Как учитывается угол наклона при расчете стропильной системы
Расчет состоит из нескольких этапов, каждый имеет свои требования и учитывает определенные условия.
Шаг 1. Расчет нагрузки на погонный метр стропильной ноги. Мы уже упоминали, что от показателей угла наклона во многом зависит распределение усилий. Стропильная нога условно принимается за балку с двумя или несколькими точками упора, от угла наклона зависят значения продольных и поперечных усилий. Каждое отдельное усилие определяется после построения эпюры как катет прямоугольного треугольника. При этом угол наклона играет важную роль, именно его значение синусов, косинусов и тангенсов используются для определения нагрузок.
Разложение нагрузки на стропила на вертикальную и горизонтальную составляющие
Для расчета суммарной нагрузки нужно расстояние между точками упора стропильных ног умножить на расстояние между стропильными ногами и на суммарную нагрузку. С учетом значения этой силы строится эпюра. Но на практике расчеты по эпюрам не нужно делать, в СНиПе есть таблицы с готовыми данными.
Шаг 2. Определение площади сечения пиломатериалов, используемых для изготовления стропильных ног. Это очень важный этап расчетов. Исходные данные надо брать из ГОСТа 24454-80, прочность материалов дана с учетом вида древесины. Для стропильных ног универсальными считаются доски толщиной 50 мм, ширина подбирается в зависимости от ранее рассчитанных нагрузок.
Таблица размеров и других параметров стропил
С учетом величины угла наклона по формулам рассчитывается ширина доски, исходные данные – толщина стропилины.
Оптимальный шаг и сечение стропил под металлочерепицу
Имейте в виду, что максимальная длина стропилины – это не общая длина, а расстояние между соседними упорами. Упорами смогут быть как вертикальные стойки, так и раскосы или различные стяжки.
Элементы стропильных систем
Еще раз напоминаем, что во время расчетов параметров стропилины надо брать максимальное расстояние, одна нога может иметь несколько опорных точек. Этот общий подход используется для расчетов на прочность любых конструкций, всегда берется самое слабое и наиболее нагруженное место. Только так можно с достаточным запасом прочности и устойчивости спроектировать стропильную систему.
Во время непосредственного строительства кровельщики могут увеличивать количество упоров или уменьшать расстояние между ними и за счет этого дополнительно повышать устойчивость конструкции. Но категорически запрещается уменьшать количество опорных элементов или увеличивать расстояние между опорными точками. Такие действия обязательно приведут к деформации крыши. Она может случиться как сразу после окончания кровельных работ, так и через несколько лет после начала эксплуатации здания.
Монтаж стропильной системы двухскатной крыши должен производиться по проекту
На основании расчетов определяется минимальная ширина доски для стропил при толщине 50 мм с учетом оптимального угла наклона скатов. Это значение никогда не будет стандартным, окончательно выбирать доску нужно с запасом по ширине. К примеру, если у вас получилось 90 мм, то доску надо брать 100 мм, если 120 мм, то ширина стропильной ноги должна быть 150 мм. За счет такого подхода компенсируется возможное уменьшение прочности пиломатериалов. Дело в том, что в мире не существует двух досок с полностью одинаковыми свойствами. На механическую прочность оказывает влияние огромное количество факторов, не поддающихся расчетам. Никто не знает, сколько именно трещин или сучков будет иметь доска на расчетном участке, есть ли заболонь или иные пороки развития древесины, как она сушилась, какие допуски по толщине и ширине и т. д.
Еще один момент – одна и та же доска изменяется свою прочность в зависимости от влажности, температуры наружного воздуха и времени эксплуатации.
Деформация древесины
Мера усадки и деформации симметричной доски зависит от распиловки
Некоторые советы
- Строительный опыт должен стать определяющим при создании ломаной двускатной крыши своими руками. Её конструкция может оказаться достаточно сложной для новичка.
- Кровельный материал большого веса лучше не использовать для и без того тяжёлой конструкции. Из-за этого требования придётся отказаться от черепицы в пользу существующих альтернатив – например, битумной или металлической черепицы.
- Вентиляция кровельного пирога — обязательное условие грамотного монтажа. Продувы устанавливают в крыше и в коньковой части.
- Образовавшееся подкровельное пространство отлично подойдёт для организации мансарды. И если вы планируете располагать там жилые помещения, то особенно внимательно необходимо подойти к вопросу её утепления. Толщина материала должна быть выбрана в соответствии с требованиями СП. Это параметр выбирается в зависимости от района строительства.
- Также не стоит экономить на пароизоляционном материале. Качественная продукция поможет создать комфортную среду в жилом помещении.
Тонкости проектирования вентиляции на чердаке
Прежде чем приступать к монтажу аэраторов или вытяжных механизмов в чердачном помещении, следует все просчитать и выбрать наиболее подходящий вариант. Для этого нужно учитывать площадь помещения и его предназначение. Ведь, если здесь, к примеру, предстоит делать ванную комнату, то без вытяжных вентиляторов точно не обойтись.
Проект: когда его стоит создавать
Один из самых важных моментов обустройства вентиляции – проектирование. Оно должно происходить еще на этапе строительства. В противном случае все выйдет дороже – придется нанимать еще одну бригаду или самому вникать во все тонкости процесса.
Если же все строительные работы уже окончены, а вентиляции нет, то нельзя все так оставлять. Обязательно следует позаботиться о ее создании – сейчас это все равно обойдется дешевле, чем через 2-3 года, когда мансардой невозможно будет пользоваться. Причем, первые признаки появятся уже спустя 6-8 месяцев после начала эксплуатации помещения.
Вход в мансарду может располагаться как внутри дома, так и снаружи. Но этот факт совершенно не влияет на потребность обустроить вентиляционную систему. Это не тот процесс, на котором нужно экономить. Тем более, что при разумном подходе все обойдется во много раз дешевле покупки новых материалов для ремонта кровли.
Как правильно спроектировать вентиляцию
Задумавшись о преобразовании чердачного помещения, сразу же нужно обдумать систему его вентилирования, подобрать наиболее оптимальный вариант и разработать конкретный проект.
При проектировании подкровельной вентиляции нужно учесть предназначение будущего помещения и его площадь. Следует помнить, что это нужно не только комнате, но и подкровельным материалам
Поэтому важно правильно укладывать все слои кровли, выполняя рекомендации, приведенные производителем тех или иных материалов кровельного «пирога»
Первым делом предусматривают варианты притока свежего воздуха. Для этого крайне важна правильная конструкция крыши, чтобы можно было сделать один вентиляционный зазор, обеспечиваемый контробрешеткой. Его суммарная величина должна составлять 1/100 от площади кровли. Для формирования зазора используется брусок со сторонами 30, 40, 50 мм.
Иногда контробрешетку делают не сплошной, а с разрывами — в форме отдельных отрезков. Она сооружается от карнизного свеса до конька с целью более эффективного омовения элементов системы воздушными потоками. Для оптимизации «проветривания» выполненной из древесины каркасной системы крыши в боковой части стропилин дополнительно высверливаются отверстия O по 2 — 2,5 см через. Сверление производится через 30 — 50 см.
Еще один элемент, обеспечивающий постоянный приток свежего воздуха – софиты под карнизным свесом. Здесь особенность – диффузионная пленка или микроперфорированная пленка не доводится до края карниза. Она должна сразу же обрываться за стеной, чтобы поток свежего воздуха спокойно проникал.
Еще один метод для притока – зазор по всей плоскости крыши между гидроизоляцией и самим покрытием. Высота продуха может быть от 3 до 5 см, размер отверстия должен быть равным на входе, выходе и всем протяжении этого вентиляционного канала. Указанные правила принято соблюдать при сооружении утепленных кровельных систем и крыш без утеплителя.
Когда с проектированием притока удалось определиться, начинают разрабатывать наиболее подходящий вариант удаления воздуха. Чаще всего используют:
- в верхней части крыши – вентканалы, точечные аэраторы, аэрационные турбины, которые работают от наименьшего порыва ветра;
- в гидроизоляционной пленке по всей протяженности вдоль конькового прогона формируется разрыв для свободного вывода воздушной массы из-под кровли;
- если длинная ендова, то нужно обеспечить приток воздуха вдоль всей ее линии в нижний вентиляционный зазор, сделав сплошное вентилируемое примыкание;
- стремятся делать сплошную вентиляцию коньков и хребтов.
Суммарное сечение вентотверстий вкупе со слуховыми окнами и аэраторами должно быть примерно 1/300-1/500 площади чердачного пространства.
Подсчитывать сколько и каких вентиляционных элементов понадобится нужно лишь исходя из площади своего мансардного помещения. Все это очень индивидуально – ведь дома и коттеджи имеют самую разную форму крыши, которую также следует учитывать при проектировании вентсистемы для обустраиваемой мансарды.
Укладка мауэрлата мансарды своими руками
Изготовление мансардной крыши предполагает обязательную укладку мауэрлата, выполненного из балок сечением 100х100 мм или 150х150 мм. Он располагается в торцевой части боковых внешних стен. Мауэрлат предназначен для равномерного распределения и переноса на фундамент массы кровельного каркаса, а также предотвращения опрокидывание скатов. Перед укладкой балки мауэрлата верхнюю часть стены покрывают слоем гидроизоляции. Для этого можно использовать специальную пленку или рубероид.
Монтаж производится на металлические шпильки, заранее вмонтированные в бетонную стяжку. Если приходится переделывать крышу, то для фиксации мауэрлата можно использовать анкерные болты, углубив их в стену на 15-17 см. В зданиях из бруса или бревен в качестве крепежа используются нагели.
Стропильная система мансардной крыши. Чертежи классического варианта
Когда возникает вопрос, как сделать мансардную крышу дома своими руками, следует выбирать наиболее простой в исполнении и практичный для дальнейшей эксплуатации вариант. Поэтому для частных домов отдается предпочтение ломаным крышам.
Данная конструкция позволяет не только создать значительное по площади мансардное помещение, но и благодаря свесам, которые опускаются довольно низко, защитить верхнюю часть стен здания и фундамент от атмосферных осадков. К тому же это хорошее решение для создания оригинального экстерьера частного дома.
Угол наклона ломаной крыши зависит от региона, климатических условий и выбора кровельного материала. Классическая ломаная мансардная крыша, чертеж которой наглядно это отображает, имеет соотношение наклона верхних скатов к плоскости пола в 30 град., а нижних – 60 град. Угол наклона боковых поверхностей может колебаться от 45 до 80 град.
Классическая схема устройства стропильной системы мансардной крыши
Взяв за основу эти данные, параметры дома, и то, что высота потолка в мансардном помещении не должна быть меньше, чем 2 м, можно выполнить расчет всех параметров. В классическом варианте можно не учитывать нагрузку на боковые поверхности от осадков, поскольку они будут удерживаться в верхней части крыши.
Расчет мансардной крыши
На специализированных сайтах можно найти чертеж ломаной мансардной крыши своими руками для небольшого дома. Его можно взять за основу для выполнения будущих расчетов, куда входит расчет мансардного помещения, нагрузок, элементов стропильной конструкции и количество строительных материалов.
Для расчета мансардной крыши можно воспользоваться многолетним опытом специалистов, которые неоднократно возводили классическую ломаную крышу и могут подсказать, какой материал необходимо использовать. Именно от этого зависят многие параметры стропильного каркаса. Расчет необходимого количества пиломатериалов для создания стропильной системы сводится к определению высоты и ширины пролетов, и соответственно количеству деревянных брусков, которое умножается на их высоты.
Точное планирование и расчет схемы строительства — залог надежности и долговечности как самой крыши, так и всего здания
От ширины утеплителя зависит шаг между стропилами, который должен быть на 3 см меньше ширины теплоизоляционного материала, чтобы снизить количество отходов и упростить его монтаж. Доски для стропильных ног также подбираются с учетом толщины утеплительного материала. В случае использования базальтовой ваты, толщиной 200-250 мм и создания требуемого вентиляционного зазора в 20-30 мм, минимальная ширина доски составляет 230 мм. Толщина стропил должна быть более 50 мм.
Для балок и стоек следует выбирать брус с параметрами 100×100 мм, что позволит создать прочную и надежную конструкцию даже для зон, находящихся в сложных погодных условиях.
Для расчета количества изоляционных и кровельных материалов используются математические формулы определения площадей геометрических фигур, из которых формируется определенный тип мансардной кровли.
Сегодня в сети Интернет можно выполнить онлайн-расчет мансардной крыши. Для начала указывается тип мансардной крыши, схема стропильной системы, утеплительный и кровельный материал и вводятся запрашиваемые геометрические параметры. Для получения более точного результата следует воспользоваться услугами специалиста, который не только выполнит расчет всех нагрузок и размеров строительных элементов, но и подскажет какой материал лучше выбрать.
Для расчета мансардной крыши и количества необходимых материалов можно воспользоваться онлайн-калькулятором в сети Интернет
Дополнительная информация о калькуляторе
Онлайн-калькулятор мансардной (двухскатной) крыши поможет вам рассчитать углы наклона боковых и коньковых скатов, размер и количество боковых и коньковых стропил, количество обрешётки, а также объём нужных материалов в режиме онлайн. В расчётную базу заранее внесены наиболее популярные кровельные материалы, такие как металлочерепица, шифер, ондулин, черепица из керамики, битума, цемента и другие материалы.
Перед проектированием мансардного этажа крайне важно ознакомиться со СНиП 2.08.01-89 «Жилые Здания», где содержатся нормативные сведения о строительстве, в том числе мансардных этажей. Мансардная крыша (также встречаются термины «ломаная крыша», «покатая крыша») с каждой стороны имеет два ската, наклонённых под разным углом
Таким образом скаты формируют расширенное чердачное помещение, которое называется мансардным этажом или просто мансардой
Мансардная крыша (также встречаются термины «ломаная крыша», «покатая крыша») с каждой стороны имеет два ската, наклонённых под разным углом. Таким образом скаты формируют расширенное чердачное помещение, которое называется мансардным этажом или просто мансардой.
Мансардная крыша может быть построена изначально или надстроена к уже существующему зданию. Так можно выиграть полезное пространство, не достраивая дополнительных этажей.
Первые мансардные крыши современного типа известны с XVII века. Сегодня существует множество вариаций исполнения мансардного этажа, где могут располагаться хозяйственные или жилые помещения.
Особое внимание следует обратить на выбор материалов для кровли. Для максимизации площади мансардного этажа боковые скаты делаются довольно крутыми
Поэтому обустройство кровли может потребовать дополнительных затрат. Если помещения мансардного этажа предназначены для жилья, им потребуются увеличенные окна и улучшенная теплоизоляция.
Заполняя поля калькулятора, обратите внимание на значок «Дополнительная информация» , под которым скрываются пояснения по каждому пункту. Внизу страницы вы можете или оставить комментарий по улучшению данного калькулятора
Будем рады вашим отзывам!
Внизу страницы вы можете или оставить комментарий по улучшению данного калькулятора. Будем рады вашим отзывам!
Чем отделать потолок?
Гипсокартон – самый бюджетный и практичный вариант отделки. Материал можно монтировать под любым углом, он немного весит, имеет гладкую поверхность и может покрываться любым отделочным материалом обоями, краской, плиткой. Листы легко режутся, и для создания выразительных конструкций потолок не придется опускать низко. В трапециевидных и полукруглых углублениях помещается подсветка, софиты, подвесные люстры. Лучше использовать влагостойкий и пожаробезопасный гипсокартон.
В гипсокартонные конструкции легко встраиваются светодиодные светильники, стенам и потолку можно придать любой оттенок.
Вагонка имеет свои плюсы:
- экологичность;
- эстетичный вид;
- долговечность.
Но ее использование возможно только тогда, когда стены помещения тоже отделаны под дерево. Вагонка прекрасно впишется в стиль кантри, экостиль, средиземноморский, шебби-шик (окрашенная в светлый тон).
Мансарда в стиле шебби-шик с потолком и стеной из светлой вагонки.
Евровагонка и имитация бруса стоят немного дороже, но при этом не нуждаются в дополнительной обработке.
Кессонный потолок изготавливается из сочетания древесины, МДФ, полиуретана и гипрока. Такой вид отделки имитирует ячейки из открытых перескающихся балок. Довольно дорогой вариант.
Кессонный потолок идеально вписывается в стиль лофт и классические стили.
Вполне реально отделать потолок натяжными полотнами. Такие конструкции скрывают неровности, дают возможность соорудить многоуровневые потолки с графическими вставками и разными видами подсветки. Весят натяжные потолки ничтожно мало, а возможности их дизайна – безграничны.
Дорого, но роскошно выглядит потолок из паркетной доски. Работать с материалом на полотке непросто, но результат того стоит.
Разновидности ломаных конструкций
Видов ломаных конструкций несколько, различие основано на количестве скатов. В зависимости от вида крыши будет отличаться и внутренняя планировка помещения, а также его надежность.
- Односкатная крыша. Изготовление такой крыши происходит при помощи закрепления ее на стенах с разной высотой. Такой вариант исполнения крыши самый простой и распространенный.
- Двухскатная. У такой крыши есть два ската, которые направлены в противоположенные стороны. Данный вид крыши хорошо подходит для обустройства под ней мансарды.
- Трехскатная. Данный вид крыши основан на двух торцах. Конструкция такой крыши мало весит (отсутствие одной капитальной стены), поэтому не наносит большой нагрузки фундаменту.
- Четырехскатная. Самый сложный в исполнении вариант крыши, для строительства необходимо произвести сложные расчеты по площади и ветровым нагрузкам.
Коротко о главном
Процесс создания ломаной крыши достаточно прост при наличии определенных навыков и знаний. Также потребуется запастись достаточным количеством необходимых строительных материалов и соответствующим инструментом. Без их наличия и при отсутствии элементарного понимания в строительном деле лучше обратиться за помощью к специалистам. В ином случае делается чертеж будущей крыши, где учитывается высота будущей мансарды, разновидности кровельного и утеплительного материалов. И проводятся непосредственно строительные работы – начиная с монтажа мауэрлата, затем системы стропил, теплоизолирования, обустройства фронтонов, обрешетки, настила кровли и заканчивается все обустройством конька и снегозадержателей.
Этапы работ
- На несущие стены здания необходимо уложить рубероид в один или два слоя. Он будет выполнять гидроизоляцию защиту.
- Затем переходят к монтажу мауэрлата. Крепление балок к шпилькам осуществляют при помощи гаек.
- Внутреннюю часть мауэрлата монтируют таким образом, чтобы обеспечить её совпадение с внутренней частью стены. При условии большой толщины стены можно выложить защитный ряд. Его располагают с наружной стороны. Для работ используют кирпич.
- После того как мауэрлат установлен, переходят к креплению вертикальных стоек. Для этого используют временные распорки. Начинают установку с крайних стоек в ряду, после чего необходимо натянуть между ними веревку. Она будет служить уровнем для установки остальных стоек.
- Стойки устанавливают с шагом в 2,5-3 метра. Он будет оптимальным. Высоту их определяют в соответствии с предполагаемым уровнем потолка, прибавив к этому параметру 10-15 см.
- После этого переходят к установке верхних секций. Их крепят к вертикальным стойкам, а в верхней части соединяют.
- Образовавшиеся соединения необходимо закрепить при помощи фанерных накладок. Их фиксацию на брусе осуществляют саморезами.
- Прогоны устанавливают на стойки из досок. После чего монтируют ригели, которые необходимо зафиксировать временной подпоркой. Затем их закрепляют, используя доски.
- Брус-прогон монтируют в верхней части конструкции.
- Последним этапом будет установка и фиксирование раскосов.
- На стропильные ноги набивают контробрешётку, используя гвозди и молоток.
Когда все работы с монтажом стропильной системы закончены, можно приступать к следующему этапу формирования кровельного пирога – укладке тепло-, паро- и гидроизоляции.
Послойное изображение кровельного пирога
Пароизоляционная плёнка крепится с внутренней стороны помещения. Для этого хорошо подойдут металлические скобы
Важно соблюдать равномерное натяжение материала.
В качестве утеплителя можно использовать минеральную вату или пенополистерол. Их монтаж производят между стропильными ногами.
Укладка гидроизоляции — завершающий этап, осуществляют её внахлест несколькими слоями
Это поможет свести риски протечки к минимуму.
Фиксирование материала обеспечивается контррейками, которые монтируют снизу вверх, начиная от карниза и двигаясь к коньку.
Контррейки обеспечивают вентиляцию кровельного пирога, а также помогают сохранить целостность гидроизоляционной плёнки.Дальнейшие работы можно описать как кровельные:
Когда плёнка гидроизоляции уложена, приступают к монтажу обрешётки. Определение шага реек зависит от типа кровельного покрытия, используемого при строительстве. Для удобства работ его делают в 30-35 см. при условии использования жёстких материалов. А вот для мягкого кровельного покрытия лучше подойдёт сплошная обрешётка из листов фанеры или ОСБ-плит.
Рейки необходимо располагать прямолинейно, чтобы после, при укладке кровельного материала, не возникло проблем.
Особенностей укладки кровельного покрытия для ломаной двускатной кровли нет, поэтому работы осуществляются в соответствии с выбранным материалом.
Расчет ломаной крыши
Перед началом работы предстоит провести два расчета:
- определение количества необходимого стройматериала;
- вычисление несущей способности конструкции.
Определить, сколько нужно материала, очень просто из-за несложной геометрии ломаной крыши. С несущей способностью разобраться не так просто. Для ее расчета необходимо учесть:
- массу кровли;
- примерную массу снега;
- массу обрешетки;
- массу паро-, гидро- и теплоизоляционных материалов;
- размеры крыши;
- углы установки скатов;
- шаг установки элементов стропильной системы и кровельной обрешетки;
- дополнительная нагрузка: масса людей и оборудования, окон, вентиляции и т. д.
На основании этих данных и при помощи специальных программ делается расчет несущей способности. В зависимости от того, какая несущая способность требуется, выбирается площадь сечения используемого в строительстве деревянного бруса. Если что-то не устраивает, проект можно подкорректировать, изменив стропильную систему, выбрав другой кровельный материал, разместив стропила пореже.
В большинстве программ конструкция ломаной крыши может быть визуализирована — на 3D модели сразу будет видно, как изменения повлияют на внешний вид мансарды.
