Односкатная крыша для гаража своими руками: расчёты и монтаж

Можно только позавидовать тем автовладельцам, которые имеют или получили возможность возвести собственнй настоящий гараж. Зная менталитет наших мужчин, можно с высокой долей достоверности утверждать, что подавляющее большинство «счастливчиков» примется за собственноручное строительства «дома» для своей машины. В наше время предоставляется немало возможностей по выбору материалов для строительства гаража – как с позиций простоты самостоятельного возведения, так и с точки зрения максимальной экономичности.

Любую постройку всегда венчает крыша, и если, опять же, ориентироваться на минимальные затраты, то оптимальным вариантом становится односкатная ее конструкция. Кроме того, проблемы какой-то особой декоративности, как правило, отступают на второй план, уступая место надежности конструкции и скорости ее монтажа. Именно такими качествами и обладает упомянутый вариант. Итак, односкатная крыша для гаража своими руками: от проведения необходимых расчётов до особенностей монтажа – в настоящей публикации.

В чем достоинства односкатной крыши, есть ли недостатки?

Итак, гараж в большинстве случаев рассматривается именно как подсобное техническое помещение, поэтому при его проектировании и строительстве обычно господствует утилитарный подход – простота, надежность, создание эффективной защиты автомобиля от попадания атмосферных осадков. Именно поэтому такую популярность в данном случае имеют односкатные кровли.

• Такая конструкция – несложна для самостоятельных расчетов. В основе ее лежит треугольник – самая «жесткая» изо всех двухмерных фигур, которая описывается простыми и понятными геометрическими соотношениями.

• Стоимость материалов и комплектующих всегда значительно ниже, чем для даже самой простой двускатной крыши. Важно, что экономия пиломатериалов в данном случае ни в коей мере не сказывается на надежности конструкции.
• Монтаж односкатной кровельной системы – прост и интуитивно понятен. Для самостоятельного возведения такой конструкции вовсе не обязательно быть квалифицированным мастером – при соблюдении технологических рекомендаций с подобной задачей способен справиться любой владелец гаража. Это ещё один «плюс» в плане экономичности строительства – нет нужды прибегать к найму специалистов.
• Еще одно достоинство – скорость выполнения работ. Перекрыть гараж односкатной крышей можно в считанные дни, тогда как при выборе более сложной стропильной системы и времени потребуется значительно больше.

Правда, хозяину гаража при выборе односкатной крыши придется смириться с некоторыми ее недостатками:

• Односкатная крыша в большей степени подвержена снеговой нагрузке –за счет небольшого уклона на ее поверхности могут образовываться сугробы. Это обязательно следует учесть при проведении расчетов.
• Такая конструкция или вовсе не предполагает чердачного помещения, или же его эксплуатационные возможности будут существенно ограничены.

• Существуют определенные сложности с обеспечением качественной термоизоляции такого гаража, особенно в том случае, если проектом не предполагается наличие хотя бы небольшого чердачного помещения.
• Наконец, не всем нравится внешний вид односкатной кровли, не предполагающий каких-либо декоративных изысков. Впрочем, это дело вкуса, да и при желании односкатную кровлю вполне можно вписать в общий «архитектурный ансамбль» своих загородных владений. Для многих этот недостаток вообще не является существенным.

Варианты односкатной крыши гаража

Система односкатной крыши представляет собой ряд уложенных параллельно друг другу стропил, расположенных таким образом, что один их конец поднят относительно другого на определенную высоту, для создания уклона. Стропила становятся основание для монтажа необходимой обрешетки, а уже она, в свою очередь – для настила выбранного кровельного покрытия.

Превышение одного края стропил на другим может обеспечиваться несколькими способами:

• Еще в процессе проектирования гаража одна из стенок планируется выше противоположной, на величину (о расчете такого превышения будет рассказано чуть ниже). Двум другим стенам в этом случае придается форма трапеции.

Такой подход очень часто практикуется в каркасном строительстве. Еще при составлении чертежей предусматривается, что высота опорных вертикальных стоек каркаса с одно стороны будет выше. Таким образом, на разной высоте, с соблюдением необходимой ΔН окажутся и брусья верхней обвязки, который будут играть роль мауэрлата. В итоге сразу закладывается готовая система односкатной крыши, на которую останется только смонтировать стропила, а затем — нужную обрешетку.

Какие стены станут различаться по высоте, безусловно, будет зависеть от выбранного направления ската.

— Это может быть поперечный уклон, в сторону одной из боковых сторон гаража. Такой способ привлекает тем, что стропила получаются короче, и часто можно обойтись простейшей схемой, без создания для них дополнительных опор.

— Другой вариант, когда фасадная стена строения выше задней, и тогда уклон ската организуется назад. Длина строил в таком случае, применительно к гаражу, уже достигает 5÷6 и даже более метров, и без их усиления уже не обойтись.

• Если по проекту обе стены здания – одинаковой высоты, или же односкатная крыша возводится на ранее сооруженную постройку, то организовать уклон стропил можно подстановкой под них в одной стороны стоек той же высоты ΔН. Стойки поверху обычно объединяются брусом обвязки, который и станет выполнять функцию мауэрлата.

В этом случае фасадную часть кровельной конструкии и остающиеся открытыми фронтонные треугольники после монтажа стропильной системы просто зашивают деревом или иным материалом, по своему усмотрению.

Такой подход нередко позволяет достичь экономии при возведении капитальных стен гаража – меньше уйдет кирпича или блоков, а сам процесс кладки пройдет быстрее – нет нужды выводить дополнительные боковые трапециевидные стенки фронтонов.

• Если стенки одинаковой высоты, то прибегают и к другому приему – на «земле» монтируют стропильные фермы, а затем уже устанавливают их с определенным шагов на мауэрлат.

Обычно в ходе работы изготавливается одна такая ферма, тщательно примеряется и подгоняется к месту. Ну а затем она становится шаблоном для «клонирования» — по ее образцу изготавливаются остальные, в удобных условиях на земле. Когда все фермы готовы – переходят к окончательному монтажу. Нижние углы ферм крепятся к мауэрлату, верхние – обвязываются между собой брусом, создавая единую жесткую конструкцию.

Такой подход особенно удобен, когда большое расстояние между стенами обязывает строителя усиливать стропила. А ферма уже сама по себе является жестким конструктивным элементом, так как сочетает в себе и своеобразную балку перекрытия, и стропильную ногу, с установленными между ними усиливающими перемычками – стойками или подкосами.

Еще одно очевидное удобство – в таком гараже намного проще будет подшить потолок, при необходимости еще и утеплив его – горизонтальные балки ферм предоставляют для этого все возможности.

Еще один вариант – когда гараж пристраивается к готовой сплошной стене уже ранее возведенного капитального здания.

В этом случае один конец стропил опирается на установленные на стене на определенной высоте кронштейны или опорный брус, а второй – на вертикальные стойки с обвязкой – в случае каркасной конструкции, или на мауэрлат пристроенной рядом стены. В любом случае, эта точка опоры опять же расположена с расчетным перепадом высоты ΔН.

При необходимости, вместо стропил с стене дома могут крепиться и стропильные фермы, по аналогии с ранее рассмотренным случаем.

Основные параметры односкатной крыши гаража, проведение их расчетов

Итак, если принято решение возводить над гаражом односкатную крышу, то необходимо определиться с ее основными параметрами.

Из исходных данных, как правило, имеются только размеры «коробки» гаража – его длина и ширина. Отсюда и начнем «плясать».

Направление уклона кровли

В первую очередь, следует определить заранее направление уклона ската, руководствуясь при этом не только соображениями удобности и простоты монтажа стропильной системы, но и принимая в расчет преобладающее направление ветра на участке строительства.

Уклон крыши рекомендуется выполнять именно на наветренную сторону, чтобы движение воздуха не создавало подъемной силы, а наоборот, прижимало кровельную конструкцию вниз. Хотя гараж, как правило, невысокое сооружение, и может практически полностью зарываться от воздействия ветра другими зданиями, тем не менее, преобладание ветра может быть вызвано особенностями местности или соседней застройки – открытые пространства, лесные просеки и т.п. Ну и, конечно, определенную роль в выборе направления ската может играть и специфика участка – общий «фон» дизайна территории, расположение элементов системы ливневой канализации или иные факторы.

Определение крутизны ската

Следующий шаг – необходимо определиться с крутизной ската, то есть с величиной угла α.

Для односкатных кровель этот угол обычно не превышает 25, максимум — 30°. При слишком большой крутизне само строение выглядит нелепо, а самое главное – кровля становится весьма уязвимой к ветровой нагрузке. Слишком маленькие уклоны, менее 10°, также нежелательны, так как в этом случае резко возрастает значимость снеговой нагрузки на скат, затрудняется отток воды, особенно в период оттепелей или начала массового таяния снега.

На угол ската серьезно влияет и тип кровельного покрытия. Если хозяин гаража заранее отдает предпочтение тому или иному материалу для кровли, например, чтобы выдержать общий дизайн территории, то он должен руководствоваться определенными правилами при расчетах крутизны односкатной крыши.

Ниже приведена схема, показывающая допустимые типы кровельных покрытий для различных углов крутизны ската крыши.

Обратите внимание, что крутизны ската на диаграмме показана в трех различных вариантах – в градусах и в соотношении высоты подъема (ΔН) к базовой длине (D или L), которая, в свою очередь, может быть выражена в дробном соотношении или в процентах. Имея под рукой такую схему, несложно будет перевести одни единицы измерения в другие.

Числами в кружках обозначены типы кровельного покрытия, а стрелка, идущая от них, указывает на минимально допустимую величину уклона кровли, при которых их можно использовать.

Как придать скату заданный угол уклона?

Следующий вопрос – как придать скату нужный угол наклона.

Если с величиной α и с направлением уклона ската определились, то, зная исходный параметр длины или ширины гаража (), несложно определить и тот искомый перепад высоты ΔН, о котором уже не раз упоминалось.

Если стены имеют определенную толщину (например, выложены из блоков или кирпича), то промер линейных параметров постройки D и L проводим по внешним их краям.

Для расчета воспользуемся известной тригонометрической формулой:

H = L(D) × tg α

Чтобы не заставлять читателя искать значения тангенса и проводить самостоятельные вычисления, ниже размещен калькулятор, который позволит выполнить расчет в считанные секунды. При желании можно «поиграть» значениями, чтобы найти оптимальный допустимый вариант.

Калькулятор расчета превышения стены для обеспечения необходимой крутизны односкатной кровли

Перейти к расчётам

Определяемся с длиной стропил

Следующим шагом необходимо определить длину стропил

Найти ее несложно – по тригонометрической формуле

S = ΔH / sin α

или с использованием всем известной теоремы Пифагора:

S = √ (L²(D²) + ΔH²)

При расчёте будет благоразумным сразу увеличить длину стропил для получения необходимого карнизного свеса кровли, который предотвратит прямое попадание атмосферных осадков на стены гаража.

Величину карнизного свеса обычно увязывают с материалом стен постройки. В таблице ниже приведены значения минимальной ширины свеса в зависимости от типа стен:

Впрочем, карнизный свес может образовываться и иначе – удлинением стропил с помощью так называемых кобылок. В этом случае дину стропила рассчитывают только между точками крепления.

Ниже представлен калькулятор, который позволит быстро рассчитать длину стропильных ног как для одного, так и для второго варианта

Калькулятор расчета длины стропил для односкатной крыши

В любом случае, если предоставляется возможность выбора, следует отдавать предпочтение минимальной длине стропильных ног (между точками опоры). В таком случае появляется возможность использования материала меньшего сечения (об этом будет рассказано ниже), что уже само по себе дает немалую экономию средств. Кроме того, упрощается и сама конструкция.

Стропила длиной до 4,5 метров могут опираться на две точки, не требуя при этом дополнительный усиливающих элементов. При длине стропил порядка 5 ÷ 6 метров уже необходимо их усиление подкосами (подстропильными ногами). Еще сложнее будет, если пролет более 6 метров – здесь потребуется установка стоек, опирающихся на мощные балки перекрытия или на капитальное основание, и нескольких подкосов.

1 – брус мауэрлата;

2 – стропильная нога;

3 – опорный брус (лежень);

4 – подкос (подстропильная нога);

5 – балка перекрытия (опора может быть и на капитальную стенку);

6 – вертикальная стойка

Сечение стропил, шаг установки

Следующий вопрос, наверное, относится к числу наиболее важным и сложных – это сечение бруса или бревна, из которого будут изготавливаться стропильные ноги, и шаг их установки.

Поперечное сечение пиломатериалов, подходящих для изготовления стропильных ног, зависит от выпадающей на них нагрузки. Суммарные нагрузки, которые должны быть способны выдержать стропила, складываются из нескольких величин:

• Вес самих стропил, обрешетки, контробрешетки, утеплителя, гидроизоляции. Эту величину можно рассчитать, но она, как правило, вкладывается в показатель 30÷40 кг/м² – не будет большой ошибкой оперировать таким значением.
• Вес кровельного покрытия. Здесь различия могут быть достаточно существенными. Усредненные значения удельной массы различных типов кровли приведены в таблице:

• Наконец, нагрузки природного характера. Это, в первую очередь, давление снежных масс, накапливающихся на кровле с небольшим уклоном, к которым в полной мере относятся все односкатные крыши. Второй фактор – это ветровая нагрузка, правда, для низкопрофильных односкатных кровель она выражена несущественно. Тем не менее, можно принять в расчет и ее.

Для проведения вычислений указанных нагрузок пользуются результатами многолетних метеорологических наблюдений. Вся территория России разделена на зоны по уровню среднестатистической снеговой нагрузки на единицу площади, и по силе преобладающих ветров.

На схеме ниже представлена карта распределения зон по снеговой нагрузке:

Значения нагрузки по зонам указаны в таблице:

Значения даны в килопаскалях  в килограммах на квадратный метр, так как в различных источникам могут применяться и те, и другие величины. Для перевода можно пользоваться примерным соотношением:

1 кПа ≈ 100 кг/м²

Снеговая нагрузка на кровля вычисляется формулой:

Рсн = Рсн.т × μ, где

Рсн.т – табличное значение для данной зоны;

μ – коэффициент, учитывающий угол уклона ската кровли:

— при крутизне скатов до 25° коэффициент равен единице, так как снег практически полностью остается на кровле;

— если угол свыше 25°, коэффициент равен 0,7.

Ветровая нагрузка также вычисляется на основе табличных значений. Ниже приведена схема зонирования территории РФ по уровню ветрового давления:

Значения ветрового давления для каждой из зон ведены в таблицу:

Значение ветрового давления для конкретного здания вычисляется по формуле:

Рв = Рвт × k × n, где

Рвт – табличное значение для конкретной зоны;

k – коэффициент учитывающий высоту здания и место его расположения.

n – коэффициент, учитывающий крутизну ската и преобладающее направление ветра.

Коэффициент k рассчитан для зданий различный высот, но так как у нас идет речь о гараже, то можно привести таблицу в «усеченном» виде, так как высота постройки заведомо не будет слишком большой.

На всякий случай приведены две строки, хотя обычно достаточно только первой, с высотой до 5 метров.

В таблице фигурируют три зоны – это общая характеристика расположения постройки:

Возводимое сооружение можно отнести к той или иной зоне, если указанные характерные особенности местности расположены не далее, чем в радиусе 30×h, где h — это высота здания. Таким образом, например, для гаража высотой 4,5 м очерчивается круг радиусом 135 м.

Следующий коэффициент – n, учитывает зависимость ветровой нагрузки от направления ветра и угла ската кровли. Соотношение это – достаточно сложное, и все многочисленные значения коэффициента распределяются на несколько таблиц, в зависимости от участка кровли и преобладающих ветров – во фронтальную часть или в скат. В наше случае, при расчете односкатной крыше невысокого строения (гаража) приводить все таблицы — просто не имеет смысла. Примем допущение, что направление ската, как рекомендовалось выше, выбрано в наветренную сторону, а крутизна не превышает 30°. В ряде случаев коэффициент даже принимает отрицательные значения, так как ветер оказывает не прижимающие, а наоборот, подъемное воздействие на кровлю.

Теперь, зная все необходимые величины, можно вычислить суммарное внешнее давление на кровлю для самых неблагоприятных обстоятельств – просто просуммировав все возможные воздействия. Это значение будет получено в килопаскалях или в килограммах на квадратный метр. Но нас больше должна интересовать величина распределенной нагрузки на погонный метр стропила – это поможет определиться с его сечением. А этот показатель уже зависит от выбранного шага установки стропильных ног.

Понятно, что чем чаще установлены стропила, тем меньше выпадает нагрузка на каждое из них. Единообразных рекомендаций по выбору шага установки нет – это во многом зависит еще и от типа выдранной кровли –для разных материалов могут быть свои рекомендованные значения.  Но обычно для односкатной крыши стропила широко не разносят – шаг выдерживается в примерном диапазоне от 500 до 1000 мм.

Чтобы оценить выпадающую на погонные метр стропила нагрузку необходимо суммарное значение, рассчитанное на единицу площади, умножить на шаг, выраженный в метрах. Например, расчеты показал, что на кровлю в имеющихся условиях может оказываться нагрузка 190 кг/м². Шаг установки стропил выбран 600 мм. В итоге получаем нагрузку на стропильную ногу 190 × 0,6 = 114 кг/погонный метр.

Имея «на руках» это значение, уже несложно будет найти и оптимальное сечение стропила – воспользовавшись таблицей, размещенной ниже.

Рассмотрим на том же примере:

Расчетная нагрузка на погонный метр стропильной ноги 114 кг – округляем до табличных 125 кг. Проведенные ранее вычисления показали, что длина стропила между точками опоры должна составлять 4.4 м – приводим к табличным 4,5 м. Находим соответствующие значения в таблице (выделено желтой областью.

Слева в разделе «сечение стропил» в соответствующей строке (выделено зеленой областью), показаны все допустимые в данном случае размеры: бревно диаметром 160 мм, или брус сечением 50×210; 60×200; 70×190; 80×180; 90×170 и 100×160.

Если рассчитанная нагрузка выходит за пределы указанных значений (более 175 кг/пог. м), или если существует необходимость применения свести к минимуму сечение пиломатериала, ничего не остается кроме того, как уменьшить шаг установки стропил и тем самым ввести расчетные показатели в «нужные рамки».

Чтобы упростить читателю задачу, ниже размещен калькулятор расчета распределенной нагрузки на стропила. Он, кстати, дает возможность проследить, как будут изменяться параметры нагрузки при увеличении или уменьшении планируемого шага установки стропил – так проще прийти к оптимальному решению.

Калькулятор расчета распределенной нагрузки на стропила односкатной крыши

Перейти к расчётам

Получив искомое значение, идем в таблицу, чтобы найти нужное сечение пиломатериала.

Зная шаг установки стропил, несложно рассчитать и их количество. Для этого длину стены, перпендикулярно которой будут устанавливаться стропильные ноги, делят на шаг, округляют в большую сторону до целого числа и прибавляют единицу. Например, длина гаража – 6.4 м, выбранный расчетный шаг стропил – 0,6 м.

6,4 / 6 = 10,66 ≈ 11+ 1 = 12 стропил.

И теперь, уже напоследок, можно рассчитать и точное расстояние между осями стропильных ног, так как будем их размещать равномерно:

6,4 / 11 = 0,582 м.

Шаг получился, понятно, чуть меньше, но это только на руку, так как создаст необходимый запас прочности кровельной конструкции.

Вот теперь можно будет переходить к изготовлению стропильных ног – все размеры для этого у нас рассчитаны.

Монтаж односкатной крыши гаража

Собственно, если все тщательно рассчитано, подготовлены все необходимые детали конструкции, то, имея даже не самый большой опыт плотницких работ, смонтировать стропильную систему односкатной крыши гаража уже не будет столь сложной задачей.

Вариантов здесь может быть великое множество, зависящих и от материала постройки, и от используемого кровельного настила. Про все рассказать – не хватит никакой публикации, но эти вопросы подробно изложены на страницах нашего портала в разделе «Крыша и кровля». В данной же статье будет рассмотрен вариант сооружения кровли на гараже, выложенном из блоков и перекрываемом профнастилом.

Чтобы правильно определиться с шагом обрешетки, необходимо знать особенности кровельного материала. В данном случае рассматривался профнастил, но шаг обрешётки все же указан не был. А это потому, что разновидности этого материала также могут весьма существенно различаться.

Что необходимо знать о профнастиле?

Этот материал упорно движется к вершинам популярности ы среде профессиональных и индивидуальных строителей. Как правильно выбрать профнастил – читайте в специальной публикации нашего портала. А еще одна публикация поможет ровести самостоятельный монтаж кровли из профнастила.

Итак, после прочтения статьи многие могут прийти к выводу, что наиболее ответственным этапом является расчет будущей односкатной крыши гаража. Так оно и есть на самом деле — при правильно рассчитанных параметрах, хорошо подобранных качественных деталях, самостоятельное возведение односкатной крыши небольшого строения уже станет вполне выполнимой операцией.

В завершение статьи – еще один пример, теперь уже наглядный, в видео-формате, возведения односкатной крыши:

Видео: пример монтажа односкатной крыши