Проектирование и возведение односкатной крыши своими руками чертежи и фото конструкций

Если вы посмотрите сверху на типичный коттеджный поселок, то заметите явное преобладание сложных типов крыш – многоуровневых, каскадных, вальмовых. А между тем в развитых странах со сходным климатом предпочтение давно отдается простым и добротным крышам с одним скатом – за рубежом их можно встретить как на бюджетных зданиях, так и на престижном жилье. В чем преимущество такой конструкции, и как можно построить, руководствуясь чертежами и фото, односкатную крышу своими руками?

Содержание

Устройство крыш с одним скатом – особенности и недостатки

Элементы односкатной стропильной системы
Особенности монтажа стропил в зависимости от ширины пролета
Неоспоримые преимущества односкатной конструкции
Минусы кровли с уклоном в одну сторону
Что учесть для устранения слабых сторон

Предварительное проектирование стропильной конструкции

Определение угла наклона и длины стропил
Формулы точного расчета крутизны
Выбор сечения стропил и шага между ними

Монтаж односкатной крыши в двух вариантах исполнения

Установка несущей системы на разноуровневых стенах
Альтернативный вариант возведения крыши

Устройство крыш с одним скатом – особенности и недостатки

Невысокая репутация односкатных крыш в России и странах СНГ (здесь до сих пор считается, что подобные решения подходят лишь для хозяйственных построек) на самом деле не оправданна. Благодаря их конструктивной простоте, можно, существенно сэкономив на стоимости монтажа, выбрать более дорогое и качественное покрытие. Впрочем, рядом с достоинствами соседствуют и недостатки, учитывать которые тем важнее, чем долговечнее постройка.

Элементы односкатной стропильной системы

Односкатная крыша представляет собой наклоненную в одну сторону плоскость, которую можно покрывать практически любым кровельным материалом (профнастилом, шифером, ондулином, черепицей и т. д.). Необходимый наклон (11–60 градусов) образуется стропильной системой, которая держит на себе обрешетку, слой гидро- и теплоизоляции, а также защитное покрытие.

Элементарная конструкция односкатной кровли всем знакома по беседкам и навесам: стропильные элементы в ней опираются на пяты деревянных или кирпичных опорных столбов. Другой вариант несущей системы с одним скатом – это ряд брусьев, установленных на две разновысотные стены. Для монтажа и закрепления стропильных ног на стенах крепится опорный элемент – мауэрлат, если стены каменные, или верхняя обвязка, если сооружение каркасное.

Особенности монтажа стропил в зависимости от ширины пролета

При ширине строения до 4,5 м допускается стропильные ноги устанавливать с упором лишь на две крайние точки (висячие фермы), тогда как большее расстояние между опорами требует промежуточной установки стропил на внутренние несущие стены. При возведении более сложных объектов должна быть использована максимально жесткая стропильная система, нередко состоящая одновременно из двух типов ферм.

С увеличением ширины пролета конструкцию ферм приходится усложнять. Так, помимо составных стропил, они могут состоять из нескольких дополнительных опор:

одной подстропильной ноги, установленной на лежень (до 6 м);
промежуточной стойки и двух подстропильных ног (до 12 м);
промежуточной стойки и трех подстропильных ног (до 15 м);
двух промежуточных стоек, соединенных схваткой, и двух подстропильных ног (до 16 м).

В некоторых случаях кровельный скат формируется треугольными фермами. Монтируют их на земле и горизонтальной стороной устанавливают на стены равной высоты. Такой вариант технологически более сложен, его применение влечет больший расход пиломатериалов, однако он не требует сооружения разновысотных стен.

Неоспоримые преимущества односкатной конструкции

Явным плюсом плоской крыши с наклоном только в одну сторону считается простота проектирования и возведения. Действительно, при наличии чертежей и четкого руководства, объясняющего все этапы пошагово, односкатная крыша своими руками строится быстро даже при условии недостаточного опыта исполнителей. Правда, это касается лишь малоответственных сооружений, а для проектирования крыши в частных домах все-таки необходим индивидуальный проект.

Из первого преимущества выплывают и другие, столь же привлекательные для частного застройщика:

простая по форме крыша нуждается в минимальном количестве стройматериалов и доборных изделий (ендов, ребер, коньков);
из-за равности высот она подвергается равномерному воздействию атмосферных осадков и ультрафиолетового излучения;
износ всех элементов односкатной крыши происходит также равномерно, значит, при прочих одинаковых условиях такие кровли надежнее и служат дольше, чем альтернативные конструкции;
при ориентации высокой стены на солнечную сторону в дом впускается максимальное количество света, что позволяет оптимальным образом организовать разделение пространства на жилые и технические помещения;
дом с односкатной кровлей является наиболее выгодным с точки зрения энергосбережения, так как площадь его южной стены значительно превышает площадь северной;
большую и практически горизонтальную площадь ската можно использовать для установки солнечных коллекторов, что также повышает энергонезависимость дома.

Нередко на больших коттеджах встречаются комбинированные крыши с разноуровневыми поверхностями. Несмотря на то что со стороны такие сооружения кажутся сложными, каждая часть крыши строится как обычная односкатная и заимствует все ее преимущества. Вполне целесообразно использовать кровельную конструкцию с одним скатом для покрытия веранды или гаража, примыкающих к главному зданию.

Минусы кровли с уклоном в одну сторону

Нельзя не признать, что и вживую, и на фото односкатная крыша выглядит безлико – она никоим образом не дополняет архитектуру здания, как это возможно с более сложной кровлей. Если для хозпостроек этот нюанс незначим, то при проектировании частного дома инженеры нередко вынуждены добавлять изюминку строению, значительно усложняя его фасад, тем самым нивелируя экономический эффект от выбора крыши простой формы.

Скептики могут указать и другие недостатки односкатной кровли:

невозможность обустройства мансарды или чердачного пространства, трудности в укладке достаточного слоя теплоизоляции;
повышенные расходы при сооружении односкатной крыши в северном регионе (необходимо придать стропильной системе высокую прочность либо поднять скат на угол свыше 45 градусов);
при небольшом наклоне – необходимость регулярного ручного ухода, например, очистки от снега или листьев.

Что учесть для устранения слабых сторон

Для тех, кто решил справиться с проектированием и стройкой самостоятельно, манящая простота конструкции может оказаться ловушкой, если пренебречь важными моментами:

если в данной местности превалируют сильные ветры одной направленности, сооружение следует ориентировать высокой стеной на подветренную сторону – так уменьшается ветровая нагрузка;
чем значительнее среднегодовой объем выпадения осадков в регионе, тем круче должна быть наклонена кровля (в средней полосе России наклон должен быть не менее 20 градусов, в северных регионах крутизна может достигать 40–50 градусов);
с ростом уклона крыши увеличиваются и размеры ската, из-за чего возрастает парусность односкатной крыши (уязвимость к воздействию ветра может привести к деформации или полному срыву кровли).

Все эти нюансы должны быть учтены в проекте стропильной конструкции за счет подбора конфигурации стропил, их сечения, шага установки. Для большепролетных домов этот расчет не прост, поэтому перед тем как сделать односкатную крышу своими руками, обратитесь за помощью к профессионалам.

Предварительное проектирование стропильной конструкции

Предварительный расчет несущих элементов позволит получить достаточно точное представление о количестве стройматериалов и заложить необходимый запас прочности. При этом несложная конфигурация постройки дает возможность рассчитать угол наклона стропильных ног самостоятельно. Зная его величину, вы можете определить параметры стропильной системы и оптимальный способ крепления каркаса к основанию.

Определение угла наклона и длины стропил

Надежность и устойчивость крыши, а также ее способность выполнять свои прямые функции по гидро-, тепло- и звукоизоляции во многом зависят от величины наклона ската. Она в свою очередь взаимосвязана с двумя определяющими факторами:

климатическими условиями региона – чем холоднее и ветренее в вашей местности, и чем обильнее снегопады, тем круче должен быть поднят скат (для средней полосы оптимальным считается угол 20 градусов, для районов, где часто бушуют ветры, крутизна должна быть минимальной – в пределах 3–10 градусов);
используемым кровельным материалом – ровная и гладкая поверхность практически не задерживает воду и снег, и наоборот, шероховатая кровля медленно очищается от выпавших осадков (для рулонных материалов типа рубероид или полимерные мембраны угол может составлять 5–10 градусов, для шифера – 20 гарусов, для штучного покрытия – 25–30 градусов).

Формулы точного расчета крутизны

Более точно вычислить значение крутизны ската вы можете, если уже установили высоту конька, то есть разницу между высокой и низкой стеной строения. Далее вам поможет знание базовых тригонометрических соотношений сторон в прямоугольном треугольнике ABC:

По полученному в результате деления числу в таблице тангенсов найдите соответствующий угол – это и будет искомая величина наклона ската. Теперь, зная угол и имея размеры двух катетов (высоту конька и ширину пролета), легко уточнить длину стропильной ноги. Для этого снова придется заняться тригонометрией, вспомнив формулу Пифагора или соотношение между гипотенузой и углом:

К полученному значению добавьте длину карнизного свеса: не менее 300 мм, если проектом предполагается наличие организованной водосточной системы, или 500 мм и более – при неорганизованном водостоке. Как видите, имея нормальное пространственное воображение и способность выполнить несложные схемы, вы без какого-либо программного обеспечения определили два важных параметра кровельной конструкции.

Выбор сечения стропил и шага между ними

Мало знать, как построить односкатную крышу своими руками поэтапно – важно не допустить возникновение эксплуатационных проблем и при этом желательно не переплатить за материалы с избыточным запасом прочности. Такую задачу вполне по силам решить с помощью методики расчета сечения стропильных ног и расстояния между ними.

Прежде всего, необходимо уточнить величину внешней нагрузки, приходящейся на стропильную систему постройки. Если не брать во внимание несвойственные для большинства регионов сейсмические воздействия, характер сил, давящих на стропила, обуславливается снеговыми и ветровыми нагрузками. Сумма этих составляющих с весом кровельного покрытия является величиной, определяющей параметры стропильной системы.

Силу, с которой снег будет давить на возведенную крышу, вы можете узнать по карте распределения зон снегового давления, умножив найденное значение на коэффициент, учитывающий угол наклона ската. Ее формула выглядит так:

Из-за неравномерности ветровой нагрузки ее расчет более сложен, и для него недостаточно знать среднестатистическое давление ветра. Во внимание следует принять сразу несколько моментов:

преобладающие направления ветров;
высота здания и окружающих строений;
количество препятствий для ветра.

В формуле эти особенности учтены в виде табличных коэффициентов:

Конечный этап расчета – определение суммарного силового воздействия на крышу по формуле:

После этого по таблице можно найти значения допустимой длины стропил между опорами и подобрать сечение бруса из древесины хвойных пород определенного сорта.

Монтаж односкатной крыши в двух вариантах исполнения

Чтобы сформировать требуемый уклон крыши, при строительстве коробки изначально предусматривают разные по высоте стены. В противном случае стропильные фермы должны иметь вид треугольника, что является более сложным в исполнении. Ниже рассмотрены процессы сооружения обоих вариантов односкатной крыши дома своими руками – видео и пошаговые инструкции наглядно демонстрируют разницу между ними.

Установка несущей системы на разноуровневых стенах

Системой стропил в этом случае служит ряд досок, а опорой для них является мауэрлат, роль которого выполняет горизонтально установленный брус со стороной 180–200 мм. Способ закрепления мауэрлатного бруса выберите в зависимости от материала основы:

к кирпичной или пеноблочной стене брус прикрепите с помощью проволоки диаметром 6 мм и анкерных болтов, предварительно заделанных в их поверхность;
к деревянной обвязке, установленной поверх стоек каркаса, мауэрлат прибейте гвоздями длиной 150–200 мм.

Далее необходимо выполнить предмонтажную подготовку стропил:

Подберите нужное количество брусьев или досок из хвойных пород древесины сечением 50–70х180–220 мм, также подойдут бревна диаметром 130–180 мм.
Примерьте стропилину к мауэрлату и с обоих ее концов на 1/3 ширины доски выпилите врубки, необходимые для уменьшения степени свободы в точках соприкосновения опорного бруса со стропилиной.
Пользуясь готовой стропильной ногой как шаблоном, изготовьте остальные элементы несущей конструкции.
Мягкой кистью или валиком нанесите на деревянные поверхности средства для огне- и биозащиты, дайте высохнуть и повторно их обработайте. Особое внимание уделяйте местам будущих стыков.
После того как пропитка на стропилах полностью высохнет, можете приступать к разметке и монтажу.
Разбейте мауэрлатный брус на равные участки по 60–70 см и отметьте положение опорных точек для стропильных ног.
Установите стропилины на отмеченные места и зафиксируйте скобами либо уголками.
Из обрезков доски с учетом ширины свеса изготовьте шаблон кобылок для боковых свесов. По нему сделайте все карнизные элементы и закрепите их, не забывая о гидроизоляции между бетонной и деревянной поверхностью.

По установленным стропилам набейте сплошную или разреженную обрешетку – выбор конструкции зависит от типа кровельного материала. Теперь осталось обшить периметр стропильной системы ветровой доской, уложить финишное покрытие, и строительство односкатной крыши своими руками можно считать завершенным.

Видео: Строительство каркасной бани с односкатной крышей

Альтернативный вариант возведения крыши

Если требуется возвести односкатную крышу на стенах, находящихся на одном уровне, то алгоритм действий меняется:

На мауэрлаты либо армирующий пояс несущих стен с шагом 70–100 см уложите и закрепите горизонтальные балки, которые будут служить основаниями стропильных ферм и чердачными перекрытиями.
На балки уложите настил из досок, временно необходимый для передвижения во время работ.
С высокой стороны будущей крыши установите вертикальные стойки-опоры и прикрепите их к горизонтальным балкам с помощью временных раскосов. При монтаже опор обязательно пользуйтесь уровнем.
Сверху по установленным и закрепленным раскосами вертикальным стойкам смонтируйте брус верхней обвязки, который должен быть расположен строго по горизонтали, и зашейте фронтон досками.
С шагом, равным шагу уложенных горизонтальных балок, уложите стропила на обвязку и зафиксируйте их в верхней и нижней части скобами и гвоздями 200 мм.
При длине стропил более 6 м их требуется усилить одной или несколькими промежуточными опорами, закрепленными раскосами.
Далее к уложенным стропилам гвоздями прибейте обрешетку из брусков 50х50 и обрезной доски толщиной 30 мм. Если кровля имеет небольшой уклон, целесообразно ее защитить от попадания влаги внутрь с помощью гидробарьера.

Видео: Как поднять скат крыши на стенах равной высоты

Для односкатных крыш из профнастила своими руками следует прибить по всему краю металлическую боковую планку, тогда как для других видов покрытий боковины можно отделать ветровой доской.

Таким образом, обустройство деревянного каркаса с одним скатом – отличный способ отточить строительные навыки на несложной конструкции, особенно если вы хотите быстро и недорого соорудить навес или перекрыть хозяйственные постройки.