Монтаж стропильной системы для односкатной крыши. Односкатная крыша Ферма для односкатной крыши пролет 6 метров

Односкатная крыша является одной из наиболее простых конструкций. Ее достаточно часто применяют при возведении различных хозяйственных построек.

Основными плюсами кровли с одним скатом являются легкость ее возведения и минимальный расход строительного материала.

Чтобы стропильная система односкатной крыши была надежной и прочной, необходимо учесть все нюансы при ее возведении.

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.

Монтаж стропильной системы односкатной крыши

Возведение стропильной системы односкатной кровли состоит из нескольких этапов. Каждый из них будет рассмотрен по отдельности.

Укладка мауэрлатного бруса

Первым делом нужно уложить мауэрлатный брус на протяженные стены постройки. Он будет равномерно распределять нагрузку от крыши на стены постройки. Чем больше угол уклона кровли, тем массивнее должен быть мауэрлат.

Если в качестве материала для кровли применяется металлочерепица, то используют несущий брус сечением от 100×100 мм. При использовании профнастила можно укладывать мауэрлатный брус сечением от 80×80 миллиметров.

Мауэрлат изготавливается из ровного, сухого бруса, пропитанного антисептическим раствором. На несущую стену укладывают слой рубероида, а затем монтируют сам мауэрлатный брус. Установка бруса выполняется строго по уровню посредством анкерных болтов. Расстояние между анкерами должно составлять от 80 до 100 см.

Обработка мауэрлата

Вылет стропильного бруса над кровельным свесом должен составлять от 30 до 40 сантиметров с каждой стороны. Его величина зависит от угла наклона. Чем больше угол уклона, тем больше вылет с верхней стороны кровли и меньше с нижней. Шаг стропил односкатной крыши под профнастил и металлочерепицу составляет 120 сантиметров.

Это значение сокращается до 100 сантиметров, если ширина кровли более шести метров. Чтобы стропильная конструкция была прочной, необходимо врезать стропильную доску в зафиксированный мауэрлатный брус. Все врезки должны быть одинакового размера. Они должны слегка превышать ширину стропил.

Также можно сразу отметить размеры и места надпилов на мауэрлате. Надпилы лучше делать ручной ножовкой. В этом случае они будут точными и аккуратными. Древесину в образовавшихся между вырезами пазах необходимо удалить с помощью молотка и стамески.

Установка стропил

При установке стропил односкатной крыши необходимо в первую очередь отпилить их по размеру и обработать антисептиком. Затем их укладывают в крайние пазы с обеих сторон кровли. Между уложенными стропилами натягивают несколько бечевок.

С помощью этих бечевок оценивается постоянство уклона, и только после этого фиксируются крайние стропильные ноги. Для закрепление стропил применяются плотницкие гвозди, имеющие широкие шляпки. На каждый стык нужно использовать один либо два гвоздя. При монтаже остальных стропил ориентируются на натянутые бечевки.

Если размер пролета большой, то середину стропил нужно усилить с помощью треугольных откосов или дополнительных опор. После монтажа стропил односкатной крыши можно приступать к изготовлению обрешетки и укладке выбранного кровельного материала.

Если в процессе постройки дома вы задумываетесь о том, как правильно и интересно сделать кровлю, то у вас есть два распространенных варианта - это односкатная и двускатная форма кровли. Хотя двускатная крыша пользуется большой популярностью, она достаточно сложная и для ее сооружения потребуется немало времен. Односкатная форма кровли приобретает все большую популярность, благодаря необычному виду и простоте установки.

Поэтому в этой статье мы рассмотрим устройство односкатной крыши, как правильно подобрать материалы для кровли, как утеплить данную часть, и как сделать работу своими руками. А чтобы односкатная крыша своими руками получилась правильной, мы предоставим чертежи и фото.

Выбираем правильный угол наклона кровли

Односкатные крыши довольно простые, их легко сооружать, но, главное, заранее все продумать. Угол наклона кровли можно определить в зависимости от снеговой, ветровой нагрузки и климатических условий вашей местности. Кроме того, важно учесть, что каждый материал для обшивки односкатной кровли имеет свой минимальный рекомендованный угол наклона. Рассмотрим некоторые из них:

1. Шифер и ондулин - минимум 6 градусов.
2. Керамическая или цементно-песчаная черепица - минимум 10 градусов.
3. Битумная черепица - минимум 12 градусов.
4. Металлочерепица - минимум 6 градусов.
5. Асбестоцементные плиты -минимум 27 градусов.
6. Медные, оцинкованные или цинк-титановые листы - минимум 17 градусов.
7. Профнастил - минимум 6 градусов.

В том случае, когда минимальный угол наклона кровли больше рекомендованного, никаких проблем не будет, если меньше - необходимо переделать его, чтобы получить рекомендуемые показатели. Когда вы не будете придерживаться технологии монтажа кровли и кровельного материала, то она может не только начать течь на стыках, но и при выпадении большого количества снега просто деформируется. Самый оптимальный угол наклона кровли - около 20°. Но перед началом работ лучше подсчитать тот угол, который подойдет к вашей местности. Кроме того, при покупке уточняйте данную информацию у консультантов, так как производители иногда указывают другие цифры наклона кровли. Бывает такое, что производители могут указать уклон в 14°, хотя ГОСТ по минимальному углу наклона данного материала равен около 6°.

Совет! При уклоне кровли меньше 12°, все стыки кровельного материала следует промазать специальным составом, который не допустит протекание односкатной кровли. Для этого можно воспользоваться битумной мастикой или же кровельным герметиком.

Очень важно составить чертежи, благодаря которым можно будет выбрать угол наклона кровли и сделать правильные расчеты. Если вы строите новый дом или сельхозпостройку, на который планируете устанавливать односкатную крышу, то одну из стен нужно поднять выше. Для правильного расчета можно использовать формулы прямоугольного треугольника. Примите во внимание, что при расчете не учитывается длина свесов кровли. Они нужны для защиты стен строения от снега и дождя. Минимальный размер свеса должен быть как минимум 20 см. В любом случае он не должен выделяться на общем фоне и гармонично смотреться с крышей.

Совет! Существует множество дизайнерских программ, при помощи которых можно посмотреть свою задумку в 3D измерении. Данные программы помогут вам решить, какой свес кровли подойдет лучше и наглядно покажет ваш дом на мониторе.

Односкатная крыша своими руками пошагово

Монтаж стропильной системы

Устройство односкатной крыши начинается со сборки стропильной системы. Это основной каркас кровли, на который и будет установлен кровельный материал. Для работы вам понадобится:

• брус 100×100 мм или 150×150 мм;
• гвозди;
• укладочные доски, толщиной как минимум 50 мм;
• теплоизоляционные и гидроизоляционные материалы;
• рулетка, степлер, строительный уровень;
• стамеска, топор, кровельный молоток;
• пила, нож, шуруповерт.

Выбор стропильной системы для крыши, полностью зависит от размера постройки и кровельного материала. Кроме того, учитывайте из чего сделаны стены. В качестве опор для стропил, всегда служит мауэрлат.

Кровельный мауэрлат

Мауэрлат - это брус, уложенный сверху по всему периметру стены. Он играет роль нижней опоры для стропил. Если для вашей постройки используется металлический каркас стропил, то мауэрлат делается из швеллера или другого металлического материала. Данный элемент связывает кровлю со стенами и распределяет нагрузку на всю их площадь. При установке кровельного мауэрлата обязательно под низ стелиться водонепроницаемый материал (гидроизоляция). Часто для этого используют рубероид, который укладывают в несколько слоев. Если этого не сделать, древесина начнет гнить, а металл со временем покроется ржавчиной. Важно связать каждое звено с двумя соседними, которое в совокупности со стропилами превратится в достаточно надежную конструкцию.

Для того чтобы понять, как сделать односкатную крышу, важно принять во внимание то, какую постройку вы кроете. Например, если это сарай, хозблок или гараж - то для такой постройки не требуются слишком большие балки. Если ширина здания достигает до 6 метров, использовать односкатную кровлю выгодно. Все дело в том, что конструкция достаточно простая и не требует использования подпорок или прогонов. Благодаря этому вы сможете сэкономить свои силы, время и средства. Если здание до 5,5 м, можно использовать балки от 50 до 150 мм. Если до 4 метров - от 50 до 100 мм. Но в любом случае, учитывайте погодные условия в конкретно вашем регионе. Кроме того, если угол наклона кровли небольшой, экономить на балках не стоит. Ведь в противном случае из-за снега кровля может просто- напросто прогнуться и деформироваться.

Для конструкции односкатной кровли до 4,5 м, между стенами каркас достаточно простой. Он состоит из двух бревен мауэрлата, которые закрепляются на стенах, и стропильных балок, опирающихся на мауэрлат.

Для конструкции односкатной кровли до 6 м, между стенами дополнительно нужен лежень и подстропильная нога, упирающаяся в балку посередине.

Для конструкции односкатной кровли от 6 м, было бы хорошо, если внутри была еще одна несущая стена, на которую можно будет опереть стойки.

Для конструкции односкатной кровли больше 12 м, стропильная конструкция будет намного сложнее из-за наличия дополнительных подстропильных ног. Если по бокам требуется дорастить балки, для этого нужно использовать древесину такого же сечения. Для надежности важно закрепить по бокам две деревянные накладки, длина которых минимум 60 см.

Для того чтобы стропильный брус прикрепить к мауэрлату, необходимо в стропилине сделать вырез, которым он упрется в мауэрлат. Если вы не хотите заморачиваться с каждой стропилиной, создайте шаблон, по которому будете делать необходимый вырез во всех брусках.

Совет! Если вы делаете каркас кровли на деревянном доме, то жесткое крепление стропил к мауэрлату производить нельзя. Это связано с тем, что большинство данных построек проседают. Впоследствии конструкция может перекоситься. Поэтому для таких строений используют крепления, которые в народе называют «скользячки». Они представляют собой уголки, которые крепятся к мауэрлату и подвижно связанных металлических полос, прикрепленных к стропилам. «Скользячки» фиксируются по две на стропильную ногу.

Установка стропил

Установка стропил проходит следующим образом: крепим стропильные балки к мауэрлату. Промежуточное расстояние следует определить в зависимости от выбранного кровельного материала. Обычно это от 50 до 80 см. Для крепления вам понадобятся анкера или большие гвозди. Укладывать стропилину нужно торцом кверху или, другими словами, «на ребро».

Важно внимательно следить за углом наклона каждой стропильной доски. Если это выпустить из внимания, будет трудно потом выставить ровную поверхность для укладки кровельного материала. Чтобы упростить себе работу, установите первую и последнюю балку и натяните леску. Это послужит ориентиром и существенно упростит вашу работу.

Совет! Если все стены постройки ровные, и вы не хотите взводить одну из стен выше, то выход есть. Стропильные фермы сэкономят вам как деньги, так и силы. Фермы можно купить готовыми или сделать своими руками. Для гаража или сарая, в качестве материала подойдет древесина. Для жилого помещения лучше использовать металл.

Выбор кровельного материала

При выборе кровельного материала важно учесть тип постройки. Например, если это строение сарайного типа - то можно выбрать не слишком дорогой кровельный материал. Если же это жилой дом - то нужно выбрать долговечный, эстетически красивый кровельный материал, который будет обладать хорошей звукоизоляцией. Ниже поданы наиболее распространенные материалы для устройства кровли:

Все что от вас требуется - взвесить все за и против, определиться с бюджетом и выбрать подходящий материал для себя. После чего можно начинать устройство односкатной крыши.

Монтаж обрешетки

Очень важно как можно лучше выровнять основание под кровельный материал. В противном случае кровля будет неровная и возможны даже потеки. Кроме того, при установке кровельного покрытия важно придерживаться технологии, рекомендуемой производителем.

Утепление кровли

Для жилого помещения крышу лучше утеплить. Процесс утепления производится в следующем порядке:

1. Степлером крепим гидроизоляцию.
2. Устанавливаем утеплитель.
3. Набиваем контробрешетку.
4. Устанавливаем паробарьер.

Наиболее распространенный материал для утепления - это минеральная вата или пенопласт. Обычно для кровли хватает 10 см слоя, но для каждого региона информацию следует уточнять. Ниже приводится схема правильного утепления.

Вывод

Как мы увидели из этой статьи, односкатная форма крыши отлично подойдет как для гаража или сарая, так и для крыши частных домов. Не забывайте делать осмотр уже сделанной поверхности на наличие повреждений. Кроме того, важен своевременный ремонт и при правильно выбранном материале и выполнении технологии, отличный результат вам обеспечен!

Односкатная стропильная система пришла к нам из США и Европы. Использующие ее жильцы отмечали надежность и дешевизну, поэтому популярность этого типа очень быстро распространялась. Несмотря на то, что для возведения одного ската требовалось незначительное количество древесины, на такое строительство мало кто решался. Дело в том, что большинство застройщиков считала такую систему слишком простой для жилых строений, а другая часть просто не умела ее возводить, чтобы доказать обратное. В данной статье я постараюсь объяснить вам как легко и быстро создавать такие системы и правильно подбирать шаг стропил односкатной крыши.

Основа расчетов

Несмотря на свою простоту, один скат должен отвечать всем правилам монтажа. Ведь если при этом допускать серьезные ошибки, то кровельное покрытие деформируется, что неизбежно повлечет за собой не только протечки, но и обрушение всей крыши.

Для достижения максимальной устойчивости кровельной системы необходимо обратить внимание на четыре составляющих:

1. Надежность крепления стропильных ног к опорному брусу и коньку;
2. Правильный подбор вспомогательных деталей для стропильной системы;
3. Прочные пиломатериалы и вспомогательные элементы;
4. Стропильный шаг.

Не стоит думать, что соблюдая всего четыре пункта вы добьетесь максимально устойчивой конструкции. Для этого вам придется использовать все известные методы и технологии.

Значения для расчетов

Нельзя выполнять расчеты не зная те или иные показатели, верно? Поэтому перед началом необходимо убедиться, что вы имеете четыре основных значения.

Помимо всех этих показателей главной задачей любого проекта является расчет максимально допустимой нагрузки на кровлю. В нее входят довольно много значений и вот список элементов, масса которых особенно важна при расчете:

• Стропильные ноги
• Обрешетка
• Кровельный пирог

Если вы далеки от строительной отрасли, то вам придется запомнить, что расчет максимальной нагрузки на крышу состоит из двух частей. В первой учитываются все используемые материалы, а во второй находится снеговая нагрузка вашего региона. Ее значение написано в специальном справочнике, который вы без проблем можете найти в сети.

Но даже на этом показатели будут не точные, ведь вы забыли про ветровую нагрузку и вес самого рабочего, который будет проводить монтажные работы и последующее обслуживание (ремонт, чистка).

При разработке проекта строительной организацией они пользуются сложными формулами сопромата, поэтому если вы не хотите забивать этим голову, можно воспользоваться рекомендациями опытных людей.

Как вычислить необходимое расстояние между стропильными балками

Расстояние между стропилами односкатной крыши во многом зависит от предварительно рассчитанного максимально возможного шага. Для выявления данного значения вам потребуется иметь значение общей нагрузки, параметры крыши и данные о древесине стропильных ног.

Вычислить оптимальный шаг стропильной ноги можно по следующей методике:

1. В первую очередь необходимо найти полную длину крыши. Это значение должно включать в себя любые торцы и свесы;
2. Полученное значение делим на максимально допустимое расстояние между стропилами;
3. Ответ округляем в большую сторону. Это число будет указывать на количество пролетов;
4. Далее берем значение длины крыши и делим его на пролеты. Так вы найдете оптимальный шаг;
5. А чтобы найти количество стропильных ног необходимо к пролетам прибавить единицу.

Это правило работает для подавляющего большинства кровель, но есть и те, рассчитать которые подобным образом не получается. Если у вас именно такой случай, то придется обзавестись дополнительным стропилом на одном из торцов.

Стропильная система в зависимости от кровельного покрытия

Ни для кого не секрет, что чем большей массой обладает кровельное покрытие, тем большее количество стропильных ног необходимо устанавливать. Большинство производителей данного материала в инструкции к своему товару указывает оптимальное количество стропил и их размеры.

Не стоит слепо доверять данной инструкции, только если вы не проживаете на центральной полосе России, ведь они были написаны именно для этой территории. Перед разработкой чертежа необходимо внимательно изучить преобладающие ветра и начертить своеобразную розу, которая будет являться ориентиром для будущего строительства.

Стоит заметить, что в регионах страны, где выпадает большое количество атмосферных осадков в виде снега лучше всего создавать крутые крыши с уклоном ската в 35-45 градусов. Это обеспечит быстрый естественный сход снежного покрова с поверхности.

В большинстве случаев стропильная система частных домов создается из бревен, диаметр которых от 12 до 22 сантиметров, бруса или доски с показателями толщины от 40 до 100 и ширины от 150 до 220 миллиметров.

Система стропил под профнастил

Кровельный профнастил довольно легкий материал и в то же время обладает хорошими прочностными характеристиками. Поэтому в качестве стропильных ног можно использовать пиломатериалы небольшого сечения, но с частым шагом: 0,6 – 1,2 метра. Кровельный скат должен находиться под уклоном от 12 до 45 градусов.

Необходимое сечение можно подобрать исходя из расстояния пролета между опор. Если расстояние составляет порядка 3 метра, то сечением можно брать 40х150 миллиметров, при 4 метрах это значение увеличивается до 50х180 миллиметров, а при 6 метрах необходимо использовать пиломатериалы сечение которых 60х200 миллиметров.

Кстати, обрешетка в этом вопросе также играет немаловажную роль. В случае, когда стропильный шаг составляет приличное значение, придется использовать более широкие доски. Например, для шага в 0,6 метров понадобятся элементы с сечением 25х100 миллиметров, а для 1,2 метров – 40х100.

Обрешетка для профнастила устраивается разряженным методом , и шаг ее элементов должен составлять 50-80 сантиметров. Впрочем, эти значения могут выходить за рамки в связи с особенностями самого кровельного покрытия. Советы по устройству данных деталей вы также можете найти в инструкции, прилагаемой к приобретенному материалу.

Система стропил под керамическую черепицу

Керамическая черепица – уникальное кровельное покрытие. Она изготавливается из глины, что делает этот материал очень тяжелым. Проектируемые стропильные системы в обязательном порядке должны следовать следующим требованиям:

В кровельной сфере существует всего 3 разновидности обрешетки. Одну из них можно устраивать под углом 12-60 градусов, а две других под 20-45 градусов. В качестве элементов обрешетки для глиняной черепицы чаще всего можно увидеть брус с сечением 50х50 миллиметров.

Стропила для металлочерепицы

Благодаря тому, что металлические листы обладают значительно меньшей толщиной вам не придется устраивать серьезную стропильную систему. Поэтому можете смело следовать советом и рекомендациям производителей кровельного материала.

Стоит сказать пару слов о единственном нюансе, который позволит вам сэкономить немного пиломатериалов. Так вот, он заключается в том, что минимальный шаг обрешетки может быть увеличен до 1 метра. Это связано с размерами листового материала. Когда утраивается металлочерепица, то, как правило, она поддерживается обрешеткой лишь в нескольких местах, а при шаге стропил в 0,6 метров нельзя создать «экономную» обрешетку, поэтому приходится менять ее вместе со стропильной системой.

Стропильная конструкция под ондулин

На сегодняшний ондулин уступил место более современным покрытиям, но несмотря на это, застройщики, крыша домов которых была уложена асбестовым шифером стали присматривать данный материал, как выгодную альтернативу. Он выполнен на основе битума и стекловолокна, обладает малым весом и высоким качеством.

Стропильная система под ондулин должна соответствовать следующим параметрам:

• Наклон ската должен находиться в пределе от 5 до 45 градусов;
• При малом уклоне шаг стропильных ног должен быть минимальным: 0,6 метра, а при более крутой крыше это расстояние увеличивается до 0,9 метров;
• При пологой крыши, скажем до 10 градусов необходимо устраивать сплошную обрешетку. Для этого лучше всего использовать влагостойкую фанеру, ОСП плиты или обрезную доску с сечением 30х100 или брус 40х50 миллиметров.

Что касается сечения самих стропильных ног, то оно подбирается по тем же правилам, что и для профнастила.

Система стропил под волнистые асбестоцементные листы (шифер)

Удивительно, но кровельный материал под названием «шифер» знают все, ведь подавляющее большинство частных домов покрыто именно этим продуктом. За счет своей жесткости и составляющих, данный материал обладает довольно солидным весом, поэтому необходимо следовать рекомендациям по устройству стропильной системы, дабы она не разрушилась еще до начала эксплуатации.

• Низкая герметичность готовой плоскости не позволяет использовать шифер при уклоне ската менее 22 градусов, это приведет к протечкам. Если вы не сможете найти какие-либо рекомендации по монтажу асбестоцементных листов (что вряд ли), то вы всегда вправе воспользоваться инструкцией, прилагаемой к ондулину;
• Максимально возможный наклон стропил при шиферной кровле – менее 60 градусов;
• Оптимальный шаг стропильных ног лежит в диапазоне от 0,8 до 1,5 метра. Здесь все будет зависеть от нагрузки и сечения пиломатериалов;
• Как правило, деревянная система под шифер требует несколько большего сечения ног, нежели при легкой кровле. В качестве примера можно привести ситуацию, когда шаг стропил составляет 1,2 метра. Для стропила придется брать брус с сечением 75х150 или 100х200;
• Что касается обрешетки, то ее элементы так же будут отличаться от шага стропильных ног. Если он составляет до 1,2 метра, то вполне пойдет брус 50х50 миллиметров, а при большем шаге – 60х60 миллиметров;
• Шаг бруса обрешетки должен подбираться так, дабы один лист поддерживали 3 элемента. Шифер должен выходить за края на 15 сантиметров с обеих сторон. Например, если рассматривать стандартные размеры асбестоцементного листа (175 сантиметров), то можно использовать шаг обрешетки в 80 сантиметров.

Наверно стоит напомнить о том, что асбест является вредным веществом , следовательно, при работе с материалом, в котором содержатся его частицы должна соблюдаться техника безопасности. Которая гласит, что рабочий должен иметь при себе средства индивидуальной защиты.

Стропильная система одного и двух скатов

В последнее время односкатная крыша получает все большую симпатию. Оно и понятно, ведь материалы только дорожают, а так хочется сэкономить. Благодаря несложной конструкции это получится сделать. Стропильная система одного ската довольно примитивна. Для этого просто нужно положить балки на венец и закрепить. Конечно, не стоит забывать про изоляционный материал.

Максимальный наклон односкатной крыши может быть 30 градусов, а пролет составлять 6 метров (это правило действует для пиломатериалов). Самым оптимальным уклоном считается 15-20 градусов. Под таким углом, ветровая нагрузка не причинит особого вреда, но вот снежный покров будет доставлять некоторые неудобства. Решением этой проблемы может стать размещение вашей постройки «по ветру», что позволит ему удалять снежную массу с крыши естественным образом.

Альтернативным вариантом односкатной кровли является двухскатная. Она представляет собой некоторое количество прямоугольников, соединенных воедино при помощи мауэрлата и конька. Стоит отметить один интересный факт. Когда форма треугольника приближается к равнобедренному, то его жесткость возрастает. В связи с этим при уклоне кровли до 60 градусов можно позволить расширить шаг между стропильными ногами.

Но не стоит заигрываться с расчетами, ведь это может привести к увеличению парусности и расходу пиломатериалов. Самым оптимальным уклоном скатов для двухскатной системы – 45 градусов.

Если вы решили возводить кровлю самостоятельно, то вам наверняка пригодятся некоторые советы, которые не только облегчат ваш труд, но и увеличат эксплуатационный период вашей крыши в целом.

• Рассчитать конструкцию правильно – задача не легкая, но даже если она выполнена верно, нарушить ее можно при неверном креплении. Поэтому монтируя стропильные ноги на свои места выполните работу со всей ответственностью. Для повышения навыков вы можете прочитать информацию в сети, либо пригласить на объект знающего человека;
• Шаг стропильных ног никак не должен влиять на теплоизоляцию. Стоит помнить, что плиты способны немного изменяться в своих размерах. Воспользуйтесь этим и впихните их максимально плотно. В строительном магазине существуют стандартные размеры плит утеплителя в 60, 80, 100 и 120 сантиметров;
• Для большинства крыш, уклон которых менее 45 градусов, есть необходимость включения веса рабочего в расчет. Что касается более острых кровель, то в этом нет необходимости, следовательно, можно уменьшить шаг стропильных ног на 20%;
• Воспользуйтесь современными технологиями и рассчитайте вашу крышу при помощи онлайн-калькуляторов. Все что вам нужно – это ввести точные параметры;
• Нормативные документы касательно ветровой и снеговой нагрузки вы можете найти в сети или у мастеров на стройке;
• Любая древесина, используемая в целях строительства должна быть максимально высушена. Это позволит избежать ее деформации в последующем.

Крыша здания – один из самых важных элементов всего здания. Если вы начнете экономит на кровельном пироге, то вскоре вам грозит дорогостоящий ремонт, который затронет не только данный участок, но и все здание в целом. Поэтому если вы хотите получить максимальный эксплуатационный период от вашего уюта, то не стоит использовать некачественные материалы.

Сооружение стропильной системы крыши и последующий настил кровли – важнейшие этапы при любом строительстве. Дело это – весьма сложное, сопряженное со всесторонней подготовкой, которая включает в себя расчёт основных элементов системы и приобретением материалов нужного сечения. Далеко не каждый начинающий строитель будет способен спроектировать и санировать сложную конструкцию.

Однако часто при строительстве придомовых построек, сооружений хозяйственного или подсобного назначения, гаражей, навесов, беседок и других объектов особая сложность крыши вовсе и не требуется - на первое место выходят простота конструкции, минимальное количество затрат на материалы и скорость проведения проведение работ, которые вполне посильны для самостоятельного исполнения. Именно в таких ситуациях своеобразной «палочной-выручалочкой» становится стропильная система

В данной публикации основной акцент сделан на расчетах односкатной конструкции крыши. Кроме того, будут рассмотрены наиболее типичные случаи ее сооружения.

Основные достоинства односкатных крыш

Несмотря на то что не всем нравится эстетика здания, над которым смонтирована односкатная кровля (хотя сам по себе вопрос – неоднозначный), многие хозяева загородных участков при возведении построек, а иногда даже - и жилого дома, выбирают именно такой вариант, руководствуясь целым рядом достоинств подобной конструкции.

• Материалов для односкатной стропильной системы, тем более, если она возводится над небольшой хозяйственной пристройкой, потребуется совсем немного.
• Самой «жесткой» плоской фигурой является треугольник. Именно он лежит в основе практически любой стропильной системы. В односкатной системе этот треугольник – прямоугольный, что существенно упрощает проведение расчетов, так как все геометрические соотношения известны каждому, кто заканчивал среднюю школу. Но эта простота никак не сказывается на прочности и надежности всей конструкции.
• Даже если ведущий самостоятельное строительство владелец участка ни разу ранее не сталкивался с возведением крыши, монтаж односкатной стропильной системы не должен вызвать у него чрезмерных трудностей – он достаточно понятен, не столь сложен. Нередко, при перекрытии небольших хозпостроек или иных придомовых сооружений вполне возможно обойтись не то что без вызова бригады специалистов, но даже и без приглашения помощников.
• При возведении конструкции крыши всегда важна скорость проведения работ, естественно, без потери качества – хочется как можно быстрей обезопасить строение от капризов погоды. По этому параметру односкатная крыша однозначно является «лидером» - в ее конструкции практически нет сложных соединительных узлов, забирающих массу времени и требующих высокоточной подгонки.

Насколько существенны недостатки односкатной стропильной системы? Увы, они есть, и с ними тоже приходится считаться:

• Чердака при односкатной кровле или не предполагается вовсе, или он получается настолько маленьким, что о его широкой функциональности приходится забыть.

• Исходя из первого пункта – есть определенные сложности в обеспечении достаточной термоизоляции расположенных под односкатной крышей помещений. Хотя, конечно, это можно исправить – ничто не мешает утеплить сам скат кровли или же расположить под стропильной системой утепленное чердачное перекрытие.
• Односкатные крыши, как правило, делаются с небольшим уклоном, до 25÷30 градусов. Это влечет за собой два последствия. Во-первых, не все виды кровельных покрытий подойдут для таких условий. Во-вторых, резко возрастает значимость потенциальной снеговой нагрузки, что следует обязательно учесть при проведен расчетов системы. Но зато при таких уклонах значительно снижается влияние ветрового давления на кровлю, особенно если правильно расположить скат – в наветренную сторону, в соответствии с преобладающими ветрами на данном участке местности.

• Еще один недостаток, пожалуй, можно отнести к очень условным и субъективным – это внешний вид односкатной крыши. Он может не прийтись по душе любителям архитектурных изысков, дескать, очень упрощает облик постройки. На это тоже можно возразить. Первое – простота системы и экономичность возведения часто играют все же решающую роль при строительстве подсобных сооружений. А втрое – если посмотреть обзор проектов жилых домов, то можно встретить очень интересные дизайнерские варианты, в которых упор сделан именно на односкатной крыше. Так что, как говорится, о вкусах не спорят.

Как рассчитывается односкатная стропильная система?

Общие принципы расчета системы

В любом раскладе односкатная система крыши представляет собой конструкцию из установленных параллельно друг другу наслонных стропильных ног. Само по себе название –«наслонные» говорит о том, что стропила опираются (наслоняются) на две жёстких точки опоры. Для удобства восприятия обратимся к несложной схеме. (Кстати, к этой же схеме будем возвращаться еще не раз – при проведении расчетом линейных и угловых параметров системы).

Итак, две точки опоры стропильной ноги. Одна из точек (В) расположена выше другой (А) на определенное значение превышения (h) . За счет этого создается уклон ската, который выражается углом α.

Таким образом, как уже отмечалось, в основе построения системы лежит прямоугольный треугольник АВС , в котором основанием является расстояние по горизонтали между точками опоры (d ) – чаще всего это длина или ширина возводимой постройки. Второй катет – превышение h. Ну а гипотенузой становится длина стропильной ноги между точками опоры – L. Угол при основании (α) определяет крутизну ската кровли.

Теперь рассмотрим основные аспекты выбора конструкции и проведения расчетов несколько подробнее.

Каким образом будет создаваться необходимый уклон ската?

Принцип расположения стропил – параллельно друг другу с определенным шагом, с необходимым углом уклона ската – общий, но достигаться это может различными способами.

• Первый заключается в том, что еще на этапе разработки проекта здания высота одной стены (показано розовым) сразу закладывается с превышением h относительно противоположной (желтый цвет). Двум оставшимся стенам, идущим параллельно скату кровли, придается трапециевидная конфигурация. Способ- достаточно распространенный, и хотя несколько усложняет процесс возведения стен, зато предельно упрощает создание уже самой стропильной системы крыши - практически все для этого уже готово.
• Второй способ можно, в принципе считать разновидностью первого. В этом случае речь идет о каркасном строительстве. Еще на стадии разработки проекта в него закладывается то, то вертикальные стойки каркаса с одной стороны выше на ту же величину h по сравнению с противоположной.

На представленных выше иллюстрациях и на тех, что будут размещены ниже, схемы выполнены с упрощением – не показан мауэрлат, проходящий по верхнему торцу стены, или обвязочный брус – на каркасной конструкции. Это ничего не меняет принципиально, но на практике без этого элемента, являющегося основой для монтажа стропильной системы, не обойтись.

Что такое мауэрлат и как он крепится на стены?

Основная задача этого элемента – равномерное распределение нагрузки со стропильных ног на стены здания. Правила подбора материала и на стены дома – читайте в специальной публикации нашего портала.

• Следующий подход практикуется в том случае, когда стены имеют равную высоту. Превышение одной стороны стропильных ног над другой может быть обеспечено установкой вертикальных стоек необходимой высоты h .

Решение несложное, но конструкция получается, на первый взгляд, несколько нестабильной – у каждого из «стропильных треугольников» есть определенная степень свободы влево - вправо. Это достаточно просто устраняется креплением поперечных брусьев (досок) обрешетки и зашивкой прямоугольной фронтонной части крыши с фасадной стороны. Оставшиеся по бокам фронтонные треугольники также зашиваются деревом или другим удобным для владельца материалом.

крепление для стропил

• Еще одно решение проблемы – это монтаж кровли с применением односкатных ферм. Такой способ хорош тем, что есть возможность после проведения расчетов идеально собрать и подогнать одну ферму, а затем, взяв ее в качестве шаблона, изготовить на земле необходимое количество точно таких же конструкций.

Подобную технологию удобно применять в том случае, когда , в силу своей большой длины, требуют определенного усиления (об этом речь пойдет чуть ниже).

Жесткость всей стропильной системы заложена уже в конструкции фермы - достаточно установить эти сборки на мауэрлат с определенным шагом, закрепиться на нем, и соединить затем фермы обвязкой или поперечными брусьями обрешетки.

Еще одно достоинство такого подхода –ферма выполняет и роль стропильной ноги, и балки перекрытия. Таким образом, существенно упрощается проблема термоизоляции перекрытия и подшивки потока – все для этого уже сразу будет готово.

• Наконец, еще один случай – он подойдет для той ситуации, когда односкатная кровля планируется над возводимой около дома пристройки.

С одной стороны стропильные ноги опираются на стойки каркаса или же стенку возводимой пристройки. С противоположной стороны находится капитальная стена основного здания, и стропила могут опираться на зафиксированный на ней горизонтальный прогон, либо на индивидуальные крепления (кронштейны, закладные бруски и т.п.), но также выровненные по горизонтали. Линия крепления этой стороны стропильных ног также делается с превышением h.

Обратите внимание, что несмотря на различия в подходах к монтажу односкатной системы, во всех вариантах присутствует тот же «стропильный треугольник» - это будет важно для проведения расчетов параметров будущей крыши.

В какую сторону предусмотреть скат кровли?

Казалось бы – праздный вопрос, однако, с ним необходимо определиться заранее.

В некоторых случаях, например, если , вариантов особых и нет – скат должен располагаться только в направлении от здания, чтобы обеспечивался свободный сток ливневой воды и талого снега.

На отдельно стоящем строении уже есть определенные возможности выбора. Конечно, мало когда рассматривается вариант, при котором стропильную систему располагают таким образом, чтобы направление ската приходилось на фасадную часть (хотя не исключено и такое решение). Чаще всего уклон организовывают назад или в одну из сторон.

Вот здесь уже можно взять за критерии выбора внешнее дизайнерское оформление возводимого здания, особенности территории участка, удобство прокладки коммуникаций системы сбора ливневых вод и т.п. Но все равно следует иметь в виду определённые нюансы.

• Оптимальное расположение односкатной кровли – в наветренную сторону. Это позволяет минимизировать ветровое воздействие, которое может работать с подъемным приложением вектора силы, когда скат превращается в своеобразное крыло – ветер пытается сорвать кровлю вверх. Именно для односкатных крыш это имеет важнейшее значение. При ветре же в кровлю, особенно при небольших углах крутизны скатов, значение ветрового воздействия будет минимальным.
• Второй аспект выбора – это длина ската: его при прямоугольной постройке можно расположить вдоль нее или поперек. Здесь важно учесть то, что длина стропил без усиления не может быть беспредельной. Кроме того, чем длиннее пролет стропила межу точками опоры, тем толще должен быть в сечении пиломатериал, идущий на изготовление этих деталей. Эта зависимость будет пояснена чуть позднее, уже при проведении расчетов системы.

Тем не менее, практикуют правило, что свободная длина стропильной ноги обычно не должна превышать 4,5 метров. При возрастании этого параметра обязательно предусматриваются дополнительные элементы усиления конструкции. Примеры показаны на иллюстрации ниже:

Так, при расстоянии между противоположными стенами от 4.5 до 6 метров уже потребуется установка подстропильной ноги (подкоса), расположенной под углом в 45°, и упирающейся снизу на жестко закрепленный опорный брус (лежень). При расстояниях до 12 метров придется устанавливать по центру вертикальную стойку, которая должна опираться или на надежное перекрытие, или же даже на капитальную перегородку внутри здания. Стойка также упирается в лежень, а кроме того, в каждую из сторон устанавливается еще и подкос. Это тем более актуально в связи с тем, что стандартная длина пиломатериалов обычно не превышает 6 метров, и стропильную ногу придется делать составной. Так что без дополнительной опоры обойтись в любом случае не получится.

Дальнейшее увеличение длины ската приводит к еще большему усложнению системы – появляется необходимость установки нескольких вертикальных стоек, с шагом не более 6 метров, с опорой на капительные стенки, и со связыванием этих стоек схватками, с установкой тех же подкосов и на каждой стойке, и на обеих внешних стенах.

Таким образом, следует хорошо подумать, куда будет выгоднее сориентировать направление ската кровли еще и из соображений упрощения конструкции стропильной системы.

саморезы по дереву

Какой угол крутизны ската будет оптимальным?

В подавляющем большинстве случаев когда речь идет об односкатной кровле выбирается угол до 30 градусов. Это объясняется рядом причин, и самая главная из них уже упоминалась – сильная уязвимость именно односкатной конструкции к ветровой нагрузке с фасадной стороны. Понятно, что, следуя рекомендациям, направление ската ориентируют в наветренную сторону, но это вовсе не говорит о том, что ветер с другой стороны полностью исключается. Чем круче угол уклона – тем значительнее становится создающаяся подъемная сила, и тем большую нагрузку на срыв будет испытывать кровельная конструкция.

Кроме того, односкатные кровли с большим углом наклона смотрятся несколько несуразно. Конечно, это иногда используется в смелых архитектурно-дизайнерских проектах, но мы-то говорим о более «приземленных» случаях…

Слишком пологий скат, с углом уклона до 10 градусов, тоже не слишком желателен, по той причине, что резко возрастают нагрузки на стропильную систему от снежных наносов. Кроме того, с началом таяния снегов весьма вероятно появление наледи по нижнему краю ската, затрудняющей свободный сход талой воды.

Важным критерием выбора угла крутизны ската является и задуманное . Не секрет, что для различных кровельных материалов имеются определенные «рамки», то есть минимально допустимый угол уклона крыши.

Сам угол уклона ската может выражаться не только в градусах. Многим мастерам удобнее оперировать другими параметрами – пропорциями или процентами (даже в некоторых технических источниках можно встретить подобную систему измерений).

Пропорциональное исчисление – это отношение длины пролета (d ) к высоте подъема ската (h ). Может выражаться, например, соотношением 1:3, 1:6 и так далее.

То же соотношение, но уже в абсолютной величине и приведенное к процентам, дает несколько иное выражение. Например, 1:5 – это будет крутизна ската в 20%, 1:3 – 33,3 % и т.п.

Чтобы упростить восприятие этих нюансов, ниже размещена таблица с графиком-диаграммой, показывающей соотношение градусов и процентов. Схема полностью масштабирована, то есть по ней можно легко перевести одни величины в другие.

Красными линиями показано условное разделение кровель: до 3° – плоские, от 3 до 30° – крыши с малым уклоном, от 30 до 45° – средняя крутизна, и выше 45 – круто уклонённые скаты.

Синими стрелками и соответствующими им числовыми обозначениями (в кружках) показаны установленные нижние границы применения того или иного кровельного материала.

№	Величина уклона	Тип допустимого кровельного покрытия (минимальный уровень уклона)	Иллюстрация
1	от 0 до 2°	Совершенно плоская крыша или с углом наклона до 2°. Не менее 4 слоев рулонного битумного покрытия, нанесенного по «горячей» технологии, с обязательной верхней посыпкой из мелкофракционного гравия, утопленного в расплавленную мастику.
2	≈ 2° 1:40 или 2,5 %	То же, что и в пункте 1, но будет достаточно 3 слоев битумного материала, с обязательной посыпкой
3	≈ 3° 1:20 или 5 %	Не менее трех слоев битумного рулонного материала, но без гравийной засыпки
4	≈ 9° 1:6,6 или 15 %	При использовании рулонных битумных материалов – не менее двух слоев, наклеенных на мастику горячим способом. Допускается использование некоторых типов профнастила и металлочерепицы (по рекомендациям производителя).
5	≈ 10° 1:6 или 17%	Асбестоцементные шиферные волнистые листы усиленного профиля. Еврошифер (однулин).
6	≈ 11÷12° 1:5 или 20 %	Мягкая битумная черепица
7	≈ 14° 1:4 или 25 %	Плоский асбестоцементный шифер усиленного профиля. Профнастил и металлочерепица – практически без ограничений.
8	≈ 16° 1:3,5 или 29 %	Листовая сталь кровельная с фальцевым соединением соседних листов
9	≈ 18÷19° 1:3 или 33 %	Шифер асбестоцементный волнистый обычного профиля
10	≈ 26÷27° 1:2 или 50 %	Натуральная керамическая или цементная штучная черепица, сланцевые или композитные полимерные плитки
11	≈ 39° 1:1,25 или 80 %	Кровельное покрытие из щепы, дранки, натурального гонта. Для любителей особой экзотики –камышовая кровля

Владея подобной информацией и имея намётки на будущее кровельное покрытие, будет проще определиться с углом крутизны ската.

металлочерепица

Как задать необходимый угол ската?

Обратимся вновь к нашей базовой схеме «стропильного треугольника», размещенной выше.

Итак, чтобы задать необходимый угол уклона ската α , необходимо обеспечить возвышение одно стороны стропильной ноги на величину h . Соотношения параметров прямоугольного треугольника известны, то есть определить эту высоту – сложности не представит:

h = d × tg α

Значение тангенса – это табличная величина, которую несложно отыскать в справочной литературе или в таблицах, опубликованных в интернете. Но чтобы максимально упростить нашему читателю задачу, ниже размещен специальный калькулятор, который позволит выполнить расчеты буквально за несколько секунд.

Кроме того, калькулятор поможет решить, при необходимости, и обратную задачу – изменяя угол уклона в определенном диапазоне подобрать оптимальное значение превышения, когда именно этот критерий становится определяющим.

Калькулятор расчета превышения верхней точки установки стропильной ноги

Укажите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать величину превышения h"

Базовое расстояние между точками опоры стропила d (метров)

Планируемый угол уклона кровли α (градусов)

Как определиться с длиной стропильной ноги?

В этом вопросе также трудностей быть не должно – по двум известным сторонам прямоугольного треугольника не составит сложности рассчитать третью, используя всем известную теорему Пифагора. В нашем случае, в приложении к базовой схеме, это соотношение будет следующим:

L² = d² + h²

L = √ (d² + h²)

При расчете длины стропильных ног следует учитывать один нюанс.

При небольших длинах ската часто длину стропил увеличивают на ширину карнизного свеса – так проще будет монтировать весь этот узел впоследствии. Однако, при больших динах стропильных ног, или же в том случае, когда в силу обстоятельств приходится применять материал очень большого сечения, такой подход выглядит не всегда разумным. В такой ситуации применяют удлинение стропил с помощью специальных элементов системы – кобылок.

Понятно, что в случае с односкатной кровлей карнизных свесов может быть два, то есть с обеих сторон постройки, либо один – когда крыша пристраивается к стене здания.

Ниже размещен калькулятор, который помоет быстро и точно рассчитать необходимую длину стропильной ноги для односкатной крыши. По желанию можно проводить вычисления с учетом карнизного свеса, либо без него.

Калькулятор расчета длины стропильной ноги односкатной крыши

Введите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать длину стропильной ноги L"

Высота превышения h (метров)

Базовая длина d (метров)

Условия расчета:

Требуемая ширина карнизного свеса ΔL (метров)

Количество свесов:

Понятно, что если длина стропильной ноги превышает стандартные размеры имеющегося в продаже пиломатериала (обычно это 6 метров), то либо придется отказываться от формирования с помощью стропил в пользу кобылок, либо прибегать к сращиванию бруса. Можно сразу оценить, в какие последствия это «выливается», чтобы принять оптимальное решение.

Как определить необходимое сечение стропил?

Дина стропильных ног (или расстояние между точками их крепления к мауэрлату) теперь известна. Найден параметр высоты поднятия одного края стропила, то есть имеется и значение угла ската будущей кровли. Теперь необходимо определиться с сечением доски или бруса, который пойдет на изготовление стропильных ног и, в связке с этим – шаги их установки.

Все перечисленные параметры тесно взаимосвязаны между собой и должны в конечном счёте соответствовать возможной нагрузке на стропильную систему, чтобы обеспечивалась прочность и стабильность всей конструкции крыши, без ее перекосов, деформации или даже обрушения.

Принципы расчета распределенной нагрузки на стропила

Все выпадающие на крышу нагрузки можно разделить на несколько категорий:

• Постоянная статическая нагрузка, которая определяется массой самой стропильной системы, кровельного материала, обрешетки к нему, а при утепленных скатах – весом термоизоляции, внутренней обшивки потолка чердачного помещения и т.п. Этот суммарный показатель во многом зависит от типа используемого кровельного материала – понятно, что массивность профнастила, к примеру, не идёт ни в какое сравнение с натуральной черепицей или асбестоцементным шифером. И все же при проведении проектирования системы кровельного покрытия всегда стремятся удержать это показатель в рамках 50÷60 кг/м².
• Временные нагрузки на кровлю, обусловленные влиянием внешних причин. Это безусловно, снеговая нагрузка на кровлю, особенно характерная именно для крыш с небольшой крутизной скатов. Играет свою роль ветровая нагрузка, и, хотя на малых углах уклона она не столь велика, полностью сбрасывать ее со счетов не следует. Наконец, крыша должна выдержать и вес человека, например, при проведении каких-либо ремонтных работ или при очистке кровли от снежных сугробов.
• Отдельной группой стоят экстремальные нагрузки стихийного характера, вызванные, к примеру, ураганными ветрами, аномальными для данной местности снегопадами или дождями, тектоническими толчками земли и т.п. Предвидеть их – практически невозможно, но при расчетах на этот случай закладывается определенный резерв прочности элементов конструкции.

Суммарные нагрузки выражаются в килограммах на квадратный метр площади крыши. (В технической литературе часто оперируют другими величинами – килопаскалями. Перевести несложно – 1 килопаскаль приблизительно равен 100 кг/м²).

Выпадающая на крышу нагрузка распределяется по стропильным ногам. Очевидно, что чем чаще они установлены, тем меньшее давление будет приходиться на каждый погонный метр стропильной ноги. Это можно выразить следующим соотношением:

Qр = Qс × S

Qр — распределенная нагрузка на погонный метр стропила, кг/м;

Qс — суммарная нагрузка на единицу площади крыши, кг/м²;

S — шаг установки стропильных ног, м.

Например, расчеты показывают, что на крышу вероятно внешне воздействие в 140 кг. при шаге установке в 1.2 м на каждый погонный метр стропильной ноги придется уже 196 кг. Но зато если установить стропила чаще, с шагом, допустим, 600 мм, то степень воздействия на эти детали конструкции резко снижается – всего 84 кг/м.

Ну а по полученному значению распределенной нагрузки уже несложно определить требуемое сечение пиломатериала, способного противостоять такому воздействию, без прогибов, кручения, переломов и т.п. Существуют специальные таблицы, одна из которых приведена ниже:

Расчетная величина удельной нагрузки на 1 погонный метр стропильной ноги, кг/м					Сечение пиломатериала для изготовления стропильных ног
75	100	125	150	175	из кругляка	из доски (бруса)
					диаметр, мм	толщина доски (бруса), мм
						40	50	60	70	80	90	100
Планируемая длина стропил между точками опоры, м						высота доски (бруса), мм
4.5	4	3.5	3	2.5	120	180	170	160	150	140	130	120
5	4.5	4	3.5	3	140	200	190	180	170	160	150	140
5.5	5	4.5	4	3.5	160	-	210	200	190	180	170	160
6	5.5	5	4.5	4	180	-	-	220	210	200	190	180
6.5	6	5.5	5	4.5	200	-	-	-	230	220	210	200
-	6.5	6	5.5	5	220	-	-	-	-	240	230	220

Пользоваться этой таблицей – совсем несложно.

• В левой ее части находят рассчитанную удельную нагрузку на стропильную ногу (при промежуточном значении берется ближайшее в большую сторону).

По найденному столбцу опускаются вниз до величины требуемой длины стропильной ноги.

В этой строке в правой части таблицы приведены необходимые параметры пиломатериала – диаметр кругляка или ширина и высота бруса (доски). Здесь можно выбрать наиболее удобный для себя вариант.

Например, расчеты дали значение нагрузки – 90 кг/м. Длина стропильной ноги между точками опоры – 5 метров. Таблица показывает, что можно применять бревно диаметром 160 мм или доску (брус) следующих сечений: 50×210; 60×200; 70×190; 80×180; 80×180; 90×170; 100×160.

Дело «за малым» – определить суммарную и распределенную нагрузку.

Существует выработанный, достаточно сложный и громоздкий алгоритм расчета. Однако, не будем в данной публикации перегружать читателя массивом формул и коэффициентов, а предложим воспользоваться специально разработанным для этих целей калькулятором. Правда, для работы с ним необходимо сделать несколько пояснений.

Вся территория России разделена на несколько зон по вероятному уровню снеговой нагрузки. В калькуляторе потребуется внести номер зоны для региона, в котором проводится строительство. Найти свою зону можно на представленной ниже карте-схеме:

На уровень снеговой нагрузки влияет угол ската кровли – эта величина нам уже известна.

Изначально подход схож с тем, что и в предыдущем случае – требуется определить свою зону, но только уже по степени ветрового давления. Карта-схема размещена ниже:

Для ветровой нагрузки имеет значение высота возводимой кровли. Не путать с рассматриваемым ранее параметром превышения! В данном случае интересует именно высота от уровня земли до самой высокой точки кровли.

В калькуляторе будет предложено определить зону строительства и по степени открытости участка строительства. Критерии оценки уровня открытости в калькуляторе приведены. Однако, есть нюанс.

Говорить о наличии указанных естественных или искусственных преград для ветра можно лишь в том случае, если они расположены не далее, чем на расстоянии, не более чем 30×Н , где Н – это высота возводимого дома. Значит, для оценки степени открытости для здания высотой, к примеру, 6 метров, можно учитывать только те признаки, которые расположены не далее, чем в радиусе 180 метров.

В данном калькуляторе шаг установки стропил является переменной величиной. Такой подход удобен с тех позиций, что варьируя значение шага можно проследить, как изменяется распределённая нагрузка на стропила, а значит, выбрать наиболее приемлемый вариант с точки зрения подбора необходимого пиломатериала.

Кстати, если односкатная крыша планируется утепленной, то имеет смысл привести шаг установки стропил к размерам стандартных утеплительных плит. Например, если будут использоваться питы базальтовой ваты размером 600×1000 мм, то и шаг стропил лучше установить или 600, или 1000 мм. За счет толщины стропильных ног расстояние «в свету» между ними будет на 50÷70 мм меньше – а это практически идеальные условия для максимально плотного прилегания утеплительных блоков, без просветов.

Однако, вернемся к расчетам. Все остальные данные для калькулятора – известны, и можно проводить вычисления.

Сегодня фермы из профильной трубы по праву считаются идеальным решением для строительства гаража, жилого дома и приусадебных построек. Прочные и долговечные, такие конструкции обходятся недорого, быстры в исполнении, и с ними способен справиться любой, кто хоть немного разбирается в математике и имеет навыки резки и сварки.

А как правильно подобрать профиль, рассчитать ферму, сделать в ней перемычки и установить, мы сейчас подробно расскажем. Для этого мы подготовили для вас подробные мастер-классы изготовления таких ферм, видео-уроки и ценные советы от наших экспертов!

И так, что такое ферма? Это конструкция, которая связывает опоры вместе в одно единое целое. Другими словами, ферма относится к простым архитектурным конструкциям, среди ценных преимуществ которой выделим такие: высокая прочность, отличные показатели эксплуатации, невысокая стоимость и хорошая устойчивость к деформациям и внешним нагрузкам.

Благодаря тому, что такие фермы обладают высокой несущей способностью, их ставят под любые кровельные материалы, независимо от их веса.

Использование в строительстве металлических ферм из новых или прямоугольных замкнутых профилей считается одним из самых рациональных и конструктивных решений. И неспроста:

1. Главный секрет – в экономии благодаря рациональной форме профиля и соединения всех элементов решетки.
2. Еще одно ценное преимущество профильных труб для использования их изготовлении фермы – это равная устойчивость в двух плоскостях, замечательная обтекаемость и удобство эксплуатации.
3. При всем своем малом весе такие фермы выдерживают серьезные нагрузки!

Отличаются стропильные фермы по очертанию поясов, типу сечения стержней и видам решетки. И при правильном подходе вы самостоятельно сможете сварить и установить ферму из профильной трубы любой сложности! Даже такую:

Этап II. Приобретаем качественный профиль

Итак, прежде, чем составить проект будущих ферм, сначала нужно определиться с такими важными пунктами:

• контуры, размер и форма будущей крыши;
• материал изготовления верхнего и нижнего пояса фермы, а также ее решетки;

Запомните одну простую вещь вещь: у каркаса из профильной трубы есть так называемые точки равновесия, которые важно определить для устойчивости всей фермы. И очень важно подобрать под эту нагрузку качественный материал:

Строят фермы из профильной трубы таких видов сечений: прямоугольного или квадратного. Таковые выпускаются разного размера сечения и диаметра, с разной толщиной стенок:

• Мы рекомендуем те, которые специально продаются для малогабаритных построек: такие идут до 4,5 метров длиной и имеют сечение 40х20х2 мм.
• Если вы будете изготавливать фермы длиннее 5 метров, тогда выбирайте профиль с параметрами 40х40х2 мм.
• Для полномасштабного строительства крыши жилого дома вам понадобятся профильные трубы с такими параметрами: 40х60х3 мм.

Устойчивость всей конструкции прямо пропорциональна толщине профиля, поэтому для изготовления ферм не используйте трубы, для которые предназначены только для сварок стоек и каркасов – здесь другие характеристики. Также обратите внимание, каким именно методом было изготовлено изделие: электросварным, горячедеформированным или холодным деформированнием.

Если же вы беретесь изготавливать такие фермы самостоятельно, тогда берите заготовки квадратного сечения – с ними работать проще всего. Приобретите квадратный профиль 3-5 мм толщиной, который будет достаточно прочным и по своим характеристикам близок к металлическим брусьям. Но если ферму вы будете изготавливать всего-то для козырька, тогда можете отдать предпочтение более бюджетному варианту.

Обязательно учитывайте при проектировании снеговые и ветровые нагрузки в вашей местности. Ведь большое значение при выборе профиля (в плане нагрузки на него) имеет угол наклона ферм:

Более точно спроектировать ферму из профильной трубы вы сможете при помощи онлайн-калькуляторов.

Отметим только, что самая простая конструкция фермы из профильной трубы представляет собой несколько вертикальных стоек и горизонтальные уровни, на которые можно крепить стропила для крыши. Приобрести такой каркас можно в готовом самостоятельно, даже под заказ в любом городе России.

Этап III. Рассчитываем внутреннее напряжение ферм

Самое важное и ответственное задание – это правильно произвести расчет фермы из профильной трубы и подобрать нужный формат внутренней решетки. Для этого нам понадобится калькулятор или подобное ему другое программное обеспечение, а также некоторые табличные данные СНиПов, которые за это:

• СНиП 2.01.07-85 (воздействия, нагрузки).
• СНиП п-23-81 (данные по стальным конструкциям).

По возможности ознакомьтесь с этими документами.

Форма крыши и угол наклона

Ферма нужна для какой конкретно кровли? Односкатной, двускатной, купольной, арочная или шатровой? Самый простой вариант, конечно же, это изготовление стандартного односкатного навеса. Но и достаточно сложные фермы вы также способны рассчитать и изготовить самостоятельно:

Стандартная ферма состоит из таких важных элементов, как верхний и нижний пояс, стойки, раскосы и вспомогательные подкосы, которые еще называют шпренгелями. Внутри ферм располагается система решеток, для соединения труб используется сварные швы, клепки, специальные парные материалы и косынки.

И, если вы собираетесь изготовить сложную по форме крышу, то такие фермы станут для нее идеальным вариантом. Их очень удобно изготавливать по шаблону прямо на земле, и только потом поднимать наверх.

Чаще всего при строительстве небольшого дачного домика, гаража или бытовки применяются так называемые фермы полонсо – особая конструкция треугольных ферм, соединенных затяжками, и нижний пояс здесь выходит приподнятым.

По сути, в этом случае, чтобы повысить высоту конструкции, нижний пояс делают ломаным, и он тогда составляет 0,23 от длины полета. Для внутреннего пространства помещения очень удобно.

Итак, всего есть три основных варианта изготовления фермы в зависимости от наклона крыши:

• от 6 до 15°;
• от 15 до 20°;
• от 22 до 35°.

В чем разница спросите вы? Например, если угол конструкции будет небольшой, всего до 15°, тогда фермы рационально делать трапециевидной формы. И при этом вполне можно уменьшить вес самой конструкции, беря в высоту от 1/7 до 1/9 от от общей длины полета.

Т.е. руководствуйтесь таким правилом: чем меньше вес, тем больше должна быть высота фермы. А вот если мы вас будет иметь уже сложную геометрическую форму, тогда нужно выбрать другой тип фермы и решеток.

Виды ферм и формы крыши

Вот пример конкретных ферм для каждого вида крыши (односкатной, двускатной, сложной):

Давайте разберемся с видами ферм:

• Треугольные фермы – классика изготовления основы для крутых скатов крыши или навесов. Сечение труб для таких ферм нужно подбирать с учетом веса кровельных материалов, а также эксплуатации самой постройки. Треугольные фермы хороши тем, что обладают простыми формы, просты в расчете и исполнении. Их ценят за подкровельное обеспечение естественным светом. Но отметим и недостатки: это дополнительные профили и длинные стержни в центральных сегментах решетки. А также здесь вам придется столкнуться с некоторыми сложностями при сварке острых опорных углов.
• Следующий вид – полигональные фермы из профильной трубы. Они незаменимы при сооружении больших площадей. Сварка у них уже более сложной формы, а поэтому для облегченных конструкций их не проектируют. Зато такие фермы отличаются большей экономией металла и прочностью, что особенно хорошо для ангаров с большими пролетами.
• Прочной считается также ферма с параллельными поясами . Отличается от других такая ферма тем, что у нее все детали – повторяющиеся, с одинаковой длиной стержней, поясов и решеток. То есть здесь минимум стыков, а поэтому рассчитывать и варить такую из профильной трубы проще всего.
• Отдельный вид – это односкатная трапециевидная ферма с опорой на колонны. Такая ферма идеальна, когда необходима жесткая фиксация сооружения. У нее есть уклоны (раскосы) по боковым сторонам и отсутствуют длинные стержни верхней обрешетки. Подходит для крыш, которым особенно важна надежность.

Вот пример изготовления ферм из профильной трубы как универсального варианта, который подходит для любых садовых построек. Речь идет о треугольных фермах, и вы наверняка их уже видели много раз:

Треугольная ферма с ригелем тоже достаточно проста, и вполне подходит для строительства беседок и бытовки:

А вот арочные фермы в изготовлении уже намного сложнее, хотя и обладают рядом своих ценных преимуществ:

Главное ваша задача – центрировать элементы фермы из металла от центра тяжести по всем направлениям, говоря простым языком, минимизировать нагрузку и грамотно ее распределить.

Поэтому выбирайте тот вид ферм, который подходит для этой цели больше. Кроме перечисленных выше, популярностью пользуются также ферма-ножницы, асимметричная, П-образная, двухшарнирная, ферма с параллельными поясами и мансардная ферма с опорами и без них. А также мансардный вид фермы:

Типы решеток и точечная нагрузка

Вам будет интересно узнать, что определенный дизайн внутренних решеток ферм подбирается вовсе не из эстетических соображений, а вполне практичных: под форму крыши, геометрию потолка и расчет нагрузок.

Вам нужно спроектировать свою ферму таким образом, чтобы все силы сосредотачивались конкретно в узлах. Тогда в поясах, раскосах и шпренгелях изгибающих моментов не будет – они станут работать только на сжатие и растяжение. И тогда сечение таких элементов уменьшают до необходимого минимума, значительно при этом экономя на материале. И саму ферму ко всему вы спокойно можете сделать шарнирной.

В противном случае, на ферму будут постоянно действовать распределенная по стержням сила, и появится изгибающий момент, в дополнение к общему напряжению. И здесь тогда важно грамотно просчитать максимальное изгибающее значения для каждого отдельного стержня.

Тогда сечение таких стержней должно быть больше, чем если бы сама ферма была нагружена точечными силами. Подведем итог: фермы, на которых распределенная нагрузка действует равномерно, изготавливают из коротких элементов с шарнирными узлами.

Давайте разберемся, в чем преимущество того или иного вида решетки в плане распределения нагрузки:

• Треугольная система решетки всегда применяются в фермах с параллельными поясами и трапецеидальной ферме. Ее основное преимущество в том, что она дает самую маленькую суммарную длину решетки.
• Раскосная система хороша при небольшой высоте ферм. Но расход материала на нее немалый, ведь здесь весь путь усилия идет через узлы и стержни решетки. А поэтому при проектировании важно заложить максимум стержней, чтобы длинные элементы оказались растянутыми, а стойки – сжатыми.
• Еще один вид – шпренгельная решетка. Ее изготавливают в случае нагрузок верхнего пояса, а также тогда, когда нужно уменьшить длину самой решетки. Здесь преимущество в соблюдении оптимального расстояния между элементами всех поперечных конструкций, которое, в свою очередь, позволяет сохранить нормальное расстояние между прогонами, что будет практичным моментом для монтажа элементов кровли. Но создавать такой решетку своими руками – довольно трудоемкое занятие с дополнительным расходам металла.
• Крестовидная решетка позволяет распределить нагрузку на ферму сразу в обоих направлениях.
• Еще один вид решетки – перекрестная , где раскосы крепятся прямо к стенке фермы.
• И, наконец полураскосная и ромбическая решетки, самая жесткая из перечисленных. Здесь взаимодействует сразу две системы раскосов.

Мы подготовили для вас иллюстрацию, где собрали все виды ферм и их решеток вместе:

Вот пример того, как изготавливают ферму с треугольной решеткой:

Изготовление фермы с раскосной решеткой выглядит так:

Нельзя сказать, что какой-то из видов ферм определенно лучше или хуже другого – каждый из них ценен меньшим расходом материалов, более легким весом, несущими способностями и методом крепления. Рисунок отвечает за то, какая схема нагрузок будет на нее действовать. И от выбранного типа решетки напрямую будет зависеть то, какой будет вес фермы, внешний вид и трудоемкость ее изготовления.

Отметим еще такой необычный вариант изготовления фермы, когда она сама по себе становится частью или опорой для другой, деревянной:

Этап IV. Изготавливаем и устанавливаем фермы

Мы дадим вам несколько ценных советов, как самостоятельное без особых сложностей сварить такие фермы прямо у себя на участке:

• Вариант первый: можно обратиться к заводу, и они сделают на заказ по вашему рисунку все нужные отдельные элементы, которые вам останется только сварить уже на месте.
• Второй вариант: приобретите готовый профиль. Тогда вам останется только обшить фермы изнутри досками или фанерами, а в промежутке уложить по необходимости утеплитель. Но и обойдется этот способ, конечно же, дороже.

Вот, к примеру, хороший видео-урок, как удлинить трубу при помощи сварки и достичь идеальной геометрии:

Вот также очень полезное видео, как отрезать трубу под углом 45°:

Итак, теперь подходим непосредственно к сборке самих ферм. Справиться с этим вам поможет такая пошаговая инструкция:

• Шаг 1. Сначала подготовьте фермы. Лучше их заранее сваривать прямо на земле.
• Шаг 2. Установите вертикальные опоры для будущих ферм. Крайне важно, чтобы они были действительно вертикальными, поэтому проверьте их отвесом.
• Шаг 3. Теперь возьмите продольные трубы и приварите их к опорным стойкам.
• Шаг 4. Поднимите фермы и приварите их к продольным трубам. После этого все места соединения важно очистить.
• Шаг 5. Готовый каркас покрасьте специальной краской, предварительно очистив и обезжирив его. Особое внимание при этом уделите местам соединения профильных труб.

С чем еще сталкиваются те, кто изготавливает такие фермы в домашних условиях? Во-первых, заранее продумайте опорные столики, на которых вы будете класть ферму. Далеко не лучший вариант бросить ее на землю – работать будет очень неудобно.

Поэтому лучше поставить небольшие мосты-опоры, которые будут немного шире, чем нижний и верхний пояс фермы. Ведь вы будете вручную замерять и вкладывать между поясами перемычки, и важно, чтобы они не проваливались на землю.

Следующий важный момент: фермы из профильной трубы тяжеловаты на вес, а поэтом вам понадобится помощь минимум еще одного человека. Кроме того, не помешает подмога и в такой нудной и кропотливой работе, как зашкуривание металла перед варкой.Еще учитывайте, что нарезать фермы вам нужно будет много, для всех элементов, а поэтому советуем вам либо приобрести, либо соорудить самодельный станок по типу того, что в нашем мастер-классе. Вот как он работает:

Во так, шаг за шагом, вы составите чертеж, рассчитаете решетку фермы, сделаете заготовки и сварите конструкцию уже на месте. Причем у вас в расходе будут также и остатки профильных труб, поэтому, ничего не нужно будет выбрасывать – все это понадобится для второстепенных деталей навеса или ангара!

Этап V. Зачищаем и окрашиваем готовые фермы

После того, как вы установите фермы на их постоянное место, обязательно обработайте их антикоррозийными составами и окраски полимерными красками. Идеально подойдет для этой цели краска, которая отличается долговечностью и устойчивостью к ультрафиолету:

Вот и все, ферма из профильной трубы готова! Остаются только финишные работы по обшивке ферм изнутри отделкой и снаружи кровельным материалом:

Поверьте, изготовить металлическую ферму из профильной трубы для вас на самом деле не составит большого труда. Огромную роль играет грамотно составленный чертеж, качественная сварка фермы из профильной трубы и желание все сделать правильно и аккуратно.