Что такое ломаная крыша

Особенности ломаной мансардной крыши

При рассмотрении разных видов кровли для дома, у многих застройщиков или хозяев вызывает интерес ломаная крыша. Расскажем, как сделать ломаную крышу.

Что это такое

Под ломаной крышей принято понимать разновидность обыкновенных крыш с двумя скатами, но с одной особенностью. Каждый скат делится на отдельные части с разным уклоном (например, 30 или 60 градусов). Это позволяет в значительной степени снизить нагрузку не стеновые перекрытия, на крыше не накапливается дождь и снег.

Особенности

При выборе такой крыши, нужно знать основные требования к конструкции. Ее можно соорудить самостоятельно, но при монтаже, нужно строго придерживаться технологии, требований к укладке стройматериалов.

• Высота под мансардой должна составлять от 2.2 м.
• Крышу и стены помещений под мансардой нужно утеплять.
• В помещении должна быть хорошая вентиляция, чтобы предотвратить образование плесени.
• Для таких конструкций подойдут материалы с небольшим весом.
• При сооружении стен важно учесть увеличенные нагрузки.

Ломаные крыши домов с мансардой – плюсы и минусы

Перед началом обустройства кровельной конструкции с мансардой, нужно оценить достоинства и недостатки ломаных крыш. Изначально рассмотрим плюсы:

• Из мансардного помещения можно создать полноценную жилую комнату. Благодаря тому факту, что чердачное помещение обязательно нужно утеплять, можно расширить жилую площадь, использовать ее для проживания.
• Создать такую мансарду можно на любых сооружениях, причем не понадобится перестройка дома
• Кровля становится более привлекательной в архитектурном плане. Сложная геометрия конструкции визуально делает уникальным все здание. Кровля выступает основным декоративным элементом, придающим оригинальности всей постройке.
• Уникальный дизайн помещений. За счет открытых балок, окон в потолок, стен под наклоном, в помещении можно создавать красивый дизайн. Часто используются стили: лофт, французский прованс.
• По причине уменьшения неиспользуемого пространства чердака и утепления кровли, отмечается значительно снижение тепловых потерь. В доме будет теплее, уменьшатся счета за отопление, так как снизится потребление электричества.
• Мансарды обустраиваются в несколько уровне, за счет чего в значительной степени повышается эстетичность помещения.

Из минусов таких построек выделим уменьшение высоты стен по причине скошенных потолков. Этот момент особенно заметен, если мансарда выполнена со сложной геометрией. Разница высот на отдельных участках будет большой. Для обеспечения жилого состояния мансардного этажа, кровля нуждается в качественной тепло- и гидроизоляции. Работы проводятся мастерами с большим опытом, с применением материалов высокого качества. Это способствует увеличению расходов на строительство. Ввиду сложной геометрии крыши зимой, на ее поверхности будет скапливаться снег, образовываться наледь. Еще один минус – мансардные окна дороже обычных оконных конструкций.

Размеры ломаной мансардной крыши

Габариты таких кровель зависят от размеров самой постройки и схемы крыши. Ввиду этого, размеры бывают разными. Строители советуют перед началом работ, выполнить точные расчеты, создать план выполняемых действий.

Ломаная крыша и стропильные системы

На конструкцию таких помещений влияет форма провли, предусмотренная по проекту. Частично стены мансардного этажа будут сформированы скатами крыши. С учетом этого, есть 4 класса мансардных конструкций.

Односкатные

Этот вариант считается бюджетным и наиболее простым. По технологии возводится один скат, которые опирается на стены сооружения. Для максимальной прочности конструкции, устанавливается ограничение по углу ската, который должен быть в диапазоне от 35 до 45 градусов.

Пренебрегая этим правилом, в дальнейшем могут возникнуть сложности. Зимой, на поверхности кровли будет скапливаться снег и наледь, из-за чего несущие конструкции получат дополнительную нагрузку. Пренебрегая дополнительными опорами для кровельных элементов, повышается риск деформирования кровли, снижение эксплуатационных характеристик всего строения. Крыши с одним скатом смотрятся эстетично, они отличаются необычным футуристическим видом.

Чаще всего со стороны высокой стены устанавливается большое окно, за счет чего создается дополнительный светоисточник. При создании односкатных крыш, стропильные конструкции не требуют дополнительных опор в случае, если расстояние между противоположными стенами менее чем 4.5 метра.

Двускатные

Двускатная ломаная крыша отличается простотой в исполнении. За счет этого, она часто используется при строительстве домов. Единственный нюанс, у такой кровли должна быть достаточная высота, что позволит обустроить мансарду. Стропильная система по своей конструкции создается, как и у обыкновенных кровель с наличием двух скатов. Исходя из того, как располагается конек, крыши бывают симметричными или асимметричными.

С учетом особенностей кровли, зачастую, мансарда создается в форме трапеции. При обширном пространстве, открывается возможность обустройства мансардного этажа в форме квадрата или прямоугольника. Однако высота потолков должна превышать 1.5 метра. Двускатная ломаная крыша имеет недостаток — много пространства отсекается ввиду верхней части чердака, которая располагается в месте, где соединяются скаты. К тому же, это пространство нужно дополнительно изолировать, для создания условий подходящих для проживания

Трехскатные

По конструкции, такие крыши практически не имеют отличий от двухскатных кровель. Единственное различие заключается в том, что две части сооружения располагаются под разным углом по отношению к перекрытиям. За счет этого создается больше свободного пространства. Площадь такого помещения всего на 15% меньше первого этажа, с достаточной высотой потолка в районе 2.2 метра. Хозяева, которые выбирают такие крыши, должны быть готовы к созданию сложной системы стропил.

Четырехскатная

У таких кровель самая сложная система стропил, для их обустройства придется обратиться к строителям с большим опытом, проведение точных расчетом. Плюс этого вариант — возможность сооружения просторного мансардного этажа практически без потери полезной площади относительно других конструкций. Ввиду большой площади чердачного помещения, понадобится качественное утепление и гидроизоляция. Для этого понадобится большой бюджет. Четырехскатные ломаные крыши отличаются устойчивостью к любым природным факторам, на больших свесах не скапливается снег. Однако, максимальная нагрузка приходится на наслонные стропила, что важно учесть заранее.

Как возводится правильная ломаная крыша

Возведение таких крыш относится к простому, экономичному строительству. Однако для этого требуется проведение точных расчетов несущих конструкций, потенциальных нагрузок. Исходя из этих параметров, определяется вид системы стропил, стройматериалы, кровельные материалы.

Советы

Система стропил для ломаной мансардной крыши производится с применением:

• Пиломатериалов.
• Металлических швеллеров.
• Железобетонных конструкций.

Оптимально для этих целей использовать дерево, но в этом случае нужно позаботиться о пожаробезопасности конструкции. Дымоходные трубы располагаются с учетом строительных норм, но чтобы предотвратить возгорание или распространение огня этого недостаточно. Каждый деревянный элемент сооружения нужно тщательно обрабатывать с помощью антипиренов. Дополнительно проводится обработка от плесени, вредных насекомых.

В процессе установки мауэрлата, изначально монтируются балки перекрытия и опорный деревянный брус, который укладывается на стены в одной плоскости с внутренними поверхностями стен. До обустройства мауэрлата нужно гидроизолировать пространство под ним. Для закрепления опорного бруса используются скобы, железобетонный армопояс, в кирпичную кладку улаживается 3-4 миллиметровая стальная проволока. В случае с каркасными брусовыми, бревенчатыми, деревянными постройками, в качестве мауэрлата используются венцы или верхние бревна

Несущая основа обустраивается частями. Монтаж боковых секций осуществляется из обрезной доски. Изначально с учетом шаблона производится заготовка нижних стропил, далее, к их торцам закрепляются прогоны с предварительно оструганными гранями. Сборка верха несущей конструкции осуществляется с помощью досок с таким же сечением. Детали нарезаются с учетом шаблона, скрепляются встык фанерой с небольшой толщиной.

Модули устанавливаются по очереди. Изначально происходит монтаж боковых секций, которые временно фиксируются в необходимом положении технологическими упорами. Далее они скрепляются с помощью поднятых наверх боковых рам. Для выставления верха стропильной системы в необходимом положении, внизу фронтонных рам прикрепляется осевой брус.

Далее рамы скрепляются технологическими раскосами.

На заключительном этапе, осуществляется усиление каркаса, установка стоек вертикальных стен. Сверху стропильной системы создается обрешетка, что позволяет придать несущей конструкции крыши нужную жесткость.

Стропильная система у ломаной крыши: расчет и инструкция по правильному возведению

Опубликовал(а): Евгений Афанасьев
Обновлено: 28.04.2021

Любой, наверное, хозяин загородного участка старается использовать свою территорию с максимально возможной полезностью. Хочется, чтобы и дом был вместительным, и чтобы было где гостей принять, и для мастерской отвести место. В то же время, на выделенных «сотках» особо не разгуляешься – необходимо оставить территорию для своих «сельхозугодий», для уютного двора, для гаража или автостоянки, для хозяйственных построек. Выход очевиден – «расти вверх». Двухэтажные полноценные здания – это доступно далеко не каждому, но можно постараться задействовать под полезную площадь чердачные помещения. Одним словом, оптимальным решением становится строительство дома с мансардой.

Ломаная крыша стропильная система расчет с размерами

Ну а если возводить мансарду, то лучше всего обратить внимание именно на ломаную конструкцию крыши. При равных размерах в плане с двускатной, такая система дает значительный выигрыш в полезной площади, пригодной в том числе и для полноценных жилых помещений. Безусловно, подобный подход в определённой мере отражается на возрастании сложности расчётов и монтажа стропильной конструкции, но для трудолюбивого, умелого и старательного хозяина это не должно стать препятствием.

Итак, настоящая публикация призвана показать, что, если выбрана ломаная крыша стропильная система, расчет с размерами вполне можно провести собственными силами, чтобы получить гарантированно прочную конструкцию. Причем, для такого самостоятельного проектирования не потребуется знаний специальных прикладных программ. Предлагаемый алгоритм, безусловно, упрощен, и не может сравниться по точности с профессиональными расчетами, и если затевается строительство крупного здания со сложной конфигурацией крыши – так или иначе, придется обратиться к специалистам. Но для типичной мансарды ломаного типа над среднестатистическим жилым загородным домом или гаражом – он вполне оправдан.

Особенности стропильной системы ломаного типа

Принцип устройства мансардной крыши ломаного типа

Итак, что же из себя представляет стропильная система ломаного типа?

С некоторой долей условности ее можно отнести к разновидностям двускатной. Но главное отличие в том, что каждый из скатов не представляет собой единой плоскости от конька до карнизного свеса. По определенной горизонтальной линии она «ломается» на две, причем верхняя часть ската имеет куда меньший угол крутизны по сравнению с нижней.

Характерная особенность ломаной крыши понятна уже из ее названия – каждый из скатов «ломается» на две плоскости, различающихся углом наклона к горизонту

Для чего это делается? Ответ очевиден. Если организовывать жилую мансарду под обычной двускатной крышей, слишком большая площадь приходится на «мертвые зоны» — по краям чердачного помещения вдоль линии карнизов. Безусловно, предпринимаются определенные меры, чтобы полезно использовать и эти участки, но возможности все же весьма ограничены, а сделать полноценный потолок, который не будет создавать «давящего» на голову ощущения, то есть с нормальной, привычной для человека высотой, получается только в центральной области чердака. Казалось бы, можно увеличить крутизну скатов – но это приводит к совершенно не оправданному росту высоты конька – такая крыша труднее в монтаже, требует большего количества материалов, и при всем этом – чрезмерная высота всегда становится причиной роста уязвимости конструкции от ветровой нагрузки, снижения общих прочностных характеристик. Одним словом, хлопот с возведением такой стропильной системы (тем более, если это планируется делать самостоятельно) – не оберешься!

А выход прост – повысить крутизну скатов только на «обитаемом» уровне чердачного помещения, до нормальной высоты потолка, а затем перейти к малому углу уклона, чтобы крыша не получалась слишком высокой. Давайте для наглядности посмотрим на один характерный пример.

Сравнение «полезной вместимости» мансардного помещения в домах с крышей обычного двускатного и ломаного типа

Для «чистоты эксперимента» возьмем два здания, с совершенно одинаковыми размерами в основании, например, с шириной стены по фронтонной части в 6 метров (как показано на иллюстрации). Высота стены до линии перекрытия – 4 метра, и такое же расстояние отложено по вертикали от перекрытия до высшей точки крыши – конька. Различие – в конструкции крыши: слева обычная двускатная, справа – ломаного типа.

Примем, что желательная нам высота потолка в жилой мансарде должна составлять 2,5 метра, и попробуем «вписать» это помещение в пространство чердака. Если даже не обращать внимания на проставленные размеры, то результат, как говорится, виден «невооружённым глазом».

Ну а если оперировать языком цифр, то видно, что даже при весьма большой крутизне скатов в двускатной крыше (а здесь она составляет около 53 градусов), ширина пространства, удовлетворяющего требованию комфортной высоты потолка – чуть больше 2 метров. Иное дело – в мансарде со стропильной системой ломаного типа – ширина «обитаемой зоны» возросла практически вдвое. Еще показательнее это будет выглядеть, если вычислить площадь такого помещения – очевидно, что при довольно скромных размерах здания, скажем, при длине дома в 8 метров, только выигрыш в площади составит порядка 16 м². А это, согласитесь, размер вполне приличной комнаты в городской многоэтажке!

Так что, несмотря на повышенную сложность в возведении крыши ломаного типа, такая затея выглядит вполне оправданной.

Основные элементы конструкции мансардной ломаной крыши

Теперь давайте взглянем, из каких же элементов состоит конструкция стропильной системы ломаного типа. Сразу оговоримся о том, что схем существует немало, и все их рассмотреть – в масштабе одной статьи просто нет возможности. Поэтому выделим две основных, наиболее часто применяемых при самостоятельном строительстве.

Схема расположения основных деталей системы ломаного типа с опорой мансардных стропил на мауэрлат

На схеме показаны следующие детали:

Стены здания (поз.1) в которые еще при их возведении вмурованы балки чердачного перекрытия (поз. 2). Обратите внимание – в данном случае они расположены даже несколько ниже верхнего обреза стен, что дает определенный выигрыш в высоте мансардного помещения. Но нередко они укладываются и вровень с верхним окончанием стен.

По стенам (по их карнизным сторонам) установлен мауэрлат (поз. 3) – брус, который станет опорой для основных, так называемых мансардных стропильных ног (поз. 4). Чаще всего эти стропила исполняются по наслонной схеме, то есть имеют в верхней части упор на вертикальную стройку (поз. 5). Вся «анфилада» таких стоек по все длине крыши связана общим брусом — прогоном (поз. 6). В верхней части противоположные стропильные ноги, закрепленные на стойках с прогонами, соединены затяжкой (поз. 7). Эта затяжка играет роль усиливающего элемента конструкции, но кроме этого – становится основой для подшивки потока мансардного помещения. То есть ее расположение в данной схеме обычно принимается с учетом комфортной для хозяев высоты потолка.

Главный редактор проекта Stroyday.ru. Инженер.

Основные стропильные ноги, несмотря на то что являются наслонными, все же испытывают немалые нагрузки на изгиб и на сжатие – просто в силу своей длины и особенностей расположения под большим углом. Поэтому их необходимо разгружать, то есть усиливать дополнительными деталями. В этом качестве применяются подкосы – диагонально расположенные опоры (поз. 8) и (или) дополнительные затяжки (поз. 9).

Как правило, крутизна этого ската, сформированного основными, мансардными стропилами, выдерживается в диапазоне от 60 до 70 градусов, хотя может быть даже больше. Это, кстати, дает еще один «плюс» – на плоскости, расположенной с таким уклоном, зимой не будут задерживаться снежные массы, и их при расчете данных стропил можно не принимать во внимание.

Верхние скаты формируют коньковые стропила (поз. 10). Они, безусловно, значительно короче, и обычно располагаются под углом к горизонту от 15 до 30 градусов. Здесь можно применить и висячую схему расположения стропил, без центральной опоры. Но для надёжности нередко и на коньке устанавливается стойки или бабки (поз. 11) с пущенным по ним коньковым прогоном, и тогда, по сути, стропила превращаются также в наслонные.

Еще один нюанс данной схемы. Так или иначе, но создавать карнизный свес крыши над стенами, чтобы защитить их от прямого попадания влаги, придется. Значит, мансардные стропила должны иметь определённое удлинение (поз. 12) для формирования этого свеса планируемой ширины. Другой вариант – использование дополнительных деталей – так называемых «кобылок», с помощью которых наращивается длина стропильных ног. Это будет несколько подробнее рассмотрено ниже.

Цены на крепления для стропил

Пример такой конструкции крыши показан на иллюстрации ниже.

Пример стропильной системы ломаного типа с мансардными стропилами, закрепленными на мауэрлате, и с их удлинением для формирования карнизного свеса

Теперь рассмотрим вторую схему, обратив внимание на принципиальное отличие.

Карнизный свес формируется за счет выноса за пределы стен балок перекрытия

В целях максимально полезного использования объёма чердачного помещения, очень часто мансардные стропильные ноги крепят не на мауэрлате, а на балках перекрытия, уложенных на верхних торцах стен здания и вынесенных наружу на необходимое расстояние (поз. 2а). Выигрыш в ширине получающейся комнаты – очевиден. Кроме того, решается еще одна проблема. Вынос балок перекрытия сразу формирует карнизный свес необходимой ширины (поз. 12а). Впоследствии останется лишь подшить его снизу досками или панелями-софитами.

Стропильная система ломаной крыши с вынесенными за пределы стен здания балками перекрытия

Основные требования, учитываемые при проектировании ломаной стропильной системы

Чтобы закончить вопрос с общим устройством и перейти вплотную к расчетам стропильной системы, имеет смысл перечислить основные требования, которые к ней предъявляются.

• Как правило, высота потолка в мансардном помещении принимается не менее 2200 мм – в противном случае неизбежно постоянное давящее ощущение от близкорасположенной потолочной поверхности. Отсюда и начинаются основные расчеты других деталей системы.
• При определении типа кровельного покрытия стремятся выбрать материал с небольшой удельной массой – тяжелую кровлю разместить на крутом скате мансарды будет значительно сложнее, да и надежность установки может быть не гарантирована.
• Стопила, в особенности – основные, мансардные, нередко получаются весьма большой длины, и, скорее всего, потребуется установка усиливающих элементов конструкции (подкосов или затяжек). Промежуточные вертикальные стойки под круто расположенными стропильными ногами становятся малоэффективными.
• Необходимо иметь в виду, что мансарда, если она задумывается жилой и «всесезонной», всегда отличается выраженно большим количеством теплопотерь, так как, по сути, вообще не имеет со стороны скатов кровли никакой термоизоляционной преграды. Все это налагает особые требования к утеплению, которые также могут сказаться и на линейных параметрах деталей стропильной системы. Вместе с тем, слой термоизоляции кровли в большинстве случаев потребует еще и качественной вентиляции утеплителя, иначе он быстро напитается конденсационной влагой и потеряет свои качества.

• Для строительства мансарды ломаного типа следует употреблять только качественный пиломатериал хорошей степени просушки (остаточная влажность не более 20%) – никому не нужны деформации этой сложной конструкции при усыхании древесины. Не следует приобретать древесину с обилием сучков, с продольными трещинами, с синевой или другими признаками биологического разложения. Перед монтажом элементов системы все они должны получить полноценную обработку специальными составами, защищающими дерево от гниения, поражения плесенью, грибком или насекомыми, повышающими противопожарные качества материала.

Вот теперь, познакомившись с особенностями стропильной системы ломаного типа, можно перейти к ее самостоятельным расчетам.

Как выполнить самостоятельный расчет ломаной стропильной системы

В интернете можно, при желании, отыскать программы расчета стропильных систем, выполненных как в виде специальных приложений, так и по типу алгоритма для использования, скажем, в Microsoft Excel. Мы же предлагаем упрощенную систему расчета, которой, впрочем, будет вполне достаточно для самостоятельного проектирования ломаной крыши для собственного дома небольших размеров или хозяйственной постройки.

В отличие от предлагаемых программ, когда у пользователя только запрашиваются данные, а сама процедура расчета для него остается «за семью печатями», мы проведем вычисления поэтапно, с объяснением каждого выполняемого шага. Это, кстати, поможет и глубже разобраться в конструкции системы и в основных взаимосвязях ее элементов.

Взаимосвязь «крутизна ската – высота помещения мансарды – ширина помещения»

В качестве исходных данных у хозяина дома всегда будет ширина здания (Вд)– размер той стены, над которой станет формироваться фронтон крыши. Кроме того, наверняка имеются пожелания о высоте потолка в мансардном помещении (Нм). Значит, необходимо отследить взаимосвязь – как будет влиять крутизна нижнего ската мансардной крыши (угол а) на вместимость образующегося помещения с заданной высотой потолка, то есть его ширину (Вм). Если затем эту величину Вм разделить на два, то полученное значение покажет еще и расстояние между центром (продольной осью мансарды) и местом установки вертикальных стоек.

Схема для проведения расчетов ширины и высоты помещения

На схеме хорошо показаны те данные, которыми мы будем оперировать при расчетах. Правда, если стропильная система будет делаться по принципу выноса балок перекрытия наружу, потребуется еще один размер – величина этого выноса (Вв).

Особенности такой схемы: добавляется еще один параметр – длина выноса балки перекрытия Вв

Итак, по законам геометрии в прямоугольном треугольнике наши стороны (катеты) соотносятся следующим образом:

Вг = Нв / tg а

Вг – это длина «глухого» участка, то есть между внутренней поверхностью стойки и вершиной угла а (между скатом и балкой перекрытия).

Главный редактор проекта Stroyday.ru. Инженер.

Очевидно, что ширина полезного помещения мансарды (между вертикальными стойками) станет равна общей ширине минус два «глухих» участка.

Чтобы не «мучить» читателя самостоятельными подсчетами, постараемся каждый шаг расчетов снабдить соответствующим калькулятором.

Калькулятор зависимости крутизны мансардного ската и ширины образующегося помещения

Для удобства, в поле ввода сразу предусмотрена возможность расчета для обоих случаев – с опорой стропил на мауэрлат и с выносом балок перекрытия наружу. Просто в случае, если выноса балок нет, необходимо оставить в этом поле значение по умолчанию – «0».

При необходимости калькулятор позволяет решать и обратную задачу, когда известны желательные параметры комнаты, и необходимо вычислить, какой же крутизна ската должна быть при этом. Изменяя значение угла (градация сделана с точностью до 1 градуса), с ранее заданной шириной здания и высотой потолка, можно быстро прийти к необходимой ширине помещения. Такой подбор займет всего несколько лишних секунд.

Высота и крутизна конькового отдела ломаной крыши

Теперь у нас есть все необходимые величины для того, чтобы «прикинуть» общую высоту крыши, которая складывается из высоты мансардного помещения (Нм) и высоты треугольника, который можно назвать «коньковым» (Нк). Для расчета необходимо еще только определиться с углом крутизны установки коньковых стропил (b) – как уже говорилось, здесь обычно применяют скаты небольшого уклона, от 15 до 30 градусов.

Итак, высота «конькового треугольника» будет равна:

Нк = 0,5 × Вм × tg b

Калькулятор расчета высоты «конькового треугольника» мансардной ломаной крыши

Полученный результат остается суммировать с известной высотой мансардного помещения, чтобы получить суммарную высоту крыши. Для этого, наверное, уже не требуется калькулятора.

И опять же, вполне решается обратная задача. Например, необходимо узнать какую крутизну конькового ската необходимо задать, чтобы получилась крыша, допустим, общей высотой в 4 метра, при том, что потолок в мансарде планируется высотой в 2.3 метра. Простым арифметическим действием находим высоту «конькового треугольника»: 4 – 2,3 = 1,7 м, а затем, варьируя значения угла b, добиваемся нужной высоты в выдаваемом калькулятором ответе.

Расчёт длины стропильных ног

Пришла пора определиться, какой же длины, при полученных выше параметрах, будут стропильные ноги. Опять на помощь идет тригонометрическая формула:

L = Н /sin a = H / cos (90º — a)

Понятно, что для расчета длины мансардного (нижнего) стропила принимается значение высоты, соответствующее выбранной высоте мансардного помещения Нм и угол крутизны ската а, а для конькового стропила – высота «конькового треугольника» Нк и свой угол крутизны b. В остальном же различия нет, так что для поочередного расчета можно воспользоваться одним калькулятором, предлагаемым ниже.

Калькулятор расчета длины стропильной ноги

Если применяется схема с вынесенными балками перекрытия, и карнизный свес сформирован за счет этого, то на этом расчет общей длины стропильных ног закончен. Но в том варианте, когда требуется удлинение стропила для создания свеса, придётся выполнить еще одно вычисление.

Обычно ширина карнизного свеса, для полноценной защиты стен от прямого попадания осадков, задается по горизонтальной оси, то есть расстоянием от стены до края карниза. А при больших углах крутизны, характерных именно для нижних мансардных стропил, даже незначительная ширина свеса потребует довольно большого удлинения стропильных ног.

Карнизный свес, создаваемый за счет удлинения стропильных ног за линию мауэрлата

Для экономии материала, это удлинение часто делают и из досок, наращивая стропила кобылками. Значит, предлагаемый ниже расчет поможет определиться с тем, какая рабочая длина кобылок (без учета соединительного нахлеста) потребуется.

Цены на опоры для стропил

Калькулятор расчета необходимого удлинения стропила для создания карнизного свеса

Для расчета необходимо знать уже известный угол крутизны нижнего, мансардного ската а и планируемую ширину карнизного свеса k.

ΔL = k / cos a

Это соотношение заложено в расположенный ниже калькулятор:

Расчет основных нагрузок, выпадающих на стропильные ноги, определение их оптимального сечения

Следующим важным моментом становится определение нагрузок, которые будут выпадать на стропильные ноги. Этот параметр поможет определиться с сечением пиломатериала, которое обеспечит стабильность возводимой системы.

Главный редактор проекта Stroyday.ru. Инженер.

Расчет нагрузок, по правде говоря – это удел специалистов, владеющих теорией сопромата и вооружённых специальными методиками. Но в условиях строительства небольшого частного дома вполне можно применить и упрощённый алгоритм, который даст вполне приемлемый по степени точности результат.

Для подбора сечения пиломатериала мы будем оперировать распределенной нагрузкой, выпадающей на стропильные ноги. Она зависит от шага установки стропил – чем он меньше, чем ниже нагрузка, выпадающая на каждый погонный метр этой несущей детали.

А общая нагрузка складывается из нескольких составляющих – это масса самой системы с кровельным покрытием, ветровое воздействие, давление снежных масс на крышу. Плюс к этому, закладывается еще и определенный эксплуатационный запас – на случай непредвиденных нагрузок, например, стихийного или даже техногенного плана.

Ниже предложен калькулятор, который позволит быстро рассчитать распределённую нагрузку на стропильную ногу. Он, безусловно, требует некоторых пояснений по работе с ним – они также будут приведены.

Калькулятор расчета распределенной нагрузки на стропильные ноги.

Итак, для расчета потребуется ввести:

• Угол ската крыши. Обычно расчет проводится для более длинных мансардных стропил, так что вводится значение угла а. Впрочем, при желании, для сравнения можно провести вычисления и для коньковых – тогда указывается угол b. Угол ската необходим для правильного подсчета снеговой и ветровой нагрузок.
• Планируемый материал кровельного покрытия. В программу расчета, вместе с массой конкретной кровли, сразу занесено среднее значение массы характерной для нее конструкции обрешетки. Сюда же внесено примерный удельный вес утеплителя кровли мансарды. То есть, выбирая кровлю, пользователь сразу вносит и все весовые нагрузки стропильной системы.
• Для определения уровня снеговой нагрузки необходимо указать номер зоны своего региона проживания. Узнать свою зону можно по карте-схеме, расположенной ниже. Значение средней снеговой нагрузки для каждой из зон уже внесено в алгоритм расчета.

• Для учета ветровой нагрузки придется ввести несколько параметров:

— Во-первых, по аналогии со снежной нагрузкой, необходимо определить по соответствующей карте свою зону по уровню ветрового давления (данные систематизированы по итогам многолетних метеонаблюдений). Показатели ветрового давления для зон – внесены в базу данных калькулятора.

Зонирование территории России по уровню ветрового давления

— Во-вторых, необходимо определиться со своей «локальной зоной», то есть с особенностями расположения дома на местности, наличием или отсутствием естественных или искусственных преград для ветра. Тут подразумевается градация по трем типам – все они достаточно понятно изложены в интерфейсе калькулятора.

Правда, есть одна тонкость. Преграда для ветра только в том случае принимается в расчет, если она расположена в пределах круга с радиусом 30H, где Н – это высота дома над уровнем земли по линии конька. К примеру, для дома высотой в 6 метров учитываются препятствия, расположенные не дальше 180 метров от него.

Круг, в пределах которого учитываются естественные или рукотворные препятствия для ветра

— Наконец, следует указать и саму высоту будущего дома (по уровню его конька).

• Последнее поле ввода исходных значений – это планируемый шаг установки стропильных ног.

Варьируя этот параметр, оставляя неизменными все остальные исходные данные, можно наблюдать, как изменяется распределенная нагрузка, чтобы выбрать оптимальное значение.

• Итоговый результат будет выдан в килограммах на погонный метр стропильной ноги.

Располагая этим значением, можно войти в таблицу, предложенную ниже, чтобы выбрать брус или доску необходимого сечения.

Расчетная величина распределенной нагрузки (килограмм на погонный метр стропильной ноги)					Сечение пиломатериала для изготовления стропильных ног
75	100	125	150	175	доска или брус					кругляк
					толщина доски (бруса), мм					диаметр, мм
					40	50	60	80	100
Планируемый пролет стропила между точками опоры, м					высота доски (бруса), мм
4	3.5	3	2.5	2	160	150	140	130	120
4.5	4	3.5	3	2.5	180	170	160	140	120	120
5	4.5	4	3.5	3	200	190	180	160	140	140
5.5	5	4.5	4	3.5	—	210	200	180	160	160
6	5.5	5	4.5	4	—	—	220	200	180	180
6.5	6	5.5	5	4.5	—	—	—	220	200	200
—	6.5	6	5.5	5	—	—	—	240	220	220

В левой части таблицы находят ячейку на пересечении округленной (в большую сторону) распределенной нагрузки с длиной пролёта стропил (расстояния между точками опоры или усиления). Затем из этой строки в правой части таблицы выписываются рекомендуемые сечения бруса (или диаметр бревна, если стропила будут изготавливаться из кругляка).

Кстати, при подборе материала для изготовления стропил обычно учитывают еще и толщину утеплителя, который укладывается между ними. Плюс к этому – необходимо оставить вентиляционный зазор между утеплителем и расположенной над ним паропроницаемой мембраной кровельного «пирога» (еще 20-30 мм). Поэтому имеет, наверное, смысл сразу определиться и с необходимой толщиной утепления, при котором в мансарде будет поддерживаться комфортный для всесезонного проживания микроклимат.

Давайте проведем и этот расчет.

Толщина необходимого утепления мансарды

Расчет толщины утепления скатов мансарды строится на том, что суммарное термическое сопротивление создаваемого «пирога» не должно быть ниже нормированного значения, установленного СНиП.

Найти это значение можно по размещенной ниже карте-схеме. При этом необходимо брать значение «для покрытий» (показано красными цифрами). Оно всегда – самое большое, так как через кровельные покрытия происходят максимальные утечки тепла.

Цены на клееный брус

Карта-схема для определения нормированного значения сопротивления теплопередаче

Для утепления мансарды чаще всего применяют минеральную вату. Однако, это не догма, и можно встретить массу примеров, когда используется пенополистирол (обычный «белый пенопласт» или более безопасный и качественный экструдированный). Кроме того, в последнее время всё шире применяются напыляемые материалы – пенополиуретан или эковата.

Не будем сейчас рассматривать достоинства и недостатки каждого из утеплителей, а просто скажем, что их теплотехнические характеристики, необходимые для проведения расчета, уже внесены в программу калькулятора.

Какие материалы используются для термоизоляции частного дома?

Ассортимент подобных материалов – достаточно велик, и каждый из них обладает своими особенностями. Подробнее об основных утеплителях для дома рассказано в специальной публикации нашего портала.

Наконец, свою роль в термоизоляции мансарды может сыграть и внутренняя отделка помещения. В калькуляторе указаны основные типы материалов для обшивки стен мансарды – необходимо выбрать нужный и указать его планируемую толщину.

Калькулятор расчета толщины утепления скатов мансарды

Результат выдается в миллиметрах, и его можно затем округлить – привести к стандартным толщинам выпускаемых утеплительных матов или плит.

Кстати, для многих регионов России толщина утепления может оказаться весьма значительной, и для установки плит или матов такой толщины придётся неоправданно, в принципе, увеличивать сечение стропильных ног, что приводит и к удорожанию общей сметы, и к очень серьезному утяжелению конструкции.

Пример утепления скатов кровли в два слоя

Но выход есть – это практика двухслойной укладки термоизоляции. Вначале плиты укладываются между стропильных ног. А затем, для достижения необходимой расчетной толщины термоизоляции, монтируется второй слой, для установки которого достаточно вспомогательной обрешетки из легкого пиломатериала небольшого сечения.

Площадь кровли ломаной крыши

При планировании строительства крыши такого типа обязательным параметром, который необходимо узнать, является суммарная площадь получаемых скатов. Это важно в плане приобретения кровельного материала, утеплителя, требуемых по технологии гидро- и пароизоляционных мембран, для расчета обрешетки, разреженной или даже сплошной – под мягкие битумные покрытия.

(Про обрешетку в данной статье не говорилось намеренно, так как у каждого кровельного материала есть своя специфика в этом вопросе, и общих «рецептов» просто нет).

Схема для подсчета суммарной площади кровельного покрытия мансардной ломаной крыши

Подсчет площади скатов стандартной ломаной крыши, которая рассматривалась в публикации – задача буквально для начальной школы, и нет смысла облекать ее в какой-то онлайн-калькулятор. Просто воспользуйтесь следующей формулой:

S = 2 × D × (Lм + Lк)

S – суммарная площадь скатов ломаной мансардной крыши;

D – длина кровли по линии карнизного свеса;

Lм – длина мансардного стропила. Если для формирования карнизного свеса применялось удлинение стропильной ноги или использование кобылки, то это тоже обязательно принимается в расчет – длина стропила принимается суммарная, с учетом ΔL;

Lк – длина конькового стропила.

Все значения указываются с максимальной точностью в метрах, ответ получается, естественно, в квадратных метрах.

Вместо заключения

Конструкция ломаной мансардной крыши на небольшом по размерам загородном доме (с шириной по линии фронтона в пределах 6÷7 метров) – настолько широко опробованная на практике, что встречается масса рекомендаций по выбору сечения пиломатериалов, даже не проводя расчетов. Так, для стропильных ног советуют использовать доски сечением 50×150 мм (если требуется толстое утепление – то его лучше провести в два слоя). Для стоек и перекрывающих их сверху балок применяют брус сечением от 80×80 до 100×100. Затяжки и подкосы – обычно выполняют из тех же материалов, что и стропильные ноги. Про обрешетку было сказано – в зависимости от выбранного кровельного материала и крутизны скатов.

Правда, при этом часто оговариваются, что такие сечения будут справедливы для районов с не слишком высокой снеговой и ветровой нагрузкой. А вот как уловить эту грань? Может, лучше все же не полениться и провести самостоятельный расчет? Дело ваше.

В завершение публикации – два видео сюжета, посвященные монтажу такой стропильной системы. Хотя вопрос практического монтажа выходит за рамки рассмотрения данной публикации, такое знакомство с одной из существующих технологий возведения ломаной конструкции крыши поможет лучше представить ее устройство для проведения необходимых проектировочных работ.

Ломаная крыша: особенности и нюансы, расчет и монтаж

В данной статье мы узнаем, что такое ломаная крыши, какие у нее есть особенности, нюансы, как производится расчет и монтаж.

Посмотрим, какие виды ломаных мансардных кровель существуют и какими достоинствами, и недостатками они обладают. Расскажем, в чем особенности расчета различных параметров для таких крыш и почему лучше не заниматься этим самостоятельно.

Особенности устройства ломаной крыши

Ломаные крыши не так часто применяются в частном домовладении, посмотрим, особенности ее устройства, не стоит их путать с крышами Судейкина: что это такое про их преимущества и недостатки, мы уже говорили. Начнем с того, что это один из самых сложных видов скатных кровель, поэтому выполнить установку и проектирование своими руками ее точно не получится, поэтому придется привлекать бригаду профессиональных кровельщиков. Такой вид кровли применяют для домов, где планируется использование чердачного пространства в качестве жилого.

Ломаная крыша сохраняет внешнюю привлекательность здания, повышает функциональность использования полезного пространства, чаще всего ее завершают загородные коттеджи. Основа ломаной крыши двухскатная технология, но здесь каждый скат обладает линией изгиба, на которой происходит изменение угла наклона, поэтому происходит, своего рода, увеличение количества скатов в два раза, а фронтон в такой крыше становится пятиугольным.

С учетом все вышеперечисленных нюансов стропильная система здесь более сложная, про коньковый прогон и способы крепления стропильных ног на простых кровлях мы уже говорили, чем в обычной двухскатной крыше и делится на две части, верхнюю и нижнюю. Причем, у нижних стропил очень крутой угол наклона. Это используется для того чтобы увеличить чердачное пространство, которое теперь может быть мансардой.

Достоинства и недостатки ломаной крыши

Теперь наш самый любимый раздел, будем казнить и миловать, а именно рассказывать о достоинствах и недостатках ломаной крыши. Основной плюс использования ломанной крыши, как мы уже говорили в том, что она дает возможность использовать чердачное пространство как жилое помещение. В нем можно разместить даже крупногабаритную мебель, в отличии от двухскатной. А мансардное помещение обойдется дешевле, чем возводить второй этаж.

Через холодный чердак двухскатной кровли быстрее уходит тепло из помещений внутри строения, а мансардный этаж позволит сохранять тепло внутри дома, а это значит, что используемые энергоресурсы и затраты на обогрев значительно сократятся. Внешний вид дома с ломаной кровлей, как считают некоторые, смотрится лучше, чем обычная скатная, но это на любителя, не будет рассматривать это как плюс или минус.

Из минусов отметим, что возвести ее гораздо дороже, т.к. устройство значительно сложнее, да и материалов будет использовано больше, придется воспользоваться услугами профессионалов по выполнению кровельных работ в Москве, кроме этого, такие крыши лучше не выбирать тем, кто проживает в регионах со снежными зимами. Во-первых, снег просто закроет окна мансарды и свет просто не будет проникать в помещение. А если при монтаже еще и были допущены ошибки, то снег будет скапливаться под коньком и на линии излома скатов.

Какие есть типы ломаных мансардных крыш?

Есть не менее 6 типов ломаных мансардных крыш:

• односкатная;
• двухскатная;
• полуторный этаж;
• ломаная;
• трехскатная;
• четырех скатная.

Теперь о каждой из них немного подробнее первая будет выглядеть как наклонная плоскость, которая находится на стенах различной высоты. Для этого вида стропильная система одна из самых простых из ломаных кровель, но увидеть ее на жилых домах можно не часто. Двухскатный вариант – самый распространенный, ставший уже классикой. Используется для домов, которые имеют прямоугольную форму. Конструкция может быть симметричной, когда конек располагается в середине постройки. Если крыша имеет ассиметричный вид, это значит, что конек смещен в сторону, но под такими кровлями использовать рационально пространство без увеличения угла скатов и высоты конька, но все это придет к увеличению парусности.

Особенности кровли в полтора этажа в том, что стены поднимаю до нужной высоты, а на них монтируется двухскатная кровля. В ломаной крыше каждый скат содержит две части, которые имеют различный угол наклона. Именно они позволяют расширять полезную площадь. Трехскатные конструкции используются тоже не часто, они ассиметричны и укладываются, как правило, в пристройках. В них вместо фронтона находится третий ломаный скат.

Четырех скатная крыша, которую еще называют вальмовой что это такое и про ее плюсы и минусы, мы уже знаем, является самой технически сложной в исполнении ломаной кровлей. Расчет такой конструкции должен быть максимально точным, тогда она будет устойчива к ветровым и снеговым нагрузкам и не будет создавать больших нагрузок на фундамент.

Правила расчета мансардной кровли

Существуют правила расчетов мансардной кровли, но в любом случае этот вопрос лучше доверить профессиональным кровельщикам, а не пытаться возвести ее самостоятельно. Производятся они с учетом типа мансарды. Первый используется при переделке чердачных помещений, которые были нежилыми, а второй тип – это ломаная кровля, которая изначально была в плане дома.

Сейчас в сети можно найти множество различных онлайн калькуляторов, они бывают как специализированными, которые применяют для расчета сечений основных несущих элементов, помогают определить полезную площадь, угол наклона скатов, распределение нагрузки на стропильные ноги. Воспользоваться ими вряд ли могут те, кто не обладает достаточным опытом.

Что такое ломаная крыша

• Главная />
• Блог />
• Ломаная крыша: виды, достоинства и особенности стропильной системы

Ломаная крыша: виды, достоинства и особенности стропильной системы

• 0 сообщений
• 816 просмотров

Ломаная крыша является усложненным аналогом двускатной, только в своей конструкции вместо треугольной имеет проекцию с пятью углами и, соответственно, большее число линий с изломами. Склонение домовладельцев к такому типу крыш обусловлено рациональным использованием свободного пространства под ней с возможностью обустройства чердака или мансарды без возведения еще одного полноценного этажа.

Виды ломаных крыш

Л оманая крыша имеет несколько вариантов своего исполнения, а именно:

Односкатная. Довольно нестандартный вариант для нынешней архитектуры. Такой тип имеет одну единственную наклонную плоскость, которая упирается на стены различной высоты и конструируется из самой простой стропильной системы. Для того, чтобы осадки с поверхности уходили естественным способом, угол наклона плоскости должен быть большим. В доме с такой крышей можно обустроить зону отдыха, тренажерный зал, и очень часто на мансардном этаже устанавливают панорамные окна.

Двускатная. Классический вариант исполнения крыши, в основном возводится на домах в форме прямоугольника. Такой тип более надежный и стойкий к сильным ветрам и осадкам. Фронтон вертикального типа и расположение конька на разном уровне позволяют двускатной крыше иметь несколько исполнений:

• Симметричная конструкция, когда конек находится над серединой дома;
• Асимметричная конструкция, когда он имеет смещение относительно центра.

Наклон скатов не позволяет оптимально использовать площадь помещения, большая его часть по углам теряется и образует мертвые зоны, да и потолки высокими здесь сделать нельзя.

Трехскатная. Фронтон крыши здесь представлен третьим ломаным скатом, что исключает наличие дополнительной капитальной стены, а это придает всей системе относительно небольшой вес. Внешний вид здания по итогу напоминает терем.

Четырехскатная (вальмовая). С технической точки зрения такая конструкция является самой сложной и требует очень точных расчетов. Четыре ломаных ската занимают места фронтонов, крыша оказывает минимальную нагрузку на фундамент, но главным недостатком являются дополнительные расходы на организацию кровельного пирога.

Особенности стропильной системы ломаных крыш

Стропильная система ломаной крыши усложняется пятиугольным фронтоном и значительным количеством скатов, за счет этого у нее имеются более габаритные размеры в сравнении с двускатной, а саму конструкцию можно разделить на две части:

1. Верхние стропила, устанавливаются с помощью наклонных стропильных ног под углом около 20-30 0 ;
2. Нижние стропила, задают больший угол, не менее 60 0 .

Ребра жесткости выступают в качестве стен помещения. Для минимизации прогиба балок и уменьшения нагрузки на конструкцию между висячими стропилами и затяжкой монтируется бабка.

Дополнительные элементы в постройке устанавливаются в зависимости от ее форм и размеров, это могут быть:

• Окна. Как установка мансардных окон, так и обычных. Актуальными на сегодняшний день являются энергосберегающие стеклопакеты.
• Балкон, пристройка. Визуальный вид ломаной крыши с террасой или балконом более привлекателен, также они способствуют увеличению полезной площади, но если домовладелец решится на такие изменения, то следует учитывать необходимость дополнительных расчетов на прочность и установку выносных опор.
• Эркер. Небольшие выступы для окон аналогично балконам требуют усиления стропильной системы. В современном дизайне эркеры стремятся практически полностью остекленять, чтобы мансарда максимально находилась в естественном освещении.
• Кукушка. Обустройство кукушки на ломаной крыше делается с возведением отдельной стропильной системы, которая сопряжена с главной, при этом ее форма может быть односкатной, двускатной, вальмовой и арочной.

Материал для строительства крыши

Возведение мансарды лучше всего осуществлять с использованием хвойных пород деревьев, так как они более прочные и надежные, что при эксплуатации помещения позволит выдерживать балкам и брусам высокие нагрузки. При выборе материала следует обратить внимание на его качество, поверхность должна быть чистой, без сучков и механических повреждений. Древесина должна иметь относительную влажность 20-22%.

Использование элементов из железа и бетона приводит к прогибанию конструкции и увеличению силы тяжести на фундамент и балки перекрытия. Поэтому от них в строительстве лучше отказаться.

Перед тем как приступить к строительству дерево подвергается обработке:

• Антисептическими средствами;
• Смесью для защиты от огня;
• Раствором против гниения.

Нанесение любого средства проводится в несколько слоев на открытом воздухе с помощью кистей или распылителей. После соединения всех элементов, их стыки также обрабатываются.

Преимущества и недостатки ломаных крыш

Ломаная крыша имеет как ряд достоинств, так и некоторые недостатки, перед тем как ее выбрать, следует осмысленно взвесить и те, и другие. К преимуществам можно отнести:

• Возможность получения дополнительного рабочего пространства, и это не пристройка, а целый мансардный этаж;
• Удобная форма помещения, его площадь будет отличаться всего на 15% от нижнего этажа, и в отличие от остальных типов крыш, здесь легко поместится крупногабаритная мебель, а мертвые зоны можно обыграть интерьерными элементами или скрытыми шкафами;
• Более дешевая стоимость возведения мансарды в сравнении с полноценным этажом;
• Тепловые потери в помещении при ее утеплении будут минимальными;
• Более оригинальный внешний вид, в сравнении с двускатной.

Из отрицательного можно выделить:

• Необходимость точных расчетов, неправильно спроектированная крыша приведет к забиванию снега под коньком или на линии излома скатов, а также к его накоплению внутри;
• Отсутствие вентиляции воздуха или его недостаток в помещении будет сопровождаться сбором конденсата в теплоизоляционном слое, что в будущем приведет к скорому износу стропильной системы.
• Значительные денежные затраты за счет установки дополнительной конструкции.

Ломаные крыши имеют колоссальные габариты и сложное внутреннее строение, однако, если ее грамотно обустроить, то служить она будет круглогодично на протяжении многих десятков лет.