После вхождения в моду лофтов, то есть, по сути, переоборудованных под жилье чердаков, ломаные крыши стали чрезвычайно популярными. Это своего рода вариация на тему двускатной крыши, но несколько более сложной геометрии. Благодаря обустройству ломаной крыши в своем доме, появляется возможность увеличить полезный жилой объем мансарды — значительно приподнять потолок в крайних точках ската. Кроме того, как считают многие, такая крыша смотрится более необычно и значительно эффектнее, чем простая двускатная.
Строительство ломаной крыши несколько сложнее, чем двускатной, но проще, чем любой четырехскатной — вальмовой, полувальмовой, шатровой, а также других с более экзотичной геометрией. Однако перед тем как приступить к изучению данной темы, рекомендуется ознакомиться с основными терминами и понятиями и узнать, как возводить более простые варианты крыш — односкатную и двускатную.
Ломаная крыша: с чего начать
В строительстве без планирования не строится даже собачья будка, так что нулевым шагом в возведении ломаной крыши станет построение чертежа. Его можно выполнить на компьютере или вручную. Для начала строим фронтальную проекцию стопы (стопа вкратце — основа дома без крыши) нашего дома. Теперь, также соблюдая пропорции, строим на чертеже такую крышу, какая нам нравится. Не забываем при этом, что под ней будет находиться мансарда, так что нужно продумать высоту потолков в ней. Так мы получим ориентировочную высоту крыши, градус ската и другие параметры.
На предложенном плане излом располагается на высоте 3,1 метра, что, собственно, будет (условно, без учета подкровельного пирога) чистовой высотой потолка в мансарде. Если отделка будет выполняться гипсокартоном, то в итоге в мансардном этаже потолок будет около 2,5 метров — весьма неплохо. Наружные углы скатов с горизонтом составляют: конькового — 30°, боковых — 60°. Кстати, если угол ската составляет 60° и более, то при расчетах снеговая нагрузка может не учитываться — снег на ней удерживаться не будет. Ваш собственный чертеж может иметь и другие параметры.
Расчет составляющих стропильной системы
Чтобы наша крыша не рухнула под собственным весом и весом «кровельного пирога», нужно точно подобрать сечения брусьев и досок стропильной системы, а также произвести расчет их максимальной прочности. Для этого нужно воспользоваться специальной программой «Расчет стропил и балок перекрытия».
Чтобы рассчитать сечение балок боковых скатов, нужно открыть закладку (они внизу окна) «Строп.1». Далее устанавливаем подходящее сечение и вносим из плана нашего дома показатель вертикальной силы реакции (на рисунке в программе это красная стрелка, направленная вверх) в самой верхней точке стропила. Назовем этот показатель Q1 кг.
Чтобы рассчитать сечение стропил для конькового ската, переходим во вкладку «Арка». В программе вносим значение Lс нашего плана (окошечко для проставления параметра находится на рисунке). Также проставляем в программе значение h0 (окошко для вставки находится на рисунке в программе). Теперь выбираем нужное сечение стропил, заносим с плана показатель вертикальной силы реакции Qкг, однако уже для нижней точки стропила.
Осталось только просуммировать Q1 кг и Qкг, чтобы получить сосредоточенную нагрузку N, передающуюся через балки стоек на балки перекрытия. Именно этот параметр мы будем использовать, чтобы подобрать сечения досок и балок нашей стропильной системы.
Строительство ломаной крыши
Теперь, когда мы определили все необходимые габариты и нагрузки, можно переходить к конкретным действиям — строительству ломаной крыши. Чтобы не усложнять пояснение формулами, используем для примера типовую «коробку» дачного домика габаритами 8×8 метров. Итак, приступим.
Этап 1:
Кладем мауэрлат (брусья вдоль несущих стен, в нашем случае — по всему периметру) и поверх него — балки перекрытия. Один из вариантов крепления мауэрлат — скобой к деревянной пробке, вмонтированной в стену выше перекрытия. При укладке бруса мауэрлата нужно не забывать про гидроизоляцию. Она должна защищать древесину во всех местах, где та касается стены (снизу и сбоку со стороны наружной стены). Сечение балок перекрытия в данном случае составляет 10×20 см — этого будет достаточно.
Этап 2:
Выставляем вертикальные стойки. Они будут располагаться под изломами нашей ломаной крыши. Сначала выставляются угловые (крайние), для которых мы будем использовать брус 10×15 см, затем — промежуточные из бруса 5×15 см с максимальным шагом 3 метра. Для того, чтобы соблюсти четкую линию выставления стоек, между угловыми рекомендуется натянуть шнурок или использовать лазерный уровень.
Стойки, и угловые, и промежуточные, крепятся временными распорками. На иллюстрации такими распорками поддерживается только правая угловая стойка. Чтобы определить высоту стоек, нужно к расчетной чистовой высоте потолков мансарды (естественно, в месте установки стоек) прибавить 10 см.
Здесь необходимо сделать небольшую ремарку: нередко бывает, что уложив мауэрлат, мы не получаем прямоугольник или квадрат с углами четко 90°. Особенно часто такое встречается в старых домах, которые «повело» от времени или при строительстве которых были допущены ошибки. Это не является проблемой, так что волноваться не стоит. Между тем, чтобы впоследствии не мучиться с установкой остальной системы нашей крыши, стойки нужно постараться выставить так, чтобы они образовали четкий прямоугольник. В противном случае дальше начнутся проблемы со стропильной системой, и, как говорят, пошло-поехало.
Этап 3
Поверх стоек укладываются прогоны (брусья, связывающие все стойки с одной стороны в единую систему, которые будут также служить опорой будущей конструкции), для которых мы будем использовать брусья 5×15 см и ставим недостающие стойки (то есть на каждой балке перекрытия). Для стоек также используем брус 5×15 см. Для этих стоек распорки уже не потребуются. Они не являются несущими, а представляют собой каркас стен нашей будущей мансарды.
Этап 4:
Поверх брусьев прогонов перпендикулярно им и параллельно стойкам кладем доски затяжек. Крепить доски удобнее всего кровельным уголком. Исходя из предложенного в начале статьи плана, длина затяжек составляет 5,5 метров. Сечение рассчитывалось в специальной программе исходя из параметров «Нагр.(норм.)»=«Нагр.(расч.)»=150 кг/м². Для затяжек эксплуатационная нагрузка отсутствует.
Как показывают расчеты в этой программе, если ширина досок равна 5 см, то высота должна составлять не менее 21 сантиметра. Однако доски таких габаритов встречаются не часто, потому для дальнейших расчетов в данной статье принято, что используются затяжки 5×20 см. Чтобы исключить прогиб, в дальнейшем будет предложена инструкция по установке подвесок. Это не вполне правильно, поскольку даст незначительную, но все же дополнительную нагрузку на стропила в углах скатов. Чтобы компенсировать эту дополнительную нагрузку, габариты стропил, полученные в программе, будут несколько увеличены: вместо 5×15 см будут использоваться стропила сечением 5×20 см.
Устанавливая доски затяжек, под каждую где-то посредине длины устанавливаем временную подпорку. Это позволяет снизить степень провисания. Можно использовать подпорки 2,5×15 см (на иллюстрации можно видеть подпорку только под одну затяжку). Они необходимы, чтобы во время монтажа стропил можно было не бояться, что одно из брусьев подломится, а также для исключения провисания.
Поверх затяжек кладем доску 2,5×15, которая стянет их и сделает всю конструкцию более устойчивой. Важно: эту доску нельзя устанавливать точно по центру — она будет мешать дальнейшему монтажу. Достаточно будет отступить от центральной оси около 20 см вправо или влево.
Этап 5:
Теперь ставим брусья боковых стропил, как это показано на иллюстрации. Не забываем, что, несмотря на все наши старания, геометрия основания кровли могла получиться отнюдь не идеальной. Потому сначала делаем шаблон по торцевому брусу. Затем на всех последующих стропильных брусьях делаем только верхний запил. После этого прикладываем стропило в нужное нам место и только тогда уже окончательно запиливаем его внизу. Только после этого крепим стропило.
Если длины бруса не хватает, его можно нарастить, но под место стыка нужно непременно поставить дополнительную стойку.
Теперь можно монтировать заглушки для утеплительного материала, как это показано на иллюстрации.
Этап 6:
Далее можно ставить стропила верхнего конькового ската. Изготавливаем временную стойку: берем доску 2,5×15 и ставим ее точно перпендикулярно на крайней затяжке, как это сделано на иллюстрации. Правый (или левый) край доски должен быть выровнен точно по центральной оси. Теперь берем такого же сечения доску, прикладываем ее к нашей центральной стойке и карандашом делаем отметки, где будут находиться верхний и нижний запилы — мы получили шаблон.
По этой матрице делаем два стропила и устанавливаем их противоположно друг другу на торце. Сразу же закрепляем эту пару подкосом для устойчивости. Чаще всего данная работа выполняется втроем. Коньковый брус не потребуется.
Теперь можно аналогичным образом установить все стропила. На крышу такой же длины, как в примере, то есть, 8 метров, хватит 4-х подкосов, 2 с уклоном в одну сторону, 2 — в противоположную. Чтобы остальные пары стропил не покосились, их скрепляют доской 2,5×15 см, как это показано на иллюстрации, то есть, для каждой пары делается своя стойка.
Этап 7:
Как мы и планировали, чтобы исключить провисание досок-затяжек после того, как мы удалим из-под них временные подпорки, будем устанавливать подвески, для чего используем доску 2,5×15 см. Делается это так, как показано на иллюстрации. Теперь должно стать очевидным, зачем поперечная доска, скреплявшая затяжки, не выкладывалась точно посредине — она бы очень мешала процессу.
Этап 8:
Пришло время изготовить каркас фронтонов и обшить его снаружи деревом или другим выбранным материалом.
Далее последовательность действий такая: установка карнизов, сооружение обрешетки, обвязка обрешетки, создание фронтонных свесов и отливов. В других статьях эти этапы описаны более подробно.
Теперь нашу крышу можно считать практически готовой, пора переходить к сооружению «кровельного пирога», но это будет рассмотрено в другой статье.
