Особенности конструкции односкатной мансардной крыши

Небольшие дома и постройки имеют различного вида кровли, защищающие их от непогоды. Самая простая и экономичная — это односкатная крыша. Существуют строения и с плоскими видами крыш, но в данной статье будут рассмотрены скатные крыши и их конструкции. Односкатная крыша позволяет быстро и недорого накрыть построенное строение любого назначения. Наиболее часто односкатные крыши можно увидеть на гаражах, банях, сараях. Несмотря на кажущуюся простоту, стропильная система кровли с одним скатом требует внимательного подхода и аккуратного исполнения.

Плюсы и минусы односкатной конструкции

Дома и постройки хозяйственного назначения имеют крыши различных конструкций. Жилые здания чаще всего накрывают кровлями, имеющими сложную конструкцию – двухскатную, многоскатную, вальмовую и проч. Самый простой вариант накрыть сооружение — это положить железобетонную плиту (или две) под небольшим уклоном. В результате получим разновидность односкатной крыши. Однако, зачастую приходится сталкиваться со стропильной системой.

 

Односкатная кровля по сравнению со сложными многоскатными крышами, имеет свои плюсы и минусы. К положительным качествам следует отнести следующее:

• Односкатная кровля не требует сложных расчетов и проектов.
• На строительство односкатной крыши не требуется большое количество материала.
• Требования к материалам, из которого сооружается односкатная конструкция, гораздо ниже.
• Монтаж проводится гораздо быстрее и проще, чем многоскатных конструкций.
• Стоимость работ и материалов намного меньше.
• Односкатная кровля лучше выдерживает напор ветра.
• Быстрые сроки возведения.
• Небольшой вес конструкции кровли.

Типы крыш

 

Справедливости ради, следует отметить отрицательные моменты, которые присущи односкатным крышам. В первую очередь это плохая энергоэффективность. Для обычной крыши  термоизолятором служит воздушный слой. У односкатной крыши он намного меньше и его не хватает для сохранения тепла. Кровли, как правило, делают из теплопроводных материалов, что приводит к нагреванию в жаркий период времени и прониканию холода зимой. Для устранения этого необходимо дополнительно утеплять чердачное пространство и сооружать вентиляцию.

 

Кроме того к недостаткам относятся:

• Плохая устойчивость к снежным нагрузкам.
• Сложность устройства просторной и комфортной мансарды, поскольку односкатная мансардная крыша встречается очень редко.
• Слишком простой и не очень презентабельный внешний вид.
• Поскольку подкрышное пространство практически отсутствует, весьма затруднительно провести хорошую теплоизоляцию

Таким образом, можно резюмировать, что конструкции односкатных крыш прекрасно подходят для зданий и сооружений в южных областях, где часто преобладают сильные ветра, но снежный покров в зимний период небольшой.

Важно!

В северных регионах, при наклоне кровли под углом менее 40 градусов, потребуется регулярная очистка снежных наносов, а стропила необходимо укреплять дополнительно.

Расчеты и проект

Перед началом возведения кровли с одним скатом следует провести небольшие расчеты и изготовить минимальный проект. Это нужно, чтобы определить количество и размер стропильных ног, потребность в дополнительных опорах. Это зависит от ширины и длины здания, а также от угла наклона ската.  Также в проекте указывается высота фронтона, зависящая от уклона ската.

 

Размеры стропильной ноги могут зависеть также от конструктивных особенностей. Например, скаты могут нависать перед фронтоном, играя роль кровли террасы или веранды. Важным моментом, который также должен найти отражение в проекте – толщина (сечение) стропил и шаг их установки. На эти параметры влияет длина стропил. При этом нельзя допустить больших пролетов, дабы не столкнуться с провисанием стропильных балок. Для предотвращения провисов пользуются стойками или подкосами.  

Проект крыши с одним скатом должен отражать данные о точках установки, и размерах всех элементов. Также в проекте необходимо указать принципы крепления узлов, чтобы исполнители быстро и качественно произвели установку кровли.

При  малом наклоне и достаточно большой крыше неизбежно придется столкнуться с необходимостью очистки ее от снега. Поскольку уборка производится вручную, необходимо выбрать материал кровли, который выдержит вес человека.

Важно!

На стадии создания  проекта односкатной крыши необходимо тщательно продумать, так называемый «кровельный пирог», состоящий из узлов и элементов, характерных для стропильных систем любых видов.

Грамотно проведенный расчет конструкции влияет на эстетическое восприятие здания после установки кровли. Распространенным типом являются островерхие крыши, придающее дому симпатичный вид классической конструкции. Но пологая крыша, с меньшим углом наклона обойдется гораздо дешевле.

Строительство односкатной крыши

 

Методика вычисления наклона ската

Чтобы правильно просчитать оптимальный угол склонения ската, необходимо учесть максимально возможную снеговую нагрузку и предполагаемый вид кровельного материала. В строительных правилах можно найти рекомендуемые величины угла склонения скатов при использовании того или иного материала:

• Рубероид, ондулин и прочие разновидности мягких покрытий – 5 градусов.
• Профнастил – 8 градусов и более.
• Шифер – 15-35 градусов.
• Металлочерепица – 30 градусов.

В северных регионах с повышенным уровнем осадков в зимний период рекомендуется строить конструкции с уклоном в 45 градусов.

 

Непосредственно для расчетов используются формулы:

Lbс = Lсд*tgA  и Lс = Lbс/sinA, где:

Lbс – длина стен, измеряется между стропилами и коньком;

Lс – длина балок (стропильной ноги);

Lcд – длина стен здания;

А – принимаемый угол склонения ската, в соответствии с выбранным материалом.

Значения тангенса tgA и синуса sinA вычисляются с помощью таблиц Брадиса.

Рассчитав правильно уклон кровли, можно определить перед началом строительства какое количество материала понадобится для возведения односкатной конструкции. Верные расчеты помогут также определить стоимость строительства и её эксплуатационные характеристики. Чтобы сэкономить затраты на материалы, нет необходимости понижать надежность конструкции или выбирать низкокачественные материалы. Достаточно правильно рассчитать угол наклона и правильно подобрать материал кровли.

Онлайн калькулятор для расчета крыши

 

Системы стропил односкатных конструкций

Односкатная крыша, несмотря на свою простоту, может иметь некоторые отличия, связанные с размерами сооружения и наклоном кровли.

• Для конструкций с небольшим углом, меньше 30 градусов  и пролетом до 4.6 м, стропильные ноги имеют опору на мауэрлате. Такая система стропильного крепления наиболее распространена для беседок, гаражей и подсобных сооружений.
• Если протяженность пролетов составляет 4.5-16 м, потребуются промежуточные опоры. Кроме того, на более высокой стене следует уложить лежень – брус из дерева размером примерно 10×15 см. Подстропильную ногу закрепить на лежне, а другим концом на стропиле так, чтобы угол составлял 45 градусов.
• Для больших сооружений с длиной пролета 6-15 м, необходимо установить дополнительный лежень в центре конструкции в параллель с несущими стенами. На лежне устанавливается вертикальный опорный брус, фиксируемый подкосами с обеих сторон.

  

 

• Здания длиной более 15 метров должны иметь две вертикальные опоры. Стойки под одним стропилом  необходимо связать перемычкой, а со стропилами фиксируются подкосами, направленными к несущей стене. Так конструкция будет иметь необходимую жесткость. Шаг установки лежней не может превышать 6 метров.

 

Самый распространенный материал для изготовления стропил — деревянные брусья и доска. Стропильные ноги, превышающие по длине стандартные размеры бруса, следует изготавливать из клееного бруса. Стыков желательно избегать. Если этого не удается, то под местом стыка необходимо установить опорную стойку. Небольшого размера, легкие  стропильные конструкции могут быть изготовлены из доски (спаренной или тройной).

На стропила необходимо использовать хвойные породы дерева, хорошо просушенные до 15 % влажности и без трещин. Все элементы необходимо обработать антисептиком. Кроме того, противопожарные требования рекомендуют покрыть конструкцию специальным огнеупорным составом. Стыки и сопряжения с бетонными частями дома прокладываются рубероидом или аналогичными материалами.

Крепление стропильной системы односкатной крыши

 

Наслонная стропильная система

Если ваше сооружение построено из оцилиндрованных бревен или бруса, стропила кровли можно изготовить с наслонными или висячими элементами.

Наслонная система стропил отличается тем, что устанавливается на  существующих внутренних несущих опорах. Распространена в кирпичных и блочных сооружениях, а также в рубленных домах при наличии внутренней несущей стены. Состоит такая конструкция из:

• стоек;
• прогонов;
• схваток;
• лежней;
• подкосов.

Дополнительные элементы нужны, если вес и площадь кровли очень большие. Чем больше эти параметры, тем многочисленнее добавочные укрепляющие элементы. Наслонные системы могут применяться для сооружений с длиной кровли до 12 метров  и более, при этом требуется наличие внутренних опор.

 

Скользящая стропильная система

Отличается применением скользящих стропил. Наиболее распространена в бревенчатых строениях и домах из бруса. Характерной особенностью является «подстройка» такой конструкции под деформации оснований, поскольку деревянные, вновь построенные сооружения, дают усадку в течение первых лет до 15%. Жесткие конструкции крыш в таких ситуациях образуют перекосы и дефекты. Скользящие ползунковые крепления позволяют конструкции кровли адаптироваться к проседаниям.

 

Висячая система

Характерным признаком висячих стропильных систем является отсутствие опор на перегородках. Для подобной конструкции необходимо каркасное основание и одинаковые по высоте стены. Уклон ската образуется сооружением деревянных стоек и стропильных ферм. Стропильная ферма – треугольная конструкция с прямым углом, состоящая из:

• стоек;
• затяжек;
• стропил;
• подкосов.

Собирается подобная ферма, как правило, на земле, после чего, смонтировав временный настил для работы одного или двух рабочих, устанавливают на крышу. Подобные конструкции применяются для сооружений не более 4.5 метров в длину.

 

Безраспорная стропильная система

Одна из разновидностей наслонной конструкции. В ней стены не испытывают давления стропильных балок, которые пружинят, работая на изгиб. Вариантов подобной конструкции несколько:

• Опорный брус фиксируется на стропильной ноге (или делается упор в мауэрлат методом запила, врубки). В верхней части балки горизонтально делается запил с небольшим углом, дабы не допустить распора в прогон.
• По краю балки изгибающий момент небольшой, поэтому допускает подрезку в этой точке. Глубина имеет ограничения: при высоте стропильной балки более 18 см не более 0,3 от высоты, при высоте 12-18 см не более 0,4h и при высоте 12 см не более 0,5h.
• Если подрезку верхней части балки изготовить невозможно, ее следует нарастить обрезком доски и зафиксировать монтажными пластинками с обеих  сторон.

Важно!

Во всех случаях размер подрезки не может превысить высоту сечения балки.

Крыша придает любому сооружению определенную архитектурную выразительность и эстетический стиль. Кроме этого, кровля должна иметь хорошие прочностные характеристики. Для этого устанавливаются  стропильные конструкции и обрешетки, задача которых, переносить различные нагрузки на стены здания.