Стропильная система ломаной крыши — устройство и расчет (фото, видео, чертежи)

Двухскатная крыша с ломаным скатами, угол наклона которых различается в верхней и нижней части, считается одним из наиболее популярных типов кровли в частном строительстве. Не смотря на техническую сложность конструкции такого типа, она применяются при возведении не только фешенебельных коттеджей, но также обычных дачных домиков. В этой статье вы узнаете, что такое стропильная система ломаной крыши, как выполняется расчет, в чем преимущества, а также особенности монтажа.

Содержание статьи

• 1 Преимущества и особенности конструкции
• 2 Стропильная система
• 3 Выбор и подготовка материала
• 4 Нюансы монтажа
• 5 Видео-инструкция

В классическом понимании ломаная крыша — двухскатная крыша пятиугольной формы, геометрия скатов которой изменена таким образом, что верхняя часть имеет угол 20-30 градусов, а нижняя 50-60 градусов. Ее прародительницей стала традиционна треугольная кровля, которую видоизменили с целью более рационального использования подкровельного пространства, оборудование там жилых помещений или места для складирования вещей, запасов. Сначала строители действовали скорее по наитию, а впоследствии архитекторы, отметившие эффективность применения, стали создавать все больше проектов с кровлей такого типа.

Преимущества и особенности конструкции

Есть ряд причин, по которым в проект дома включается ломаная кровля, чаще всего они вытекают из достоинств:

• Она позволяет максимально эффективно распорядиться пространством, расположенным под крышей. Там может быть оборудовано полноценное жилое помещение с достаточно высоким потолком, с естественным освещением, которое можно использовать в качестве кабинета, спальни, детской.
• Она улучшает внешний вид строения, делая более эффектным. При использовании современных кровельных материалов даже самая простая ломаная кровля, вносит «изюминку» в облик строения, делая дизайн эксклюзивным, дорогим.
• В дом с такой кровлей органично вписывается просторный балкон, благодаря чему подобные проекты пользуются особой популярностью среди заказчиков.
• Великолепно справляется с защитой от ветра и атмосферных осадков. Склоны сконструированы таким образом, что снег не задерживается на них, а свободно соскальзывает.

Чаще всего застройщики прибегают к сооружению кровли с ломаными скатами в ситуациях, когда мансарда дома будет использоваться для жилья. Это на самом деле проверенный временем, наиболее оптимальных вариант, не лишенный своих особенностей:

• Высокая стоимость. Для постройки этой конструкции необходимо большое количество высококачественного материала, так что она обойдется значительно дороже простой двухскатной.
• Техническая сложность, в виду которой осуществить сборку способны профессионалы с высоким уровнем столярных навыков. Для начала строительства нужен сложный расчет и грамотный чертеж. К тому же минимальное количество работников — три человека, бригаде меньшего состава это не под силу.
• Возможные потери тепла во время отопительного сезона, что приводит к большему расходу дров, газа или электричества.
• Высокая стоимость установки специальных мансардных окон.

Стропильная система

Стропильная система ломаной кровли — совокупность всех опорных элементов каркаса, количество и сечение которых определяет расчет. Так как подобная кровля имеет сложную геометрию она состоит из множества частей, чем она массивнее, тяжелее, тем больше элементов, тем они должны быть прочнее.

Визуально систему опор можно разделить на две части: верхняя, в форме равнобедренного треугольника, а нижняя — трапеция с большей стороной внизу. Профессионалы советуют использовать висячие и наслонные стропила в комбинации, чтобы конструкция была более надежной.

Вот как она выглядит:

1. Верхние наслонные стропила. Изготавливаются из прочных, надежный, ровных досок, не имеющих сучков размеров 50х150 мм или 100х150 мм. Они крепятся под углом, которые определяет расчет, одним концом упираясь в конек, а другим в опорную стройку. Стропила испытывают нагрузку на прогиб, на распирание, которые определит расчет воздействующих сил. Шаг установки варьируется от 60 до 120 см. Крепление выполняется жесткого типа.

2. Затяжка. Горизонтальная стягивающая балка, изготавливающаяся из бруса прямоугольного сечения. Она служит, чтобы разряжать распирающую нагрузку стропил, связывая между собой стропильные пары. Чем выше расположена затяжка, тем толще она должна быть. А еще она выполняет функции каркаса для потолка мансарды.

3. Бабка. Вертикальная подвеска, связывающая между собой конек с затяжкой, перенося на него вес, минимизируя прогиб. Чтобы сделать бабку необходим брус и специальный подвесной крепеж.
4. Конек. Место встречи двух стропил, которое можно усилить с помощью конькового прогона, в качестве которого используется также брус.
5. Стойки. Вертикальные опоры, которые подпирают верхним концом наслонные стропила, а нижним опираются в балки перекрытий. Чаще всего стойки изготавливают из бруса прямоугольного сечения, длина этого элемента должна составлять предполагаемой высоте потолка плюс 20-30 см. Комфортным считается потолок 2-2,5 м. Стойки будут исполнять роль каркаса для создания мансардных стен.

6. Висячие стропила. Они нижней по принципу ползуна крепятся к балкам перекрытия, а верхней упираются в затяжку. Стропильные ноги также выполняются из досок, подвергаются воздействию на прогиб, но не распирание. Длины стропил должно хватать для формирования комфортного свеса, отступающего от стены не менее, чем на 40-50 см. Если ноги недостаточно длинные, свес компенсируют кобылками.

7. Подкосы. Опорные элементы, располагающиеся под углом к висячим стропилам, задача подкосов гасить прогиб стропильных ног, перенося часть веса балку перекрытия.
8. Балка перекрытия. Основа будущего полового перекрытия мансарды, выполненная из бруса.
9. Мауэрлат. Прочный брус квадратного сечения 100х100 мм или 150х150 мм, который кладут в основание кровли для распределения веса равномерно вдоль несущих стен, предотвращать опрокидывание стропил во время порывов ветра.

Выбор и подготовка материала

Как вы понимаете, основным материалом для стропильной системы ломаной крыши является древесина. А это, к сожалению, горючий, не влагостойкий, подверженный гниению материал. Эти качества, безусловно, являются недостатками, которые легко устранить, проведя обработку антипиреном, антисептиков, влагозащитной пропиткой. Обрабатывать дерево для эффективной защиты этими составами необходимо в несколько слоев. Расчет необходимого объема антисептика производят согласно рекомендациям производителя.

Используйте высококачественный материал из хвойных пород, без сучков. Если они все же есть, уберите, обработайте специальным средством. Нешлифованное дерево следует предварительно ошкурить, кору в обязательном порядке удалить.

В качестве кровельного материала используется металлочерепица, профнастил, шифер, ондулин, шинглас. Так как конструкция сама по себе массивна, специалисты советуют отдавать предпочтение более легким материалам, чтобы излишне не перегружать стропильную систему. Вес в таком случае станет определяющим фактором при выборе. Обрешетка изготавливается сплошного или решетчатого типа, из необрезной доски или из влагостойкой фанеры. В качестве утеплителя применяются минеральная вата на базальтовой основе или пенопласт. Декоративная обшивка может быть выполнена из сайдинга, блок-хауса или вагонки.

Нюансы монтажа

Начинать возведение кровли необходимо, выполнив расчет нагрузки, которой она будет подвергаться. Для этого складывают вес каждого из материалов кровельного пирога, найти который можно в справочной литературе. Затем определяются временные нагрузки от выпадающего снежного покрова. Когда эти показатели складываются, получается такой показатель, как общая нагрузка, который колеблется в районе 40-50 кг/м2. Согласно этим параметрам определяется, каким запасом должна обладать стропильная система, сечение элементов каркаса. Избавить вас от этих вычислений может специальная программа для расчета, доступная для использования в интернете. После этого составляется чертеж, отражающий расположение всех элементов с рассчитанными размерами.

Дальнейшие действия относятся к собственно монтажу ломаной кровли:

• Производится закупка всех необходимых материалов. Лучше приобрести их с небольшим запасом, чтобы не оказаться в ситуации, когда чего-то не хватает.
• Все деревянные элементы распиливаются в размер согласно шаблону. Быстрее всего это сделать болгаркой или циркулярной пилой.

• Нижние стропила, подкосы, стойки на земле соединяются вместе, образуя, так называемые, фермы.

• Готовые фермы поднимаются на верх для установки.
• Фермы соединяются затяжками, настилаются верхние наслонные стропила.

• Создается обрешетка, монтируется утеплитель, укладывается кровельный материал.
• Фронтоны, свесы обшиваются выбранным материалом, оборудуются оконные проемы.

Если расчет выполнен грамотно, стропильная система ломаной крыши является прочной, надежной конструкцией мансардной кровли, которая прослужит не одно десятилетие при условии регулярного контроля за состоянием.

Видео-инструкция

Конструктив кровли — Компания ООО «КостромаДом»

Все типы крыш деревянных домов можно разделить на следующие категории:

• • 1. Двускатная крыша — одна из самых традиционных форм крыши;
  • 2. Вальмовая крыша — вид крыши с четырьмя скатами;
  • 3. Мансардная ломаная — крыша из 2-х изогнутых скатов с возможность подъема полноценных стен на втором этаже;
  • 4. Многощипцовые — крыши с количеством фронтонов больше 2-х;

1. Двухскатная крыша

Деревянные дома, имеют скатные кровли различных форм. Самая распространенная для частных домов – это двускатная (или щипцовая).

Двускатная кровля считается лучшем решением, в такой крыше стропила устанавливаются на против  друг друга. Каждая пара ставится отдельно, и соединяется между собой обрешёткой. В торцах крыша имеет треугольную форму стены — фронтоны или, по другому — щипцы. Внутри  крыши обычно устраивается мансарда или чердачное помещение. Освещение и вентиляция двускатной крыши делается за счет окон во фронтонах и (или) окон на скатах, называемых слуховыми.

2. Вальмовая крыша

Вальмовая крыша — тип крыши с 4-мя скатами, где скаты с торца имеют треугольный вид и называются «вальмы», располагаясь от карниза до конька. Другие 2-а ската имеют трапецевидную форму. Благодаря своей форме, вальмовая крыша весьма эффективна для схода осадков. Но в то же время более сложна в своем исполнении.

3. Мансардная ломаная крыша

Ломаная крыша — имеет свое строение от исходной формы стандартной двухскатной крыши. В такой конструкции, каждый скат ломаной крыши обладает изгибом, на котором происходит изменение угла кровли. При такой системе количество скатов удваивается, а фронтон  становится пятиугольным. Такое устройство крыши влияет и на форму стропильной системы, в которой добавляется еще ряд дополнительных стропил.

4. Многощипцовая крыша

Многощипцовая крыша — это конструкция из нескольких крыш, состоящая из отдельных, но взаимосвязанных между собой скатов. Такие скаты соединяясь друг с другом, образуют новые конструктивные элементы под названием — ендовы. Отличием такой конструкции становится появление большего числа фронтонов или щипцов. Такая особенность данной конструкции и отобразилась в ее названии.

Кровля — верхнее ограждение (оболочка) крыши, непосредственно подвергающееся атмосферным воздействиям. Предохраняет здание от проникновения атмосферных осадков.

Фронтон — торцевая часть крыши, часть фасада здания, ограждающая конструкция между скатами крыши. Служит для создания замкнутого помещения под крышей (чердака) и для его защиты от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Фронтон отделен от от нижней части стены карнизами и, как правило, изготовлен из другого материала, чем стена, например, стена из бруса или кирпича, фронтон из досок.

Щипец (вимперг) — верх торцовой стены строения, имеющий остроугольную форму и находящийся между двумя скатами крыши, но, в отличие от фронтона, щипец не отделён от стены карнизом и образует с фасадом единую плоскость и изготовлен из одного материала. Если сравнивать щипец с фронтоном, то отличие будет, в отсутствии карниза, визуально разделяющего стену и фронтон, и материал фронтона может отличаться от материала стены.

Стропило (стропильная нога) — элемент стропильной фермы, воспринимающий, все виды нагрузок и передающий их на стены, и верхнее перекрытие строения, служат опорой для кровли. Нижним концом упирается в стену, а верхним соединяется под углом с противоположной стропильной ногой.

Стропила наклонные — имеют упор на концах и средней частью (в одной или нескольких точках).

Стропила висячие — опирающиеся в нижней части на затяжку или мауэрлат и в верхней коньковой части опираются друг на друга или на подконьковый прогон (без промежуточных опор).

Конёк — верхнее горизонтальное ребро крыши, соединяющее стропильные фермы.

Коньковая схватка — кусок доски/фанеры или металлической накладки соединяющий стропила в коньке.

Мауэрлат — брус, расположенный по периметру стены, на который опираются нижние концы наклонных стропил. Мауэлат позволяет распределить сосредоточенную нагрузку от стропил на весь участок стены.

Стойка — отрезок доски/бруса опирающийся на затяжку и поддерживающий стропильную ногу, служит для разгрузки стропил и для организации стен мансарды.

Бабка — центральная стойка, которая упирается в конёк.

Подкос — стойка под углом.

Ригель — отрезок доски, соединяющий стропильные ноги между собой. Служит для увеличения жёсткости стропильной фермы и препятствует разъезжанию стропильных ног.

Затяжка — бревно/брус/доска соединяет стропильные ноги между собой. Отличается от ригеля тем, что затяжка опирается на мауэрлат и лежни.

Кобылка — отрезок доски, удлиняющий стропильную ногу для организации свеса крыши.

Слега — направляющая под натуральную черепицу.

Основание кровли — поверхность, на которую укладывается кровельное покрытие. Обычно выполняется в виде обрешетки или сплошного настила.

Обрешётка — подкровельный настил из досок или брусков, прикрепляемые к стропилам и служащие основанием для кровельного покрытия. Обрешётка воспринимает всю весовую нагрузку от кровли и через контробрешётку и черновой настил передаёт её на стропильную систему.

Контробрешётка — бруски сечением 50×50 мм, располагающиеся под обрешёткой, перпендикулярно ей и обеспечивающие вентиляцию подкровельного пространства и служащие для закрепления гидроизоляционной пленки.

The Pentagon Old Pro Roofing

Штаб-квартира Министерства обороны США находится в здании, названном Пентагоном исключительно из-за его формы. Хотя название относится к зданию, теперь оно также используется для обозначения самого агентства. Пентагон — самое большое по площади офисное здание в мире, но оно спроектировано так, что человек может пройти из одной точки в другую менее чем за семь минут. Дизайн был сделан, чтобы быть одновременно функциональным и продуманным, с соответствующей кровельной системой.

Создание Пентагона

Создание Пентагона было ответом на рост военного министерства после Первой мировой войны, а затем на ожидание втягивания в новую мировую войну. В 1941 году военное министерство США, ныне известное как Министерство обороны, располагалось в нескольких зданиях. Было предложено создать одно здание для размещения военного ведомства вместо нескольких отдельных зданий. В июле 1941 года предложение было принято, и началось проектирование и строительство Пентагона. Проект был завершен и посвящен 19 января.43.

Первоначальным местом для нового здания был участок Арлингтон Фармс, который имел форму неправильного пятиугольника. Эта форма земли положила начало дизайну здания. Однако президент Рузвельт в конце концов решил выбрать другое место, и хотя форма пятиугольника больше не была нужна, она была сохранена вместо того, чтобы начинать заново с дорогостоящей реконструкцией.

Главной частью комплекса является здание Пентагона, представляющее собой центральную площадь площадью 5 акров. Он имеет пять сторон, пять этажей над землей, два этажа под землей и имеет пять колец коридоров на каждом этаже. Общая длина коридора составляет 17,5 миль, а общая площадь составляет 6 500 000 квадратных футов. В нем проживает около 28 000 военных и гражданских служащих, а также еще 3 000 гражданских лиц.

Крыша Пентагона

Первоначальная крыша Пентагона состояла из двух разных элементов. Внутренние три кольца пятиугольного пятиугольника представляли собой системы крыши, застроенные битумной смолой, а внутреннее и внешнее кольца, а также пять коридоров, идущих от центра к внешнему кольцу, имели системы крыш из шифера. Шиферная крыша была прибита к деревянной обшивке, которая покрывала бетон под углом 23 градуса. Однако многое из этого было уничтожено в роковой день 11 сентября.

Когда рейс 77 врезался в Пентагон 11 сентября 2001 года, он вылил реактивное топливо на крышу, которая затем загорелась. Шиферная крыша, защищавшая здание от воды, фактически мешала усилиям пожарных. Деревянная обшивка под сланцем начала гореть, и сланец не позволял воде потушить огонь. Огонь можно было остановить только после того, как сланец был пробит. 40 000 квадратных футов крыши были повреждены и нуждались в замене

Национальная ассоциация кровельных подрядчиков организовала замену крыши Пентагона с помощью кровельной промышленности, которая предоставила рабочую силу, материалы и щедрые пожертвования. На новой крыше улучшены противопожарные барьеры, но сохранилась шиферная крыша, которая так хорошо работала в течение многих лет.

Кровельные системы играют большую роль в предотвращении пожаров. Old Pro Roofing, ваш местный подрядчик по кровельным работам в Форт-Уэрте, предлагает бесплатный осмотр и консультацию, чтобы обсудить вашу кровельную систему и определить, какие кровельные системы лучше всего подходят для предотвращения пожаров. Позвоните сегодня, чтобы записаться на бесплатный осмотр крыши.

Отдел кровельных работ в Форт-Уэрте: 817-929-ROOF (7663)
Офис кровельных работ в Далласе: 972-975-ROOF(7663)

The Pentagonal House / Архитектурная студия Kazuya Morita

Архитектурная студия Pentagonalita House / The Kazuya Morita House Architecture Studio

© Shinichi Watanabe

• Автор: Ирина Винницкая
• 22 декабря 2010 г.

Пятиугольный дом, дизайн Студия Мора 9003