Односкатная крыша: необходимые расчеты

Односкатная крыша: необходимые расчеты

На сегодняшний день создание односкатной крыши для своего дома – это доступное и действительно практичное решение. И совершенно неважно, что вы собираетесь возводить – дачу, баню, частный дом или гараж, так как такая кровельная конструкция имеет широкую сферу применения в жилом домостроении. Кроме того, данная разновидность кровли потребует от вас весьма скромных финансовых затрат на монтаж, а также последующую эксплуатацию.

Односкатная конструкция

  1. Достоинства односкатных конструкций
  2. Тонкости создания чертежа
  3. Критерии и тонкости расчетов для строительства односкатной крыши
  4. Угол наклона скатной конструкции
  5. Площадь кровельного покрытия
  6. Материалы для изоляционных работ
  7. Уровень нагрузки на стропила
  8. Длина и количество стропил
  9. Характеристики и сечение бруса для стропил

В чем преимущество односкатных типов крыш ↑

Как было сказано во вступлении, односкатная крыша превосходит двухскатные аналоги по простоте в строительстве. Такую кровлю можно взвести даже в одиночку, причем в более короткие сроки. Кроме того существует масса других положительных моментов из-за которых стоит выбрать подобный вариант.

Значительно меньший расход материалов:

    В сравнении с двухскатными аналогами , для стропильной системы односкатной кровли требуется минимум в 2 раза меньше пиломатериалов; Также сократятся расходы и на кровельный настил, в особенности, если использовать листовые варианты ( профнастил , металлочерепицу , шифер и прочие); Как следствие снизится расход крепежей, и потребность в большом количестве доборных элементов .

3 Меньшая масса конструкции. За счет использования небольшого количества материалов, снижается вес, что позволяет закладывать более легкий фундамент под все строение.

4 Снижение ветровой нагрузки. За счет более низкого силуэта, односкатная крыша не так подвержена парусности, а это не создает сопротивление ветру.

5 Допускается оборудование жилого чердака (мансарды). При соответствующем проектировании строения вполне возможно создание мансарды под односкатной крышей.

6 Возможность создания эксплуатируемой кровли.

Однако, несмотря на массу преимуществ, подобные конструкции обладают и отрицательными качествами, не всегда позволяющими использовать такие типы крыш. Основные негативные свойства односкатных типов кровельных конструкций следующие:

    Нежелательное использование в регионах с большим количеством осадков в зимний период. В других районах страны требуется точный расчет снеговых нагрузок , с тщательным подбором сечения пиломатериалов.
    Более высокие требования к гидроизоляции. Односкатная крыша не всегда сочетается с подобранным стилем и дизайном дома.

Несмотря на недостатки, односкатные варианты крыш актуальный вариант, особенно в малоэтажном частном строительстве.

Расчёты онлайн-калькулятором

Онлайн-калькулятор односкатной крыши – самый простой вариант проведения расчётов. Нельзя его назвать на все сто процентов точным, но погрешности у него незначительные. При этом всегда можно прибавить к конечному результату определённый процент (10–20%), чтобы быть уверенным в надёжности будущей конструкции.

Как и все калькуляторы, этот требует внесения в него некоторых вводных данных, на основе которых и производится расчёт системы. Как и в математических выкладках, основными вводными данными здесь будут:

  • размеры дома (длина и ширина), они будут определять основную площадь крыши;
  • угол наклона, во многих калькуляторах используется высота подъёма, то есть разница между нижним концом стропильной ноги и верхней, измеренной по вертикали;
  • размеры выступов свеса, боковых карнизов, измерение производится по горизонтали.

Все параметры вводятся в сантиметрах. И обязательно указывается тип кровельного материала. Можно сказать, что последний и является основным параметром для расчёта стропильной системы односкатной крыши. В некоторых калькуляторах нужно обозначить сорт древесины, потому что от этого зависит несущая способность каждого элемента.

В результате калькулятор выдаст значения стропильной системы и обрешётки. А конкретнее: шаг установки стропильных ног, шаг монтажа элементов обрешётки, их сечение (толщину и ширину). А также основные параметры: длину и количество досок для стропил, минимальную нагрузку на ноги. Количество элементов обрешётки в метрах, штуках, в килограммах или в метрах кубических (пиломатериалы продаются кубами).

И, конечно, сервис даст точное значение трёх основных показателей кровельной конструкции:

  • угол наклона ската;
  • общую площадь покрытия;
  • приблизительный вес кровельного материала из расчёта покрытия им вей площади крыши;
  • если дело касается рулонных материалов, то их общее количество с учётом нахлеста.

Добавим, что в некоторых калькуляторах односкатных крыш вносят показатели нагрузок: снеговой и ветровой. Здесь все просто – в определённом окошке вносится регион, в котором происходит строительство дома. И сам сервис уже находит требуемые данные. Для определения ветровой нагрузки потребуются дополнительные данные: высота наклона кровли и тип местности строительства (открытая, закрытая, городской район).

Видео

Рекомендации

Строительство односкатной крыши своими руками требует существенной подготовки, поскольку необходимо самостоятельно ознакомиться со всеми нормативными актами и технологией проведения работ, подготовить проектную документацию и выполнить соответствующие расчеты на количество материалов. Наши калькуляторы не учитывают все тонкости процесса и позволяют реализовать только последние две задачи.

Для того чтобы построить максимально надежное сооружение вы должны самостоятельно изучить положения СНиП II-26-76 (СП 17.13330.2011) «Кровли», СП 31-101-97 «Проектирование и строительство кровель», СНиП 2.01.07-85* (СП 20.13330.2010) «Нагрузки и воздействия», СНиП 3.03.01-87 (СП 70.13330.2011) «Несущие и ограждающие конструкции», СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2017) «Деревянные конструкции», ГОСТ 11047-90 «Детали и изделия деревянные для малоэтажных жилых и общественных зданий», ГОСТ 30547-97 «Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные», ГОСТ 25772-83 «Ограждения лестниц, балконов и крыш стальные».

В таблицах ниже представлены оптимальные параметры элементов для типовых конструкций на которые можно ориентироваться при использовании калькулятора односкатной крыши. Если вас интересуют комментарии по данным пунктам и другие рекомендации по проектированию кровельных систем, перейдите на страницу раздела «Расчет крыши онлайн».

Параметр, характеристика

Угол наклона односкатной крыши.

Исходя из стоимости строительных материалов, материала покрытия, давления ветра, зависящего напрямую от площади парусности крыши и величины снеговой нагрузки, выбирается уклон односкатной крыши.

Конструкции крыши испытывают наибольшую нагрузку в зимний период, от налипающего на нее снега. Поэтому рекомендуется выполнять конструкцию крыши с таким уклоном, чтобы свободно мог скатываться снег. Значительно снижается в этом случае, сечение всех строительных элементов, что удешевляет стоимость постройки.

Необходимо знать в то же время, что в зависимости от угла наклона ската к горизонту, также выбираются различные виды кровли. Если крышу, имеющую уклон в 2-5 градусов или плоскую крышу, можно покрыть несколькими слоями рубероида и простоит она 15-20 лет, то при покрытии такой же точно крыши шифером, она будет протекать.

Как правильно выбрать материал в зависимости от угла наклона, приводится на диаграмме ниже:

Можно не учитывать вес снега, при уклоне крыши в 45 градусов, так как скатываться вниз, он будет сам. Но испытываемая ветровая нагрузка и парусность крыши, при этом сильно возрастает.

Возрастает также и количество необходимых для покрытия крыши кровельных материалов, при увеличении угла наклона ее ската. На покрытие при уклоне в 45 градусов, уже потребуется больше кровельных материалов в 1,5 раза, чем на горизонтальную конструкцию крыши.

Уклон в 10-15 градусов, можно считать для строительства односкатной крыши, покрываемой рубероидом – оптимальным уклоном, также можно использовать при этом уклоне покрытие из металлочерепицы.

Читайте также  Отзывы об ондулине

Подбор сечения

При возведении дома профессиональными строителями по заранее подготовленному проекту выполняется расчет по двум предельным состояниям, который определяет высоту и ширину несущих балок по двум требованиям:

  • жесткости;
  • прочности.

Зависимость конструкции от величины пролета

При строительстве частного дома своими руками расчет можно не выполнять, но необходимо учесть рекомендации в зависимости от пролета. Стропила на односкатной кровле всегда наслонные.

  1. Пролет до 4,5 метров. Схема предполагает использования цельных стропильных ног, без раскрепления подкосами или стойками. Удобно и пользовать, если планируется устройство мансарды: позволяет увеличить свободное пространство за счет отсутствия промежуточных опор. Рекомендуемое сечение стропил при шаге 0,6 м – 50х150 мм, для шага 1,1 м потребуется увеличение до 75х175 мм.
  2. Пролет до 6 метров. В этом случае все зависит от угла наклона и пролета. В некоторых случаях хватит стандартной длины доски или бруса – 6 м. При большом угле наклона и пролете приближенном к 6 м потребуется стыковать стропильные ноги по длине. В качестве дополнительной опоры предусматривают подкосы (подстропильные ноги). В месте примыкания подкоса к стропилу стыкуют ногу по длине. Рекомендуемое сечение при шаге 0,6 м – 50х200 мм, при шаге 1,1 м – 100х200 мм.
  3. Пролет более 6 метров. В этом случае нужно сделать промежуточные стойки, которые возьмут на себя часть нагрузки и уменьшат провисание балки. Правильно устанавливать опоры так, чтобы каждый пролет стропильной ноги был менее 6 метров. Расчет в этом случае выполняют как для многопролетной балки с учетом промежуточных опор. При строительстве своими руками сечение берут так же как и для пролета до 6 м (предыдущий пункт). В этом случае все стропила являются составными.

Если между стропилами планируется своими руками укладывать утеплитель (теплый чердак, мансарда), то расчет учитывает минимальную высоту балок.

Толщина утеплителя не должна быть больше высоты стропильных ног для пенополиуретана, пенопласта и экструдированного пенополистирола.

Если планируется укладка минеральной ваты, то дополнительно учитывают вентиляционный зазор 5 см. Частично его обеспечивают за счет несущих балок, а частично за счет контробрешетки, которая монтируется поверх них.

Расчет стропильной системы односкатной крыши

Угол наклона кровельного ската зависит от разницы высоты стен. Для создания перепада высоты стен применяют два способа:

  • кладку одной из противолежащих несущих стен делают выше;
  • установка специальных подпорок на одну из несущих стен. Эти подборки служат опорой для верхних концов стропил.

Для правильного расчета стропильной системы односкатной крыши своими руками необходимо учесть все факторы.

Оптимальный угол уклона односкатной кровли составляет 18 – 35 градусов. Для выбора конкретного значения нужно учесть различные факторы.

Важно отметить что, угол уклона кровли напрямую зависит от выбранного кровельного материала:

  • Рубероид. Представляет собой недорогой рулонный кровельный материал. Угол наклона для рубероида не должен превышать 15 градусов. Стропила должны располагаться часто. Для их изготовления используется брус небольшого сечения, например, 40×40 мм.
  • Шифер. Недорогой материал с большим весом. Угол наклона для шифера не должен превышать 25 градусов. Сечение бруса для стропильных ног должно быть не менее 60×60 мм. При этом чем больше шаг стропил, тем толще они должны быть. Необходимо заранее продумать процесс складирования и монтажа тяжелых асбоцементных листов. Отверстия под крепежные элементы (гвозди, саморезы) в шиферных листах нужно сделать перед их монтажом.
  • Профлист и металлочерепица. Сделать стропильную систему под эти материалы легче всего. Стропильные ноги нужно устанавливать с интервалом от 1 до 1,5 метра. Стропила под профнастил делают из брусьев сечением 40×40 мм. Для металлочерепицы необходим брус сечением 70×70 мм, поскольку этот материал является тяжелым.

Следует отметить, что устройство стропильной системы односкатной крыши напрямую зависит от величины горизонтального пролета.

Если горизонтальный пролет не превышает 4,5 метров, то для монтажа металлочерепицы и профлистов достаточно установить наслонные стропила, которые опираются лишь на стены.

схема стропильной системы односкатной крыши

Стропильные ноги необходимо усилить треугольными подкосами с низкой стороны кровли при величине проема до шести с половиной метров.Если пролет превышает 6,5 метров, то в серединной части чердачного пространства нужно устанавливать капитальные вертикальные балки.

Все необходимые расчеты можно выполнить вручную. Однако намного удобнее это сделать с помощью специальных программ.

В разработанном проекте следует отразить:

  • Сечение, шаг и размеры элементов;
  • Схемы изготовления узлов кровельной конструкции.

Если при выполнении расчетов возникли трудности, то желательно обратиться за консультацией к специалистам.

Расчет стропильной системы

Перед сборкой кровельной конструкции, необходимо сделать расчет стропильной системы и правильно подобрать сечение всех строй-элементов.

Устройство односкатной крыши своими руками – ответственный процесс, в котором нельзя допускать ни каких ошибок.

В зависимости от ширины строения и требуемого сечения стропильной ноги, для проектируемого пролета, выбирают следующее конструктивное решение:

Расчет длины стропильных ног

Стропильная система односкатной крыши ‒ Подбор сечения

Во время строительства здания профессиональными строителями, согласно утвержденному проекту, производиться расчет по двум предельным состояниям. Такой подход, позволит определить высоту и ширину, несущих балок по двум требованиям:

  1. Прочности.
  2. Жесткости.

Зависимость конструкции от величины пролета

Расчет кровли, при строительстве частного дома

При строительстве частного дома самостоятельно, расчет кровли можно не производить, но все-же, следует учесть, проверенные временем, рекомендации:

  1. Пролет до 4,5 метров . Это расстояние, предполагает использование цельных стропильных ног, без раскрепления подкосами или стойками. Так-же, если планируется обустройство мансарды, за счет отсутствия промежуточных опор, позволяет увеличить свободное пространство. Желательное сечение стропил, при шаге 0,6 м – 50 на 150 мм, а для шага 1,1 м, рекомендуется увеличить до 75 на 175 мм.
  2. Пролет до 6 метров . При этом расстояние, все зависит от угла наклона и пролета. В основном, хватает стандартной длины доски или бруса – 6 м. Если-же угол наклона больше и пролет приближен к 6 м, как правило, требуется стыковать стропильные ноги по длине. В качестве дополнительных опор, применяют подкосы (подстропильные ноги). В месте стыка подкоса и стропил, стыкуют ногу по длине. Желательное сечение при шаге 0,6 м – 50 на 200 мм, а при шаге 1,1 м – 100 на 200 мм.
  3. Пролет более 6 метров . Подобное расстояние, предполагает обустройство промежуточных стоек, которые возьмут часть нагрузки на себя и уменьшат провисание балки. Требуется устанавливать опоры так, чтобы каждый пролет стропильной ноги, был менее 6 метров. Расчет, как правило, выполняют как для многопролетной балки, с учетом промежуточных опор. При самостоятельном строительстве, сечение берут так-же, как и для пролета до 6 метров. Все стропила, в этой конструкции, являются составными.

Если меж стропилами планируется укладывать теплоизолятор, то при расчете, требуется учитывать минимальную высоту балок.

Толщина теплоизолятора, не должна быть больше высоты стропильных ног.

Если делается укладка минеральной ваты, то дополнительно обустраивается вентиляционный зазор в 5 см. Частично, такой зазор, обеспечивают за счет несущих балок, а частично, за счет контробрешетки, которую, как правило, монтируют поверх них.

Читайте также  Знаки заземления гост

Подбор шага для стропильных ног

Оптимальный шаг стропильных ног, в основном, зависит от следующих факторов:

Таблица сечения стропил

  1. Нагрузка на покрытие и пролет;
  2. Тип теплоизолятора;
  3. Наличие мансардных окон.

В первом случае, зависимость обратно пропорциональная. Конструкция односкатной крыши, при увеличение пролета или нагрузки, предполагает уменьшение шага строповки. Для теплоизолятора-же, можно утвердить, следующие рекомендуемые значения расстояния, меж стропилами в свету (в частоте):

  • Экструдированный пенополистирол и пенопласт – 0,6 метров;
  • минеральная вата – 0,58 метров;
  • пенополиуретан – шаг от утеплителя не зависит.

При сооружение мансарды и использование, в качестве природного источника света, мансардных окон, необходимо в местах монтажа, обеспечить шаг стропил на 4-6 см больше ширины окна.

Стропильная система односкатной крыши своими руками ‒ Угол наклона

В зависимости от вида кровельного покрытия, допускается разные углы наклона ската крыши. Ниже, приведены значения для наиболее популярных стройматериалов. Важно понимать, что чем круче скат, тем меньше нагрузка на элементы, а значит, меньше вероятность протечки. Но увеличение наклона, на много усложняет строительство и требует возведение высокой продольной стены.

  1. Керамическая черепица . Наиболее оптимальный угол наклона – 30-45°, допустимый – 12-65°.
  2. Битумная (мягкая) черепица . Самый оптимальный – 20-45°, допустимый – от 6°.
  3. Металлическая черепица . Более оптимальный – 20-45°, допустимый – от 12°.
  4. Оцинкованная кровельная сталь . Допустимый – от 14°.
  5. Шифер . Допустимый – 6-27°.

Следует знать! Чем меньше угол наклона кровли, тем меньше расход стройматериалов на ее возведение. Но стоит так-же понимать, что увеличивается нагрузка на конструкцию, а с ней и вероятность протечек.

Расчет материала для стропил односкатной крыши

Стропильная система — основной несущий элемент для кровли и подкровельных элементов. Недостаточно тщательный расчет или не полностью учтенные нагрузки могут стать причиной провисания или прогиба стропил, что повлечет за собой появление протечек и порчу всей постройки.

Для расчета прежде всего следует определиться с выбором материала. В данном случае следует придерживаться традиционного подхода и использовать обрезную сосновую доску 50 на 150 мм. Такой выбор проверен временем, сосна мало впитывает атмосферную влагу, она легка и достаточно прочна.

Кроме того, надо учесть:

  • Назначение постройки, в частности — чердачного помещения.
  • Размеры крыши, длина и угол наклона ската.
  • Материал кровли.
  • Количество снега и сила ветра.

Учет этих факторов поможет определить оптимальное расстояние между стропилами, а также рассчитать количество пиломатериала. Если длина ската больше 6,5 м, то потребуется установка дополнительных стоек.

Стандартная величина шага стропил обычно колеблется в пределах 60-70 см, что позволяет делать упрощенный расчет системы. При этом, рекомендуется обратиться к онлайн-калькуляторам, чтобы проверить свои результаты.

Односкатная крыша имеет самую простую структуру, но пространство под ней сложнее использовать в жилых целях. Чаще всего, такой вариант используется для подсобных или вспомогательных построек, когда чердак не рассматривается в качестве жилого помещения.

В таких случаях вес и нагрузка от кровли на стены снижены за счет отсутствия утепляющего слоя, что упрощает строительство, снижает расходы на материалы.