диагональных стропил они укрепляют промежуточные. 

Узлы

При стандартном исполнении каркаса выделяют:

• Узлы крепления накосных стропил, образуемые в верхней части вальмового ската путем соединения самых длинных диагональных ног.

  Последние подрезаются под углом и фиксируются к прогону или прямым ногам с помощью оцинкованных уголков или аналогичных крепежей. 

• Узлы крепления элементов к мауэрлату, в свою очередь удерживаемого надежными анкерными болтами. Для соединения всех остальных частей используются резьбовые шпильки или перфорированные пластины. 
• Узлы фиксации стропильных ног на коньковом прогоне. Способы их монтажа бывают разными – от стыковки до накладки, окончательная фиксация выполняется металлическим уголками (от 4 шт. на узел). 

Усиление

Помимо обеспечения надежной фиксации мауэрлата и максимальной прочности диагональных стропил, конструкция нуждается в укреплении доп.элементами. наслонные стропила длиной до 9 м подпирают как минимум одной вертикальной стойкой (в идеале – с опорой в верхней части), более 9 м – 2 и выше.

При отсутствии возможности их установки функции усилителей выполняют подкосы, поддерживающие зону максимальных весовых нагрузок) или шпренгельные фермы в углах каркаса. По нормам все усиливающие элементы выполняются цельными, с сечением от 100 мм или сдвоенными, из досок толщиной от 50. 

При проектировании каркаса особое внимание уделяется правильному расположению вышеуказанных элементов:

• Коньковый прогон в таких крышах размещается строго по центру, с равным удалением от торцов и параллельно несущих стен.
• Диагональные стропила также крепятся равноудаленно, с компенсацией возможного смещения друг друга.
• Все остальные рядовые элементы монтируются с равным интервалом друг от друга.

Обустройство плоской кровли

В зависимости от наличия отопления в помещении выбирается и соответствующая конструкция крыши. Если гараж не будет отапливаться, то возведение кровли осуществляется по предложенной ниже инструкции.

По периметру всех стен кладутся балки с учетом небольшого уклона (3 см), затем выполняется установка дощатого щита и закрепление рубероида (подробнее: «Как класть рубероид на крышу»). Для надежной фиксации кровельное покрытие прибивается деревянными и металлическими рейками. Они монтируются с шагом в 70 см. На этом работа завершается.

Если же помещение будет отапливаемым, то до того, как построить крышу гаража, рекомендуется ознакомиться с шаблоном выполнения действий.

1. Стены закрываются балками или железобетонными плитами.
2. После этого крепятся листы рубероида с нахлестом от 15 см.
3. Далее укладывается утеплитель, например, из шлака или керамзита, который и формирует высоту уклона крыши.
4. Затем нужно залить цементную стяжку толщиной от 2 см и выждать несколько дней.
5. Поверх стяжки наносится состав из жидкого битума или растопленной смолы.
6. Следующий этап сводится к работе с кровельным покрытием. Подойдут битумные или стекловолоконные материалы на мягкой основе, которые укладываются несколькими слоями с учетом нахлеста (прочитайте: «Как сделать мягкую кровлю»).
7. На каждый стык наносится гидроизолирующая мастика или та же самая смола.

Конструкция готова, осталось утеплить ее внутри минватой или пенопластом, которые во избежание проникновения влаги должны быть покрыты пароизоляцией. В качестве декоративной отделки потолка можно использовать вагонку или фанеру.

Строительство скатной крыши – ошибки

Нет стыковки

1. Можно подумать, что доски, из которых были заготовлены эти стропила, были распилены тупой пилой. Но главное, не обеспечена четкая стыковка несущих элементов стропильной конструкции, от которых напрямую зависит благополучие скатной крыши. Стропила соединены тяп-ляп, что может спровоцировать возникновение неучтенных проектом внутренних напряжений. Последствия подобных упущений непредсказуемы. Трещины в основных несущих элементах – стропилах, прогонах, ветровых связях – еще один тревожный симптом.

Неточная врубка

2.Здесь строители промахнулись с врубкой. В результате стропильная нога не закрепилась на прогоне. Чтобы обеспечить устойчивость элемента, под опорную часть врубки подложили щепочку. Через некоторое время стропило лишилось спасительной подложки (щепа попросту выпала), и теперь находится в неустойчивом положении. Того и гляди соскользнет с прогона. Причем ладно бы строители ошиблись в одном месте, так нет. Они умудрились испортить все стропила. Налицо аварийная ситуация.

Букет ошибок

3.Жуки-древоточцы скажут спасибо строителям, которые возводили эту крышу. Ведь доска с обзолом (т. е. с остатками коры на торцах) -любимое лакомство короедов. К тому же под корой они разводят потомство. Как говорится, и стол, и дом. Стропильная конструкция также вызывает бурю возмущения. Стропила не состыкованы и не объединены в коньковом узле накладками. Стойки установлены вкривь и вкось. Устойчивость крыши вызывает большие сомнения. Ну а геометрические погрешности видны невооруженным глазом.

Опасное сочетание

4.Дерево и металл плохо уживаются друг с другом. Дело в том, что у этих материалов диаметрально противоположные коэффициенты теплопроводности. Холодная сталь при резком перепаде температуры покрывается «испариной», т. е. обильным конденсатом,
а теплое дерево таким недугом не страдает. Но при прямом контакте с металлическими элементами древесина отсыревает. Это приводит к появлению плесени, грибка и гнили. Именно такое развитие событий ожидает деревянные балки этой мансардной крыши. Ведь их торцы не изолированы.

Неправильная установка фронтонного окна

5.Пример неправильной установки окна во фронтон мансардной крыши. Монтажники переборщили с пеной. Согласно действующим нормативам монтажный шов (примыкание оконной коробки к стенкам проема) должен выполняться в три слоя. Теплоизоляцией служит монтажная пена. Ее следует наносить постепенно, тщательно заполняя зазор. От дождя и снега пену защищает паропроницаемая саморасширяющаяся лента (ПСУЛ), которая крепится снаружи. Чтобы в монтажную пену не проникали пары, изнутри шов надо закрывать паро-изоляционной лентой.

Ссылка по теме: Конструкции виды и устройство кровли

Некачественная укладка кровли

6.Строителей не смутили щели между листами металлочерепицы, которые образовались при укладке кровли. Какой толк от такого покрытия, если оно изобилует протечками? Перед монтажом металлочерепицы нужно было убедиться в геометрии скатов. На неровное основание этот материал укладывать нельзя. Ведь металлочерепичные листы стыкуются между собой так, что образуют единое водонепроницаемое полотно.

Классификация видов

Отсутствие фронтонов делает конструкцию крыши устойчивой к ветрам и деформации. Но стропильная система отличается сложностью устройства. Существуют разновидности вальмовых крыш. Между собой они отличаются формой, количеством вальм, устройством стропильной конструкции.

Классическая

Четырехскатная кровля с двумя треугольными скатами друг напротив друга на месте фронтонов, и двумя скатами в форме равнобокой трапеции. В зависимости от высоты крыши, угла скатов можно оборудовать полезное пространство под кровлей, расширить жилую площадь. Для естественного освещения установить мансардные окна.

Так классическая вальмовая крыша выглядит на фото:

Ребра в стропильной конструкции, расположены диагонально, опор на балку конька.

Полувальмовая

Полувальмовые крыши имеют укороченные вальмы. Представляют собой нечто среднее между двухскатной и четырехскатной крышей. Характерный треугольник, называемый вальмой, укорочен и расположен под углом к фронтонным стенам. Половинчатая вальма располагается сверху фронтона или снизу от него.

Голландская

Под укороченным треугольным скатом удобно разместить балкон или террасу.

Сделав три стороны крыши с выступом от стены, можно обеспечить надежное укрытие открытой площадки от осадков, ветра со всех сторон. Кровля устойчива к сильным порывам ветра.

В стропильной конструкции основания укладывают не на обвязку или мауэрлат, а на верхнюю балку фронтона.

Фото стропильной конструкции голландской крыши:

Датская

Треугольный скат разделен на две части. Нижняя часть покрывается кровлей, верхняя под установку окна, глухой фронтон.

Вальму стандартно опирают на мауэрлат. В верхней части до конька сооружают фронтон.

Шатровая

Напоминает пирамиду. Одна вершина соединяет четыре ската по форме равных друг другу треугольников. Вид сверху — квадратный конверт. Распространенное количество скатов от 3 до 8.

Такая система отлично подходит для укрытия домов квадратной формы, где все стены равны друг другу. Часто используются при строительстве беседок. 

Основное характерное отличие — отсутствие конька. Коньковая линия преобразована в одну точку — пик крыши. Стропильные ноги стыкуются на пике, поддерживаемом опорным столбом. Он должен быть основательно крепким, основная нагрузка попадает ему. Используют наслонный, висячий тип стропильных ног.

При угле наклона ската более 40 градусов рекомендуется монтировать висячие стропила.

Ломаная мансардная

Вальмовая крыша с мансардой — наиболее сложная технология строительства, основательный конструктив стропильной системы. Все скаты разной площади, под разным углом.

Так выглядит ломаная крыша:

В конструкции стропила двух видов: наслонные, висячие. Верхняя, более пологая часть крыши берет начало от конька, заканчивается на перегибе с использованием висячих стропил. Они опираются на стойки или продольный прогон, затяжку. В нижней части устанавливают наслонные стропила.

У висячих стропил отсутствует опоры внутри. Они опираются на внешние опоры. У наслонных внутренняя опора есть.

Многощипцовая с двухскатной системой

Вид скатной кровли с конструкцией из нескольких щипцов. Щипцы представляют собой двухскатные стропильные системы с коньком. Под свесом каждого двускатного элемента располагается фронтон.

Стропильная конструкция многощипцовой имеет вид множества двухскатных элементов треугольной формы. Вид напоминает комбинация шатровой и двухскатной крыши. Стропила опираются на коньки. 

Стальная конструкция крыши

1. Термопрофиль П – образный (направляющий)2. Термопрофиль С – образный (стоечный)3. Шляпный термопрофиль4. Профиль П – образный (направляющий)5. Профиль С – образный (стоечный)6. Уголок оцинкованный.

Конструкции кровли из стали изготавливаются в виде стропильных ферм и используются для перекрытия больших пролетов от 6 м до 30 м. Фермы представляют собой конструкцию из профилей с периодическим сечением – гнутосварных труб квадратного и прямоугольного сечения, соединенных уголков. Фермы имеют треугольную двускатную форму, уклон которых может быть различным и должен составлять не менее 20 градусов.

Опираются данные фермы на колоны или стены строения через железобетонные распределительные подушки с закладными. На ферму с помощью сварки закрепляется прогон из деревянного бруса и металлического уголка, на который в дальнейшем набивается обрешетка. Дабы увеличить жесткость такой системы, необходимо пустить связи из уголка по нижним поясам ферм.

очень редко используются в частном домостроении. Более характерными они являются для гражданских и промышленных строительных работ в таких строениях, как высотные общественные здания, склады, ангары, заводы, фабрики. Их используют в частных строениях с легким стальным модульным каркасом.

Стальные фермы довольно просты в изготовлении – сварить их возможно на любом предприятии. К положительным факторам таких конструкций относятся высокая прочность, возможность перекрытия больших пролетов, высокая жесткость. К негативным факторам данной конструкции можно отнести то, что для ее монтажа нужна специальная техника (вес стальной конструкции от 20 до 30 кг/м², для сравнения деревянная конструкция имеет вес от 5 до 20 кг/м²), а также то, что без соответствующей подготовки такие конструкции слабоустойчивы к огню (степень огнестойкости 15-30 минут) и коррозии.

Какой выбрать тип конструкции кровли, решать, конечно же, вам, все зависит от финансовых возможностей и вашего вкуса. В материале данной статьи предоставлена только лишь теория, которая касается устройства скатной кровли. Каким образом она может помочь вам в сооружении дома?

Есть два пути дальнейшего развития событий:

• вы приглашаете к себе грамотного конструктора и архитектора, и они разрабатывают проект, при этом вы будете контролировать их работу и трезво оценивать их предложения, понимая, в чем суть дела;
• вы берете за основу материал данной статьи, проектируете (с помощью специальных расчетных программ) и строите кровлю самостоятельно.

Расчет (угол, нагрузка, длина)

Расчет стропильной системы двухскатной крыши строиться на том, что в фронтальном размере она имеет форму равностороннего треугольника, вычислить стороны которого легко можно с помощью простых тригонометрических формул.

Эти несложные вычисления помогают определить оптимальное расстояние между стропилами, их толщину и длину. Расчет конструкции выполняют в следующей последовательности:

• Определяют конструкцию и уклон кровли. Существуют различные способы выбора вида и уклонности кровельной конструкции. Этот параметр зависит от климатических условий и эксплуатационных характеристик выбранного кровельного материала.
• Определяют совокупную нагрузку на конструкцию. Для этого суммируют постоянные нагрузки (вес кровельного покрытия, свой вес каркаса, термоизоляции и перекрытий) с временными нагрузками (снеговая нагрузка, ветровая нагрузка), умножают на поправочный коэффициент, учитывающий уклон скатов, а затем прибавляют к этой цифре 10-15%, чтобы каркас имел некоторый запас прочности.
• Вычисляют длину стропильных ног. Для этого пользуются теоремой Пифагора, ведь стропильная ферма представляет собой равносторонний треугольник. Получатся, что квадрат длины стропильной ноги равен сумме квадратов высоты крови и половины длины заложения. Зная, как рассчитать длину стропил, можно вычислить высоту конька.
• Определяют сечение элементов. Оптимальное сечение элементов выбирают по таблицам в соответствии с длиной стропильных ног и расстояния между ними. Чем это показатели больше, тем толще должно быть стропило.

Формула расчета высоты конька двухскатной крыши

Выбор сечения стропил

Расчет нагрузок

Выбор материала

Рассчитываем угол наклона

Угол наклона склонов подбирается не в зависимости от эстетических предпочтений, а ориентируясь по погодным условиям, с учетом кровельного материала. Более крутые скаты 40-45 градусов сооружаются в районах с большим количеством снежного покрова, а более пологие 10-20 градусов в местах с сильным порывистым ветром.

Учитывайте, что чем круче склон, тем выше расход материалов, тем больше итоговая стоимость кровли

Обязательно во внимание принимают требования материала:

1. Черепица, шифер требуют уклона не менее 22 градусов, в противном случае, через стыки между элементами просачиваются осадки.
2. Металлочерепицу укладывают под углом не менее 14 градусов, так как она сильно страдает при порывах ветра, она может деформироваться или вообще слететь.
3. Мягкая кровля допускает угол наклона до 5-10 градусов, делая возможным покрытие ею склоны любой геометрии.
4. Ондулин считается одним из самых надежных материалов и может использоваться даже для крыши с уклоном менее 6 градусов.
5. Профлисты нельзя укладывать под углом менее 15 градусов, однако склоны даже с допустимым уклоном желательно обработать герметиком для лучшей гидроизоляции.

Угол наклона скатов двухскатной крыши

Плюсы и минусы кровли

Преимущества односкатной кровли проявляются в:

• простой конструкции, позволяющей провести работы по проектированию и монтажу своими силами и сократить расходы на материалы — практика показывает, что в сравнении с другими разновидности односкатная крыша обходится владельцам в 2-2,5 раза дешевле;
• низкой весовой нагрузке на стены и фундамент;
• устойчивости к ветрам при правильном расположении ската (навстречу превалирующим потокам) — в регионах с сильными однонаправленными ветрами это исполнение считается оптимальным и используется чаще остальных;
• возможности компенсирования снеговых нагрузок изменением угла ската;
• простом монтаже трубопроводов и водосточных желобов, отсутствии конька и аэраторов.

Минусов меньше, но они есть

• в регионах с обильными снегопадами односкатные кровли с уклоном менее 45° приходится очищать от снега, при этом снеговая нагрузка увеличивается при большой площади ската;
• при выборе этого варианта возникают сложности с обустройством подкровельного пространства — заложение полноценного мансардного этажа возможно лишь в домах с достаточно широкими стенами и большим уклоном кровли, при отсутствии чердачного перекрытия (рекомендуемое и сокращающее бюджет решение) ужесточаются требования к изоляции кровли и усложняется отделка потолков;
• на жилых домах такая кровля не всегда уместно выглядит.

Последние недостатки устраняются при грамотном планировании.

Монтаж стропил своими руками

Для самостоятельного монтажа стропил необходимо приготовить:

• обрезная доска толщиной 50 мм, шириной 140-150 мм для стропильных ног, подкосов и других элементов конструкции;
• брус 100 × 150 мм для стоек и мауэрлата;
• металлические соединительные элементы;
• резьбовые шпильки М12 или М14 с гайками и шайбами;
• рубероид для гидроизоляции торцов стен.

Из инструментов понадобятся:

• ножовка, электропила;
• электродрель с набором сверл;
• гаечный ключ;
• сапожный нож;
• измерительные инструменты (рулетка, линейка, строительный уровень и т.п.).

Порядок монтажа:

1. Установка двойного слоя рубероида на верхние торцы стен. Укладка на них брусовой обвязки (мауэрлата) с креплением на анкерные болты.
2. Установка промежуточного опорного бруса — лежня (если того требует расстояние между противоположными стенами). Монтаж стоек, фиксация их положения с помощью металлических перфорированных уголков и наклонных планок — подкосов.
3. Укладка стропильных ног. Если длины досок не хватает, выполняют продольное стыкование с помощью накладок из такой же доски, прикрепленной болтами. Иногда, для создания усиленной конструкции, для стропильных ног используются двойные доски.
4. Выравнивание стропильных ног по плоскости. Проверяют горизонталь и угол наклона ската, подкладывают под провисшие доски деревянные обрезки.
5. Монтаж подкосов. Проверка прочности соединений.
6. Установка обрешетки. Планки укладывают так, чтобы кровельное покрытие можно было установить согласно технологическим требованиям.

После этого можно переходить к укладке кровли.

Монтаж стропильной системы односкатной крыши — в видео:

Отличия для разных типов кровли

Разные типы кровли обладают собственными свойствами:

• вес,
• несущая способность,
• методика монтажа и т.п.

При этом, материал кровельного покрытия не оказывает решающего влияния на конструкцию стропильной системы, хотя и учитывается при создании проекта. Основное отличие стропил для разных покрытий состоит в характере обрешетки — плотности размещения планок, толщине и других особенностях.

Профнастил

Стропильная система для профнастила не нуждается в плотной обрешетке, так как необходимости в продольной стыковке полос материала нет. Как правило, планки укладывают на расстоянии, обеспечивающем достаточное расстояние между крепежными элементами листов профнастила.

Сама конструкция стропил принимается в соответствии с расстоянием между противостоящими стенами и определяется количеством дополнительных опор.

Керамическая черепица

Для укладки керамической черепицы необходима плотная обрешетка с подложкой, обеспечивающей гидроизоляцию. Поскольку и кровля, и обрешетка обладают немалым весом, необходимо предусмотреть усиление конструкции стропил дополнительными опорами — подкосами и стойками.

Металлочерепица

Металлочерепица состоит из отдельных листов сравнительно небольшого размера (относительно профнастила или профлиста). Обрешетка под нее устанавливается с таким расчетом, чтобы линии стыка листов, а также точки установки крепежей оказались точно над планками.

Как правило, усиления конструкции стропил не требуется, хотя для скатов большого размера необходимо использовать дополнительные опорные элементы. Возведение односкатной крыши из черепицы и металлочерепицы описано в этой статье.

Ондулин

Вес ондулина сравнительно невелик, поэтому необходимости в установке сплошной обрешетки нет. Стропильная система выбирается исходя из других соображений — размеров постройки и внешних факторов. Специальных требований со стороны кровли в данном случае нет.

Как укладывать ондулин на односкатную крышу, читайте здесь.

Шифер

Шифер внешне похож на ондулин, но обладает большим весом. Для него надо установить усиленную стропильную систему, предварительно подсчитав вес кровли

Это особенно важно при укладке покрытия на крышу большой площади, где нельзя допустить чрезмерный прогиб стропильных ног

Независимо от типа кровельного покрытия, необходимо принять во внимание снеговую нагрузку. Односкатные крыши, как правило, не имеют большого угла наклона, поэтому снег лежит на кровле, не скатываясь вниз

Его вес может составлять несколько тонн, что следует учесть при создании проекта. Как укладывать шифер на односкатную крышу, читайте здесь.