Односкатная крыша своими руками: устройство, конструкция, чертежи

При возведении небольших зданий – гаражей, хозяйственных построек, маленьких жилых домов – часто применяют вместо двускатной крыши односкатную конструкцию. У нее есть ряд преимуществ:

• простота конструкции. Как следствие – уменьшение количества конструктивных деталей, ускорение и упрощение работ;
• уменьшенная площадь кровельного настила. Соответственно, затраты на материалы уменьшаются (до двух раз);
• возможность обойтись без внутренних опор при пролете до 5…6 м;
• упрощение ремонта – за счет небольшого ската крыши находиться на ней можно без дополнительной страховки и приспособлений (относится к кровлям с углом наклона до 10 градусов);
• снижение ветровой нагрузки при наличии преобладающих однонаправленных ветров.

К сожалению, есть и минусы, основным из которых в нашем регионе стоит считать увеличение нагрузки от атмосферных осадков на пологую кровлю.

Устройство простой односкатной крыши показано на схеме ниже.

От чего зависит угол наклона односкатной крыши

Различают плоские (до 5 градусов к горизонтали), малоуклонные (5…30 градусов) и крутоуклонные (свыше 30 градусов) односкатные крыши. При этом плоские и малоуклонные крыши требуют устройства очень тщательной гидроизоляции и отвода воды – это связано с тем, что снег на таких поверхностях задерживается и начинает таять снизу, от тепла, излучаемого домом.

Снеговые и ветровые нагрузки

Эти параметры имеют большое значение при выборе угла наклона.

Считается, что с крыши, имеющей уклон менее 20 градусов, снег не сползает, остается лежать на поверхности. При большем уклоне сохранность снежного покрова зависит от типа кровельного материала. На крышах с углом наклона более 50 градусов снежный покров не задерживается, вне зависимости от покрытия, кроме определенных случаев (немедленное оледенение, сложные конструкции).

Необходимость учитывать вес снегового покрова связана с расчетом крыши на прочность, поэтому до начала проектирования необходимо уточнить снеговые нагрузки данного региона. Информацию можно найти в СП 20.13330.2016, раздел 10 «Снеговые нагрузки». Там же в разделе «Воздействия ветра» есть данные для расчета ветровой нагрузки.

Упрощенно «прикинуть» снеговую нагрузку можно по карте РФ (районирование территории по весу снегового покрова и ветровые районы). Следует понимать: эти данные упрощены и не учитывают возможных нюансов, связанных с преобладающими ветрами, характером местности и другими факторами.

Ветровая нагрузка считается в том числе с учетом высоты здания и зоны его расположения. Зона А – открытые пространства, зона В – лесные массивы, городская плотная застройка.

При расчете оптимального угла наклона конструкции необходимо учитывать:

• для снижения ветровой нагрузки необходимо уменьшать угол ската;
• для снижения снеговой нагрузки (обеспечение соскальзывания снега) следует увеличивать угол.

Таким образом, принятое решение – компромисс между желанием избавиться от регулярной чистки крыши от снега и нежеланием заново настилать сорванное ветром покрытие. Примеры расчета с учетом снеговой и ветровой нагрузки показаны ниже.

Выбор типа покрытия

В зависимости от того, насколько круто скат наклонен к горизонтали, можно выбрать тот или иной кровельный материал. Иногда встречается обратная задача – кровельный материал уже выбран, теперь необходимо определить допустимый угол наклона.

Более детально перечислены допустимые и обычно применимые углы кровли для разных материалов в таблице ниже.

Вес кровельного материала можно принять ориентировочно по таблице ниже или выяснить самостоятельно у производителя/продавца.

Утепление и гидроизоляция

Здесь только одно правило: чем меньше угол наклона крыши, тем тщательнее должна быть гидроизоляция. Так, для плоских и малоуклонных конструкций необходимо устраивать двухслойную изоляцию с тщательной проклейкой стыков и обязательной укладкой полотнищ (рулонов, пленки) внахлест с запасом не менее 20 см.

Утепление крыши зависит от региона проживания, его температурного диапазона, планируемой эксплуатации помещений под кровлей, отопления здания в целом и других нюансов. Расчет теплоизоляции здесь подробно излагаться не будет.

Тип и удельный вес выбранных материалов необходимо определить заранее, это требуется для расчета сборной нагрузки от «кровельного пирога» на общую конструкцию и несущие стены.

Определение угла наклона

Учитывая изложенные выше факторы – снеговую и ветровую нагрузку, выбранный тип материала – и зная примерную конструкцию здания, можно определить угол крыши. Более детально правила расчета изложены в статье. Далее на основании этой информации рассчитывается сборная нагрузка (от собственного веса и внешних нагрузок) на стропильную конструкцию. По результатам расчета определяется шаг стропил и их сечение.

Пример расчета нагрузки на стропила

Строительство планируется в Иркутске, дом с высотой 5,6 м будет располагаться в низине, явно выраженных преобладающих ветров нет. Данный район относится к снеговому району 2 и ветровому 3. Соответственно, снеговая нагрузка составляет 120 кг/м.кв., а ветровая 30 кг/м.кв. Суммарная нагрузка 150 кг/м.кв.

Материал кровли – металлочерепица с весом 4 кг/м.кв. Для нее допустим уклон от 12 градусов, но большинство производителей рекомендует для односкатной крыши 20…30 градусов. Если принять 20 градусов, необходимо обеспечить качественную гидроизоляцию, что добавляет к весу квадратного метра покрытия 2…5,5 кг/м.кв. Поскольку верхняя часть дома планируется как жилая, необходимо также утепление. В качестве термоизоляции принимаем базальтовую вату плюс подшивку изнутри гипсокартоном. Примерный вес квадратного метра такого утепления – около 4,5…5 кг.

Необходимо также принять во внимание вес деревянной обрешетки под металлочерепицу, это еще не менее 10…12 кг, и вес самих стропил.

Таким образом, суммарная нагрузка на квадратный вес крыши от собственной массы и внешних нагрузок составит (без учета веса стропил, поскольку пока неизвестно их сечение и шаг): 4+5+5+12+150=176 кг/м.кв.

Определение шага стропил и их сечения

Для вычисления этих данных есть расчетные формулы. Однако при отсутствии инженерного образования и желания высчитывать коэффициенты можно использовать табличные значения.

Для выяснения высоты балки (стропила) можно опираться на известный уже угол наклона и расчетную длину, которая определяется по тригонометрическим формулам.

Разница между высотой одной и второй опорных стен крыши для пролета, например, 4 м и угла наклона 20 градусов составит:

L_bc=L_cd×tgA=6×0,364=2,18 м

Длина стропильной ноги (стропила):

L_c=L_bc÷sinA=2,18÷sin20=6,4

С учетом вылета в обе стороны не менее 500 мм (обязательный свес крыши) принимаем длину стропила 7,4 м.

Для двухопорных стропил принята таблица

Пролеты свыше 6 м принято опирать на три точки – две несущие стены и шпренгельную ферму, например, или с опорой на лежень. Пролеты 4,5 м применимы в мансардах, террасах, банях, верандах, а также различных пристройках. В жилых постройках, как правило, расстояние между опорами равно или превышает 6 м.

Соответственно с учетом длины стропила выбирается сечение балки и шаг между ними.

То есть в приведенном примере – длина всей стропильной ноги 7,5 м и пролет 6 м допустимо использование опирания на несущие стены (через мауэрлат) и подстропильную ногу. Тогда сечение при шаге 140 см следует принимать 100х200 мм, а при шаге 90см допустимы 75х200 мм. Желательно все же увеличивать сечение балки на 10…15% для получения необходимого запаса прочности.

Проверить нагрузочную способность крыши, правильность выбранного угла с выбранными параметрами можно в одном из онлайн-калькуляторов. Там же можно получить данные о том, сколько материалов потребуется для строительства такой крыши.

Как видно из приведенного скриншота с упрощенным чертежом здания, пункты «Расчет стропил», «Расчет обрешетки», «Снеговая нагрузка» раскрывающиеся, в них необходимо подставить выбранные данные.

Результат расчета показан ниже.

Как видно из результата, предлагается при данной нагрузке, кровельном материале, размерах и шаге стропил выбрать сечение балок равным не 75х200 мм, как предлагается в нормативах, а 70х230 мм. Однако это минимальное значение, к тому же такое сечение не является стандартным. Поэтому – с учетом запаса на прочность – лучше отдать предпочтение сечению 100х200 мм.

Как выбрать проект стропильной системы для дома с односкатной крышей

Как уже говорилось, для односкатной крыши, в зависимости от характера несущих стен и пролета, можно выбрать разные типы стропил и узлы их крепления.

Для пролетов до 4,5 м (гаражи, подсобные строения, пристройки, веранды и прочее) однозначно стоит выбрать самый простой и удобный способ – опирание на две несущие стены через мауэрлат.

Кирпичная стена, мауэрлат из бруса по гидроизоляции, крепление с помощью выпиленных пазов и уголков

Более детально данный вариант крепления и другой (справа) с продольным стягивающим брусом, на шпильках

При этом для упрощения конструкции рекомендуют интересный способ крепления – с мауэрлатами только по опорным стенам, без увязки бруса в четырехугольник.

При этом для упрощения конструкции рекомендуют интересный способ крепления – с мауэрлатами только по опорным стенам, без увязки бруса в четырехугольник.

Если строение деревянное, идет врубка стропила в верхний венец или также в мауэрлат (при каркасной конструкции). Для бревенчатой постройки выполняются пропилы под стропильные ноги в верхнем бревне (как на фото внизу).

Односкатная крыша с начала до конца своими руками

Итак, расчеты выполнены, определены:

• угол наклона;
• кровельный материал;
• способы тепло- и гидроизоляции;
• сечение стропил;
• шаг стропил;
• способ их крепления.

Теперь необходимо приступить непосредственно к работе.

Укладка мауэрлата

Этот этап необходим для каркасных зданий, построек из газобетона, пенобетона, кирпича, газоблоков, камня, монолитного или сборного железобетона, а также для зданий из панелей любого типа (в том числе СИП).

Один из вариантов показан в видео.

1. Выбор подходящего сечения бруса (бревна).

Фактически эта балка только перераспределяет точечные нагрузки от стропил на всю верхнюю опорную плоскость несущей стены, поэтому большого значения сечение не имеет. Но следует соблюдать общее правило – чем больше общая нагрузка на крышу и ее собственный вес (см. расчет выше), тем больше должно быть сечение мауэрлата. Обычно принимают брус 100х200 мм или больше. Для бревна обязательно стесывают плоскость, чтобы опора максимально плотно прилегала к несущей стене.

2. Выбирают способ крепления мауэрлата к стене.

Чаще всего используют шпильки, причем их закладывают в кладку (блоки, кирпич) или заливку армирующего пояса. Техника закладки шпилек показана в видеоуроке.

При этом, чтобы шпильки не вырывало из кладки или пояса, их стопорят снизу – куском приваренной арматуры, шайбой, отогнутым концом или как-то еще.

Возможно также крепление мауэрлата на анкерные болты. Их длина подбирается так: толщина мауэрлата плюс не менее 10 диаметров болта. Анкерные болты забиваются в кладку (монолит) через отверстие в мауэрлате и затягиваются. Чтобы площадь опоры была больше, затяжка выполняется через шайбы увеличенного диаметра.

Третий способ – с помощью проволоки. Она закладывается в кладку (монолит) за 0,5…0,7 м до верхнего уровня стены, ее длина выбирается так, чтобы хватило на обвязку балки и закрутку, а толщина принимается не менее 2…3 мм.

3. Устраивается гидроизоляция

Для этого используют рулонные материалы – в основном рубероид в два слоя. Его можно уложить непосредственно на поверхность несущей стены или прикрепить любым способом (клей, скобы) к мауэрлату. Если в стене уже закреплены шпильки, удобно «накалывать» слой изолятора на них. Но при этом необходимо защитить от влаги места соприкосновения стены и шпильки с помощью обмазочных материалов. Допустимо обмазывать шпильку на высоту, равную 1/3…4/5 толщины балки. Обратите внимание – гидроизоляция не обязательно закрывает всю ширину стены, но полоса должна быть шире мауэрлата как минимум на 20%.

Рекомендуется поверх гидроизоляции проложить джутовую ленту – она уплотнит стык и послужит дополнительной защитой от промерзания, после чего следует уложить и закрепить мауэрлат выбранным способом.

Пошаговая инструкция по установке стропил односкатной крыши

Выше были уже показаны некоторые варианты крепления стропил к мауэрлату или верхнему венцу. Детально эта информация изложена в статье. Но стоит уточнить отдельные моменты.

Угол опирания стропильной ноги на балку должен быть строго 90 градусов.

Если с одной стороны не планируется делать свес крыши (прилегание к стене) или предполагается сделать свес на кобылках, удобно выполнять подрезку стропильной ноги, как показано на рисунке ниже, и крепить ее уголками, гвоздями, подшивными брусками или любым другим способом.

При этом для большего удобства можно фиксировать к стене (мауэрлату) балку уже с прикрепленной кобылкой – например, при помощи забитого в кладку (монолит) ерша и проволочной скрутки.

При этом подрезка стропила выполняется по следующей схеме.

В остальных случаях проще применять фигурные вырезы в стропильных ногах так, чтобы они ложились на мауэрлат с вылетом, обеспечивающим нужный свес крыши.

Другой вариант – пропилы в самом мауэрлате.

Также можно опирать стропильные ноги дополнительно на кирпичную кладку (на рисунке сверху справа) или вынос балки перекрытия (снизу справа).

Если свес слишком велик и прочности стропила недостаточно, можно устроить подкровельные опоры с дополнительной балкой-мауэрлатом.

Утеплитель и гидроизоляция

Эти этапы выполняются практически одновременно. Изоляционный материал может закладываться между стропилами изнутри, с подшивкой листовым материалом (например, базальтовая вата и гипсокартон), с обязательной установкой пароизоляционной пленкой между утеплителем и обшивкой. Возможно также вначале смонтировать обшивку поверх пароизоляции и потом с внешней стороны уложить утеплитель. Слои «кровельного пирога» показаны на примере простой двускатной крыши, для односкатной тот же порядок укладки.

Гидроизолирующая мембрана (пленка) расстилается поверх стропил и теплоизоляции, крепится скобами к стропилам.

Обязателен порядок укладки снизу вверх по скату, с нахлестом полотнищ не менее 15…20 см. Поверх пленки/мембраны монтируются контррейки, далее сплошная или разреженная обрешетка под монтаж металлочерепицы.

Гидроизоляция плоской или малоуклонной односкатной крыши

Этот вопрос достаточно важен, поэтому рассмотрим его отдельно. Плоские или почти плоские односкатные крыши, которые обычно застилают рулонными кровельными материалами, требуют усиленной гидроизоляции.

Поэтому для них вначале выполняется первичная гидроизоляция поверх ровной поверхности (плиты или сплошного настила на балках перекрытия), потом монтируется утеплитель под стяжку, далее – еще два или более слоев гидроизоляции.

Необходимый для стока дождевой воды уклон обеспечивается так называемой «разуклонкой», то есть насыпью из керамзита, которая позволяет увеличить толщину стяжки с одной стороны и уменьшить с другой.

Для ремонта или улучшения свойств плоской кровли часто пользуются жидкими битумно-полимерными мастиками, наносимыми в два-три слоя.

Также эти мастики используют для гидроизоляции примыканий кровли, например, к парапету. Однако в целом кровли с уклоном менее 5…10 градусов в одноэтажных частных домах используются редко – климат нашей страны не располагает к подобному стилю застройки. Чаще подобные варианты применяются в многоэтажном строительстве.

При малоуклонных крышах удобна также гибкая черепица. Она укладывается поверх слоя гидроизоляции и дает надежную защиту от атмосферных осадков.

Укладка кровельного покрытия

На односкатных крышах эта процедура выполняется так же, как и на любых других, за одним исключением: отсутствие конька или соединений скатов. Поэтому кровельный материал укладывается так, чтобы он со всех сторон немного заходил за край крыши, или же используются доборные элементы, а именно карнизные и торцовые планки.

Шифер и керамическая черепица монтируются с заходом за пределы стропильной системы на 2…10 см (в зависимости от размеров монтажной единицы). Снизу свесы крыши могут подшиваться различными листовыми и панельными материалами.

Снегозадержатели на односкатную крышу

Эти приспособления необходимы для любых крыш с углом наклона менее 45…55 градусов к горизонтали. При этом более плоские крыши сильнее нуждаются в установке задержателей снега или снегорезов, поскольку их отсутствие может привести к лавинообразному сходу снежного покрова.

Более полная информация о типах, особенностях использования и необходимом количестве снегозадержателей изложена здесь.

Заключение

Выясняя, как правильно рассчитать и сделать односкатную крышу, важно не забыть о необходимости ремонтных работ на ней. Конечно, пребывание человека на кровле считается кратковременной нагрузкой и ее можно не учитывать в расчетах. Однако если планируется чистить снег именно стоя на кровле, следует добавить запас прочности путем увеличения сечения балки на 10…15%.