Как рассчитать ломаную крышу дома?

Расчет размеров ломаной крыши

Мансарда

Расчет размеров ломаной крыши, ломаная крыша , это мансарда, помещение в под кровельном пространстве. Такое распространение устройства крыши сруба садового домика, получило во времена не столь далёкие, когда размер садового домика на участке в шесть соток, строго регламентировался.

Строить дом на дачном участке полученный от завода, фабрики, для ведения подсобного хозяйства, то есть выращивать огурцы, помидоры и картофель, было запрещено законом. Размеры домика не могли превышать допустимые законом нормы, а проживать в домике садовом в летнее время было нужно, поэтому люди стали устраивать крышу на домике, с расчётом там ночевать. Так появилось устройство ломаной крыши, мансарда.

Особенности ломаной крыши

Расчет размеров ломаной крыши, конструкция ломаной кровли представляется собой разновидность обычной двускатной, с небольшим дополнением – на каждом скате имеется излом. По сути, это превращает крышу в четырехскатную. Основная цель подобного изменения – увеличение подкровельного пространства. Обычно там оборудуется мансарда, являющаяся практически полноценным жилым этажом.

Возведение ломаной крыши несколько сложнее, чем обычной двускатной, но не сильно отличается от сооружения вальмовой. Основной конструктивной особенностью рассматриваемой кровли является наличие двух разновидностей стропил:

• Нижние (наслонные). Они в большинстве случаев обладают большим углом, величина которого равна или больше 60 градусов;
• Верхние (висячие). Угол их расположения острее, обычно он не сильно отличается от 30 градусов.

Ломаная крыша наиболее часто применяется в частном домостроении. Поэтому ее ширина редко превышает 5-6 метров. Это объясняется значительно более сложной конструкцией стропильной системы при большей ширине, что усложняет работы, увеличивает их стоимость, делая данное конструктивное решение экономически нецелесообразным.

Следует учитывать и то, что конструкция ломаной кровли содержит не только стропила, но некоторые дополнительные и вспомогательные элементы в виде стоек, подкосов, затяжек и т.д. Их размеры определяются при выполнении расчета стропильной системы. Именно из-за их наличия стропильная система несколько сложнее использующейся при двухскатной конструкции.

Не следует забывать, что немаловажным достоинством ломаной крыши является то, что она придает внешнему виду здания определенную солидность, да и попросту гораздо привлекательнее выглядит, чем обычная двухскатная. Именно подобное сочетание высокой функциональности здания, выражающееся в возможности оборудования мансарды, и крайне привлекательного и эстетичного внешнего вида, во многом объясняет причину популярности рассматриваемой конструкции, несмотря на ее относительную сложность.

Расчет площади покрытия кровли

Расчет размеров ломаной крыши, эта часть работы является наиболее простой и несложной. Для вычисления площади достаточно просто сделать ее план с нанесением всех размеров. При этом схема будет представлять собой набор простых фигур – в большинстве случаев четырехугольников, в особо сложных конструктивных решениях – и треугольников. Посчитать площади этих фигур не представляет никакой сложности, как и сложить их – для получения общей площади покрытия.

Расчет размеров элементов стропильной системы

Расчет размеров ломаной крыши, для стропильной системы гораздо сложнее, в том числе и из-за того, что она содержит множество связующих достаточно непростых узлов. Но без их правильного расчета и выполнения невозможна долгая и надежная служба крыши. На размеры стропильной системы влияет множество факторов:

• вес составных частей кровельного пирога
• обрешетки и контробрешетки
• выполненной гидроизоляции и пароизоляции
• теплозоляционного материала
• непосредственно вес покрытия кровли
• снеговая и ветровая нагрузка
• геометрические размеры основных элементов крыши
• величина пролета от свеса карниза до конька кровли
• угол расположения верхних и нижних стропил
• выбранный шаг обрешетки и стропил
• эксплуатационные нагрузки (вес людей, ремонтирующих и обслуживающих кровлю, устройств инженерного и обслуживающего назначения, ограждений, аэраторов, мансардных окон и ит.д.)

Исходя из перечисленного выше списка факторов, влияющих на размеры необходимой стропильной системы, становится понятно, что ее расчет не является простой операцией. Как показывает практика, наиболее надежным материалом для строительства мансарды, является брус. Для балок используется брус сечением 150*150 мм, для стояков брус 100*100 мм, для стропил доска 50*150 мм.

Ветровая нагрузка

Расчет размеров ломаной крыши, с учетом ветровой нагрузки. Примерная ветровая нагрузка легко определяется по соответствующей карте для каждого региона.

Полученную величину ветровой нагрузки необходимо откорректировать в зависимости от коэффициента, который учитывает высоту возводимого здания и тип местности, где расположена стройка.

Снеговая нагрузка

Величина снеговой нагрузки, которая может воздействовать на кровлю, берется из соответствующей карты, содержащей соответствующие данные по регионам России.

Исходя из определенного по карте района можно узнать необходимую для расчета величину снеговой нагрузки.

Нагрузка от конструкций кровли

Расчет размеров ломаной крыши, можно рассчитать с помощью калькуляторов, которые самостоятельно рассчитывают этот параметр, достаточно просто указать применяемые материалы и основные геометрические размеры проектируемой кровли, а именно: шаг стропил и обрешетки, углы скатов, расстояние от конька до свеса, а также материал покрытия кровли. Все остальные расчеты программа выполнит в автономном режиме.

После введения в программу всей необходимой информации, калькулятор выдаст все необходимые размеры элементов и деталей стропильной системы, а также площадь покрытия кровли и необходимых паро- и гидроизоляционных материалов.

Особенности ломаной крыши

Конструкция ломаной кровли представляется собой разновидность обычной двускатной, с небольшим дополнением – на каждом скате имеется излом. По сути, это превращает крышу в четырехскатную. Основная цель подобного изменения – увеличение подкровельного пространства. Обычно там оборудуется мансарда, являющаяся практически полноценным жилым этажом.

Возведение ломаной крыши несколько сложнее, чем обычной двускатной, но не сильно отличается от сооружения вальмовой. Основной конструктивной особенностью рассматриваемой кровли является наличие двух разновидностей стропил:

• Нижние (наслонные). Они в большинстве случаев обладают большим углом, величина которого равна или больше 60 градусов;
• Верхние (висячие). Угол их расположения острее, обычно он не сильно отличается от 30 градусов.

Ломаная крыша наиболее часто применяется в частном домостроении. Поэтому ее ширина редко превышает 5-6 метров. Это объясняется значительно более сложной конструкцией стропильной системы при большей ширине, что усложняет работы, увеличивает их стоимость, делая данное конструктивное решение экономически нецелесообразным.

Следует учитывать и то, что конструкция ломаной кровли содержит не только стропила, но некоторые дополнительные и вспомогательные элементы в виде стоек, подкосов, затяжек и т.д. Их размеры определяются при выполнении расчета стропильной системы. Именно из-за их наличия стропильная система несколько сложнее использующейся при двухскатной конструкции.

Не следует забывать, что немаловажным достоинством ломаной крыши является то, что она придает внешнему виду здания определенную солидность, да и попросту гораздо привлекательнее выглядит, чем обычная двухскатная. Именно подобное сочетание высокой функциональности здания, выражающееся в возможности оборудования мансарды, и крайне привлекательного и эстетичного внешнего вида, во многом объясняет причину популярности рассматриваемой конструкции, несмотря на ее относительную сложность.

Рекомендации по расчету кровельной конструкции

Количество расходуемого материала определяют, ориентируясь на геометрические особенности кровельной системы. Стоит уделить особое внимание чертежам ломаной крыши, детальная подготовка которых является неотъемлемым пунктом на пути к ее созданию.

Важно также выяснить показатели несущей способности стропил. От того, насколько точно будут произведены расчеты, зависит надежность и долговечность ломаной крыши.

Учесть нужно следующее:

• вес материала кровельного покрытия;
• нагрузку от всех изоляционных компонентов кровельного пирога;
• шаг стропил и обрешетки;
• вес обрешетки и контробрешетки;
• длину скатов от карниза до конька;
• угол наклона скатов;
• сезонные и возможные в будущем нагрузки.

Существует достаточное количество формул и специализированных программ, позволяющих произвести точные расчеты при наличии данных по всем вышеуказанным пунктам. В результате станет ясно, нужна ли будет корректировка характеристик стропильной системы.

Как рассчитать площадь мансарды

Работы по составлению качественного проекта начинают с расчета площади мансарды. На нее напрямую влияют размеры дома и особенности конструкции крыши.

Общая площадь мансарды складывается из двух составляющих:

1. Полезного объема. Речь идет о площади подкровельного пространства с высотой потолков более 0,9 м. Следует заметить, что под полезным объемом понимается не вся площадь мансардного помещения, а только ее центральный участок. Для большей практичности элементы стропильной системы под коньком смещают в сторону: это дает возможность заполучить дополнительное пространство.
2. «Глухих» зон. Этот термин применяют к углам между перекрытиями и нижней частью ската, где высота потолков опускается ниже 0,9 м. В качестве жилья такие зоны использовать невозможно: чаще всего там оборудуют шкафы и различные ниши. Проектируя уклон скатов и форму кровли, стараются сделать так, чтобы на «глухие» зоны осталось как можно меньше места.

Перед тем, как рассчитать мансарду для дома с помощью программы-калькулятора, в свободных полях прописывают высоту конька, параметры здания, форму и число скатов.

Особенности крыши

Двускатная ломаная крыша последнее время все чаще присутствует в дамах класса «эконом». Она защищает от осадков, позволяет без проблем справиться с нагрузками от обильного снегопада. Кроме того, владелец дополнительно имеет удобное жилое помещение, которое может обустроить по своему вкусу.

В отличие от привычного треугольной крыша имеет пятиугольную форму. Такая фигура образуется благодаря расположению кровельных скатов и карниза. Название «ломаная» возникло из-за того, что в линии ската есть изгиб, который образует ребро.

Ломаная конструкция не задерживает снег. Дождь внутрь помещения не попадает. Такая геометрия и создает максимально эффективные условия для удобного расположения жилищного пространства.

Грамотное расположение окон в такой мансарде дает возможность присутствия естественного освещения в дневные часы. Экономится расход электрической энергии.

Особенности чертежей двухскатной крыши

Для того чтобы получить общую высоту конструкции, необходимо сложить высоту стен, мауэрлата, стропильной системы, обрешетки, контробрешетки и кровельного материала.

Монтаж конструкции

Предварительно изготовленный расчет стропильной системы позволит быстро и надежно соорудить всю конструкцию поэтапно.

Как и при сооружении односкатной крыши, сперва необходимо закрепить на верхнем обвязочном брусе мауэрлат. После устанавливают стропильные ноги в соответствии с изготовленным проектом. Для этого предварительно вырезают шаблоны, которые позволяют беспрепятственно соединить мауэрлат и деревянные стропила. Существует несколько способов этого соединения. В проектной документации выбранный вариант должен быть прописан.

После выставляют вертикальные стойки. Их надежно закрепляют на балках перекрытия. Именно они выступают в роли каркаса стен будущей мансарды.

Прогонами необходимо связать вверху стойки. Они необходимы для затяжки верхних стропильных элементов и потолочных балок мансардной крыши.

Жесткость последним придаст дополнительная фиксация на балках. Висячие стропильные ноги соединяют с затяжками, которые являются балками мансардной крыши.

Крайние стропила, размещенные с торцов дома, должны дополнительно быть укомплектованы каркасами, для размещения дверных проемов, фронтов, окон.

Расчет высоты двускатной кровли

Чем двускатная кровля отличается от односкатной? В геометрическом смысле – тем, что ее сечение сложено из двух прямоугольных треугольников, а не из одного. Если крыша симметрична, то прилежащий катет при угле наклона будет равен не длине стены, а половине этого значения. В остальном расчет идентичен.

Расчет высоты двускатной кровли

Формула расчета высоты двускатной кровли

Зависимость полезной площади мансарды от угла наклона крыши

• Если угол наклона двускатной кровли равен 45°, то высота кровли будет равна половине длины стены;
• Если угол наклона двускатной кровли равен 30°, то длина стропил будет в два раза больше высоты кровли;
• Если угол наклона двускатной кровли равен 60°, то длина стропил будет равна длине стены.

Составление проекта кровли

Проектный расчёт кровли следует доверять только специалистам, имеющим опыт в строительстве таких конструкций. Зная размеры дома и какими будут кровельный и утепляющий материалы, можно по специальным калькуляторам сделать расчёт параметров составляющих для стропильной конструкции и составить проект ломаной крыши.

Количество материала на кровельное покрытие и гидроизоляцию можно вычислить по площади кровли, которая подсчитывается путём складывания величин всех скатов. Пласт утеплителя должен быть не менее двадцати сантиметров.

Выбирая угол, под которым будут устанавливаться скаты крыши, нужно учитывать:

• вид покрытия кровли;
• количество осадков и силу ветра;
• для чего предназначена комната — для жилого помещения высота конька не должна располагаться ниже 2,5 метра.

Необходимая величина для верхних скатов равна 30−45 градусам, для нижних — 60 градусам. Когда все расчёты и проектная документация будут готовы, следует подобрать качественный материал для её строительства.

Как рассчитать ломаную крышу

Любая крыша, и ломанная в том числе, предполагает два расчета. Один расчет делается для выяснения нужного количества кровельного материала, второй определяет несущую способность стропильной системы.

В первом случае расчет производится на основе геометрических размеров крыши, которые может вычислить любой грамотный человек, знакомый с основами геометрии математики. Несущую способность стропильной схемы ломаной крыши рассчитать гораздо труднее.

При расчете учитываются:

• вес самого кровельного покрытия;
• нагрузку от снежного покрова;
• вес обрешетки, контробрешетки;
• вес пароизоляции и гидроизоляции;
• вес утеплителя( если кровля делается утепленной);
• длина пролета от конька до карнизного свеса;
• угол скатов;
• шаг стропил и обрешетки;
• временные нагрузки (вес людей обслуживающих кровлю, вес инженерных устройств в виде аэраторов, вентиляторов, ограждения, переходных мостиков, мансардных окон и пр.).

Собрав все сведения, можно самостоятельно, используя специальные программы для расчета стропильной системы, удостовериться, подходят ли выбранные сечения всех деталей к данной кровле. При необходимости можно заменить параметры стропил и обрешетки или выбрать более подходящий кровельный материал. А также выбрать оптимальный вид ломаной мансардной крыши в 3D визуализации.

Необходимые материалы для обустройства крыши

После того как сделан расчет стропильной системы и стало ясно, какого сечения нужны сами стропила, обрешетка подходит время для приобретения материалов для устройства ломаной крыши своими руками.

В первую очередь понадобится брус для изготовления мауэрлата, обрезная доска для стропильных ног, бруски для обрешетки или доска меньшей толщины, чем для стропил.

Древесина должна быть хвойных пород, с влажностью 20-22 %, без синевы, свилеватости, больших сучков, без видимого наличия жуков – древоточцев. Приобретенную древесину необходимо, перед тем как пустить её в дело, обработать антисептическими растворами, которые предохранят дерево от гниения на определенный период.

Обработка антисептиками должна проводиться периодически во время всего срока эксплуатации крыши.

• Прочность каркаса ломаной крыши, зависит не только от правильности монтажа, но и от качества древесины.
• Помимо антисептика деревянные элементы кровли обрабатываются противопожарными составами (антипиренами).
• Обработку древесины проводят в хорошо проветриваемом помещении или на улице при наличие респиратора и перчаток. Растворы наносят в два слоя кистью или распылителем. Дальнейшая работа с древесиной возможна только после полного высыхания антисептических составов.

Помимо древесины, для возведения ломаной крыши понадобятся элементы крепления стропил между собой и с мауэрлатом. Это могут быть металлические крепежные детали в виде болтов с гайками, саморезов, металлические пластины с шипами и другие элементы крепления.

крепежные стальные элементы

Для создания пароизоляции и гидроизоляции следует приобрести нужное количество таких материалов, а также утеплителя. И, естественно, сам кровельный материал.

Обрешетка и пароизоляция

Чтобы кровля служила долго, нужно правильно уложить гидро- и пароизоляцию, обеспечить вентиляцию. Должен быть приток воздуха. С этой целью в местах примыкания стен и свесов крыши оставляют щель, воздушный продух. Его закрывают сеткой, чтобы внутрь не попадали насекомые. Выводится конденсат через вентиляционную щель в коньковой части крыши или аэраторы.

Пароизоляцию устанавливают с внутренней части крыши на утеплитель. Она препятствует попаданию, накоплению конденсата из помещения в утеплитель, конструкцию кровли. Для предотвращения попадания осадков, на обрешётку, между стропилами, крепят паропроницаемую гидроизоляцию.

Укладывают изоляционные материалы внахлест, крепят строительным степлером, швы проклеивают строительным скотчем.

Поэтапное расположение материалов при монтаже крыши дома

Кровельный «пирог» состоит:

1. Из кровельного покрытия. Для мансардного этажа правильнее выбирать мягкую битумную черепицу. Звук капель дождя, мокрого снега слышен в комнате мансардного этажа, при соприкосновении с жесткой металлической кровлей.
2. Обрешетки и контробрешётки. К первой крепится кровельный материал.
3. Пароизоляции, мембрана пропускающая влагу. С процессом пароизоляции деревянного дома можете ознакомиться по ссылке.
4. Утеплителя. Толщину рассчитывают в зависимости от типа обрешётки (сплошная, с шагом), климатических условий региона, кровельного материала.
5. Пароизоляционной мембраны.
6. Слоя гипсокартона, OSB плиты.
7. Внутренней отделки: шпаклёвка с финишным покрытием.

Такая кровля в комплексе с правильно рассчитанным и установленным каркасом, обеспечит надежную конструкцию.

Подробнее о материалах для покрытия и утепления крыши дома можете узнать из статьи на нашем сайте.

Смотрите в видео: как построить крышу мансарды.