расчет деревянного перекрытия плоской кровли
Как рассчитать плоскую кровлю: снеговая и другие виды нагрузок, габариты
Кровельные конструкции с уклоном в пределах 1-11° относятся к плоским и рассчитываются с учетом повышенных требований к надежности, герметичности и изоляционным свойствам.
При простой конфигурации стен и индивидуальном использовании расчет таких крыш при желании выполняется своими силами, после сбора нагрузок и уточнения условий эксплуатации.
Виды нагрузок и расчет
Конструкция воспринимает два основных вида нагрузок: постоянные, включающие собственный вес перекрытия, ограждений и пирога, и временные (снеговая и ветровая нагрузка, вес оборудования, людей и перемещаемых по поверхности объектов). Оба вида учитываются при расчете в комплексе.
В случае стандартной, неэксплуатируемой плоской крыши суммируются:
Непосредственно перед суммированием все собранные нагрузки умножаются на коэф.надежности (см.табл.):
Расчет нагрузок на плоскую крышу усложняется при планировании ее постоянной эксплуатации, а именно – при размещении на ее поверхности:
Так, при размещении на поверхности кровли кафе, ресторанов или мест возможного скопления людей в общей нагрузке прибавляют от 480 кг/м², спортивных или концертных площадок – 360.
Особого внимания требуют крыши, рассчитываемые на интенсивное перемещение транспорта. Помимо сверхвысоких весовых нагрузок (до 25 т/м²) при их проектировании важно исключить или как минимум снизить влияние вибрационных воздействий.
По понятным причинам расчет таких конструкций доверяют профессионалам.
Снеговая
В отличие от крутых скатных конструкций плоские крыши всегда испытывают влияние снеговых нагрузок, без исключений учитываемых при расчете. Точный алгоритм зависит от назначения крыши, но в большинстве случаев пошагово:
Помимо среднего объема выпадаемого снега при расчете данной нагрузки следует учитывать конкретные климатические особенности региона и участка. Особое внимание уделяется влажности и температурным условиям – накапливающий влагу, но не растаявший снег весит в 2-3 раза больше сухого.
При повышенных требованиях к надежности или неблагоприятных климатических условиях полную снеговую нагрузку находят путем сложения кратковременной (Sp) и длительной (Sp*0,7) нагрузки. Итоговое значение для каждой все также умножается на коэф. надежности – 1,4.
Помимо прибавления полной снеговой нагрузки к другим полученное значение используется для проверки прочности и несущих способностей самых слабых элементов плоской крыши. В частности, эта величина учитывается:
Как посчитать габариты крыши?
Расчет начинается с составления чертежа конструкции, учитывающего точные размеры постройки, требования к парапету, уклону и системе водоотвода.
При сравнительно небольшой площади крыша закладывается с одним общим уклоном в одну сторону (в идеале – не выходящую на дорожки, террасы или зоны отдыха и учитывающую влияние сильных постоянных ветров).
На крышах со сложной геометрией стен или большой площадью план разбивается на отдельные участки с треугольной или ромбовидной разуклонкой, отводящей влагу к внутренним узлам водосбора, парапетным воронкам или к тем же наружным сторонам.
Площадь
Простая форма поверхности исключает потребность в сложных формулах: площадь плоской кровли находится путем умножения ее длины на ширину. При этом длину наклонной части находят по формуле:
Несмотря на небольшую величину последнего пренебрегать им не рекомендуется, допустимая погрешность при расчете габаритов плоской кровли варьируется в пределах ±10 мм, не более.
Высоту
При проектировании таких конструкций заранее выбирается способ заложения нужного уклона (от 1,5-3° для эксплуатируемых крыш, 3-6° — зеленых, инверсионных и эксплуатируемых).
Облегченные балочные виды, конструкции с основаниями из профнастила или заливаемые на месте бетонные перекрытия могут закладывается с нужным углом на этапе строительства, но при работе с готовыми ж/б основаниями отвод влаги чаще обеспечивает разуклонка. Рекомендуем почитать другие наши статьи об устройстве и монтаже плоской крыши своими руками, а том числе по деревянным балкам и на каркасном доме.
Требуемая высота подъема рассчитывается путем умножения длины ровной горизонтальной части крыши на тангенс угла ее наклона. При необходимости расчета объема раузуклонки (требуемом для получения количества используемых материалов и их веса) используется простая формула:
V = (a∙b1 + a∙(b2 – b1) / 2)∙с, где
Толщину
Алгоритм расчета пирога и сечения плоских крыш зависит от способа его обустройства (с размещением утепляющей прослойки под, между и поверх основания) и типа (классического или инверсионного, эксплуатируемого или нет).
Число и порядок монтажа слоев выбираются заранее и учитываются при выборе высоты возведения парапета (при наличии, расстояние от наружного слоя до края ограждения не может быть меньше нормативного), определении точной весовой нагрузки от пирога, проектировании систем вентилирования и водоотвода.
Толщину рулонных покрытий, обмазочного слоя или кровельных покрытий указывает производитель, сложить их вместе не составит труда. Основные сложности заключаются при определении числа и толщины каждого слоя, включая дренажные, армирующие, разделительные или пригрузочные. Особое внимание уделяется толщине утепляющей прослойки, обосновываемой теплотехническим расчетом, учитывающим регион строительства и параметры самой теплоизоляции.
Сечение несущего основания подбирается с учетом суммарных весовых нагрузок и проверяется на прочность на изгиб. Особого внимания требуют конструкции с большой площадью, прогибающиеся посередине или в местах накопления снега. При существенных снеговых или других временных нагрузках они требуют дополнительного укрепления или герметизации.
Важно! Помимо суммирования толщины всех прослоек на этом этапе проверяется соответствие их характеристики ожидаемым эксплуатационным нагрузкам.
Сервисы и онлайн-калькуляторы
Большинство популярных строительных онлайн-калькуляторов (stroy-calc.ru, grandline.ru и аналоги) рассчитывают эту конструкцию как односкатную с минимальным уклоном.
Такой подход допустим при заложении облегченных пологих конструкций с балочной системой стропил, но для расчета ж/б перекрытий и пирога эксплуатируемых крыш эти сервисы подходят плохо. В то время как профессиональные программы типа ZVsoft с таким задачами справляются лучше, но в онлайн-режиме они работают редко.
Выбрать схему разуклонки, раскладки утеплителя, рулонных покрытий и крепежей помогают сервисы производителей кровельных материалов для плоских крыш. Примером служат калькуляторы Технониколь nav.tn.ru.
Из видео узнаете, как сделать расчет ветровой нагрузки на плоскую кровлю с помощью онлайн-калькулятора:
Заключение
В заключение стоит отметить, что при проектировании таких конструкций помимо сбора нагрузок и расчета габаритных размеров (в целом простого и практически исключающего ошибки) следует заранее определится со способом обустройства парапета, участков примыкания к вертикальным конструкциям и узлам водосбора.
При площади крыши более 50 м² в схему вводят дефлекторы для вывода влаги из пирога, в свою очередь нуждающиеся в выборе правильного места установки.
Устройство плоской кровли по деревянным балкам – особенности и порядок монтажа
Плоская кровля из дерева считается прекрасным современным решением оформления крыши средних или небольших зданий.
Небольшой вес и компактность такой аккуратной кровли не перегружает несущие стены построек, не давит на фундамент.
Стоимость деревянных материалов и монтажа в разы меньше, в сравнении с конструкциями из металла. Для обустройства промышленных (объемных) строений обычно используют тяжелые бетонные плиты.
Сфера применения
Популярна и востребована плоская кровля из дерева в первую очередь при строительстве загородных домов или коттеджей, а также всевозможных террас, балконов и беседок, гаражей и различных пристроек к зданиям. Такая конструкция проста в обслуживании и отличается быстрым монтажом.
Этот вариант востребован и при постройке других домов – из кирпича, бетона, блоков. В данной ситуации деревянные балки врезают в мауэрлат. Но наиболее предпочтительна плоская кровля в оформлении каркасных зданий из дерева.
Такую крышу часто выбирают с целью получения дополнительной полезной площади (даже с деревянными балками в основании). На крыше модно создавать комфортные террасы, места для летнего солярия, отдыха с чаепитием (под тендом), «разбивать» эффектные цветники.
Важно! Плоская кровля на балках (из дерева) по своей конструкции схожа с межэтажными перекрытиями, но при этом имеет превосходные защитные свойства от воздействия природных, климатических явлений (ветра, осадков, перепадов температуры).
Устройство и разновидности
Существует несколько вариантов для обустройства крыши. Среди них:
Конструкции легко собираемы и отличаются долговечностью и износостойкостью.
Каркас
Для создания каркаса плоской кровли выбирают балки с сечением 100-160 мм. Их укладывают по стандарту межэтажного перекрытия. Для работ подойдут, как элементы из нескольких составных (клееных) частей, так и пиломатериал нужного (фиксированного) размера, длины.
Монтаж плоской крыши обязательно (по умолчанию) подразумевает наличие небольшого уклона будущей кровли на 1-6 градусов. Это необходимо для того, чтобы собирающаяся вода от осадков, таяния снега, свободно стекала в сторону водостока, а не застаивалась. Профессионалы рекомендуют монтировать уклон несколькими способами:
Наиболее распространенный вариант это использование балок с уже подготовленным уклоном. Надежный способ монтажа – по верху несущей стены закрепление надежного брусового прогона (можно заменить прочными досками). Он аккуратно приподнимет весь каркас балок с одной стороны и обеспечит необходимый уклон крыши.
Есть и другой способ, когда создают короткие радиальные балки. Их тянут от сдвоенной центральной (по диагонали).
Расчет балок
Расчет количества балок для создания плоской крыши высчитывают согласно предполагаемой нагрузке. В СНиПах нет четкой инструкции по выбору сечения досок, главное, не экономить на толщине пиломатериалов.
Определенный шаг между балками также зависит от дальнейшей нагрузки на конструкцию и может составлять от 50 мм до 120-125 мм.
Нюансы опирания на стены
Каркас из балок монтируют с обязательным упором на стены, как в сборке межэтажных перекрытий. У каркасного или деревянного сооружения балки укладывают с опорой на венец (сверху) из бревен или обвязку.
При оформлении здания из кирпича или блоков, сначала создают мауэрлат (из бруса размером 150 мм на 100 мм-150 мм), фиксируют на шпильки или анкера. Далее на него крепят каркас из балок, у которых заранее делают подпилы для плотной стыковки с мауэрлатом. Фиксацию производят при помощи надежных уголков из металла и гвоздей.
Важно! Необходимо мауэрлат надежно защитить – между ним и стенами строители выкладывают слой гидроизоляции. Например, рубероид, это гарантирует износостойкость и прочность.
Кровельный пирог — монтаж и характеристики утепления
Плоская крыша популярна еще и потому, что может иметь различный состав кровельного пирога. В зависимости от типа устройства могут отличаться монтаж и характеристики утепления.
Поверх бруса
Самый простой вариант обустройства крыши – классический:
Последний слой – гидроизоляция, например, из полимерной мембраны. Он является однослойным кровельным покрытием, гарантирует долговечность и стойкость к погодным, климатическим условиям и УФ-излучению. Большая ширина рулона позволяет минимизировать количество швов у стыков.
Мембрану на кровле фиксируют с помощью крепежа или используют балласт:
Не стоит забывать о предельной нагрузке готовой кровли.
Важно! Применение одновременно ПВХ мембраны и утеплителей ЭППС приводит к разрушению первого, следует между ними укладывать слой, который их изолирует друг от друга – стекло- или гео- материалы.
В классический вариант могут быть внесены изменения, если верхний слой кровли будет из мембраны ЭПДМ или наплавляемой гидроизоляции. В этом случае между финишным слоем и утеплителем кладут фанерные листы, либо ЦСП, ОСП. Целесообразно использовать при сборке евро рубероид на клеевой основе – он подходит для холодного монтажа.
Монтаж наплавляемой кровли требует использование горелки (газовой), но она по пожарным требованиям запрещена при работах на объектах из деревянных материалов.
Межбалочное
Второй вариант сборки кровли отличается тем, что включает укладку утеплителя в межбалочные пустоты. Это особенно удобно, если в качестве гидроизоляции выбирают ЭПДМ мембрану с крепежом на клеевой основе. Пирог кровли в разрезе будет выглядеть иначе:
Последний слой это гидроизоляция. Конструкция гарантирует долговечность и стойкость к погодным воздействиям.
Внутреннее
Следующий вариант имеет свою особенность – несущую конструкцию из балок обшивают ЦСП, ОСП или фанерой, затем – кладут гидроизоляцию. Остальные слои кровельного пирога накладываются изнутри – со стороны помещения дома. Монтаж по этапам:
Инверсионная крыша
Оригинальное и нестандартное решение – долговечная инверсионная крыша. Она имеет повышенный срок эксплуатации за счет того, что гидроизоляционный слой закрывается утеплением. Разрушительное воздействие непогоды, кислорода и УФ-лучей исключается полностью. Схема монтажа пирога плоской инверсионной кровли следующая:
Данный вариант незаменим для обустройства эффектного ландшафтного дизайна на крыше.
Из видео узнаете, что такое инверсионная плоская кровля и насколько она хороша:
Финишное покрытие
Занимаясь обустройством плоской кровли по деревянным балкам, не следует забывать, что данный вариант является пожароопасным и имеет ограничение в несущей способности в сравнении с металлическими, кирпичными конструкциями. Лучшим гидроизолятором в данном варианте выступает полимерная мембрана, а горячий монтаж не для лесоматериалов.
Как правило, настил на эксплуатируемой крыше, укладывают на готовый гидроизоляционный слой. При выборе материала следует учитывать:
Для финишного покрытия плоской кровли целесообразно выбирать наиболее легкие материалы с высокими качествами прочности и долговечности.
Полезное видео
Из видео узнаете об опыте строительства плоской крыши по деревянным лагам:
Заключение
Плоская кровля по деревянным балкам не является сложной по своей конструкции. При соблюдении правильной последовательности монтажных работ, получится прочное, долговечное и аккуратное завершение здания. Такой вариант кровли не только отлично защитит от климатических, погодных воздействий, но и позволит организовать дополнительную полезную площадь в виде зоны отдыха, небольшого креативного «райского» сада.
Плоская кровля по деревянным балкам, устройство «пирога»
На одном из последних наших объектов, Заказчик строит дом по системе каркасного домостроения. Потолочные перекрытия или каркас кровли, выполнен из двутавровых деревянных балок, сверху них было смонтировано основание из ОСБ плиты толщиной 15 мм.
На это основание был положен разделительный токопроводящий материал для создания электропроводящего основания под по системе Контролит, способствующий выявлению повреждений гидроизоляции на ранней стадии, снижение эксплуатационных убытков, связанных с протечками кровли.
Данная мембрана используется на всех наших объектах зарекомендовав себя как качественная продукция, не имеющая нареканий в процессе производства монтажных работ и дальнейшей эксплуатации кровли, уже на протяжении 10 лет.
* Калькулятор расчета стоимости мембранной кровли
Смета на плоскую кровлю с разуклонкой из клиновидной теплоизоляции
Смета на плоскую крышу с уклонообразующим слоем из керамзита и стяжкой в 50 мм с армосеткой
* Разуклонка — минимальный уклон для отвода воды с кровли ⇒ не менее 1,7%
Пример на чертеже слои: 1. ПВХ мембрана Fatrafol 810, 2. Геотекстиль, 3. Стяжка, 4. Уклон керамзит, 5. Пленка, 6. Каменная вата, 7. Пароизоляция, 8. Ж/Б плита
Специализируемся на сложных кровельных системах
Каждый год проходим обучение у европейских производителей
⇒ Сделаем просчет сметы в течении суток
⇒ Проверенные и качественные материалы
⇒ Гарантия на монтажные работы от 5 лет
⇒ Бесплатный выезд на объект и консультация инженера!
Оставьте заявку на сайте
Или позвоните по телефону
Звонок по всей России бесплатный!
Плоская кровля по деревянным балкам, пирог по перекрытию крыши в доме из блоков, кирпича, каркасного или из бруса
В многоэтажных домах или при строительстве промышленных объектов основой для перекрытия плоской кровли обычно становится железобетонная плита.
Решение не подходит для частных домостроений, поскольку деревянные и каркасные стены не способны выдержать настолько большой вес.
В этом случае используют деревянные балки для перекрытия плоской крыши, что позволяет снизить нагрузку и на каркас, и на фундамент.
Главное преимущество конструкции — невысокая цена при сопоставимой функциональности.
На фото устройство плоской кровли по деревянным балкам дома из блоков
На фото устройство плоской крыши каркасной бани по деревянным балкам
В процессе подготовки важно правильно определить размеры и нагрузки. Перекрытие расстояний в 3–4 метра не требует специальных расчётов, начиная с длины в 5 метров и больше, появляются определённые сложности.
Неверная оценка параметров балки может привести к эффекту батута. В таком доме легко почувствовать, как основание «ходит», прогибается, вибрирует.
Горизонтальное перекрытие не только становится основой для крыши, но и обеспечивает дополнительную поперечную стабильность здания.
Связанная в единую систему с несущими стенами, конструкция равномерно распределяет нагрузки по всей площади.
Древесина прекрасно выполняет эту задачу и имеет следующие характеристики:
На чертеже способы крепления деревянных балок двутавр к стене в доме из газобетона
К эксплуатационным ограничениям можно отнести пожароопасность, с которой легко справиться с помощью специальных пропиток.
В работе используют следующие пиломатериалы:
С точки зрения стоимости самый приемлемый вариант — обрезные пиломатериалы.
Пирог плоской кровли по деревянным балкам с обшивкой OSB плитами:
Система ТН-КРОВЛЯ Практик предназначена для устройства плоских кровель по основанию из ориентированно-стружечных плит (OSB) в коттеджном и малоэтажном строительстве.
Балка должна перекрывать пролёт с запасом, чтобы полноценно опираться на несущие стены.
Если длины и/или ширины недостаточно, допускается сращивать отдельные модули.
Сечение определяют по величине предполагаемых нагрузок, которые делят на постоянные и временные.
К последним относят вес людей и животных, постоянные складываются из следующих факторов:
Постоянные и переменные нагрузки складываются, к сумме применяют коэффициент надёжности 1,3. Обычно используют следующее разделение перекрытий по функциональности:
Пример смонтированной стропильной системы плоской кровли каркасной бани, она с виду больше похожа на обычное межэтажные перекрытие, но конструкция имеет небольшой уклон, как раз для эффективного отвода воды.
Данная стропильная система состоит из доски 50 на 200 мм естественно поставленной на ребро.
Особенности этой крыши, у нас здесь есть пролет между внешней стеной и внутренней, ближайшая перегородка — точки опоры.
Расстояние между ними 4 метра 20 сантиметров для того, чтобы перекрыть этот пролет мы использовали в качестве стропильной ноги доску 50 на 200 мм, две штуки поставленные на ребро.
Далее на этой кровле, который имеет небольшой уклон в 5 градусов, по проекту необходимо построить по периметру небольшую стену, по сути ограждающий парапет.
В нижней точке крыши она будет возвышаться над ее уровнем на 70 сантиметров, а на противоположной стороне — по уровню.
То есть визуально со стороны, сбоку на эту баню будет виден абсолютный прямоугольник.
Верхний и нижний парапет будет на одной высоте, их линия будет, как бы параллельна горизонту.
Далее все будет обшиваться листами ЦСП толщиной в 12 миллиметров.
Укладка на стропильную систему плоской крыши диффузионной пароизоляции с креплением бруском и установкой обрешетки
Строительство каркасной бани с плоской кровлей далее рассмотрим устройство кровельного пирога.
Парапет на данной крыше придает конструкции бани чётко прямоугольную форму, то есть в современном стиле.
Для в верхней части стропильной системы высота парапета составляет 20 см а в нижней части 90 см.
Монтаж кровельного пирога: прямо на стропила мы укладываем гидроизоляцию «тайвек софт», Tyvek® Soft — паропроницаемая мембрана, диффузионная пленка для защиты утеплителя от проникновения воды.
Для того, чтобы прижать гидроизоляцию используются бруски 50 на 50 мм и именно они образуют вентилируемый зазор.
Бруски надо укладывать не доводя до края гидроизоляция для того, чтобы осуществить нахлёст следующей полосы пленки не менее 10, 15 см.
Далее в такой же последовательности стелим пленку и принижаем бруском по всей крыше.
На бруски нужно уложить обрешётку, проектировщик на объекте спланировал применить доску 50 на 100 с шагом 200 мм.
Как видно на фото на стропила уложена гидроизоляция, набита контробрешетка и сверху нее обрешётка.
Монтаж ЦСП плиты с зазором между ними в 4 мм на обрешетку и обшивка парапета
Далее приступаем к укладке следующего слоя нашего кровельного пирога — это ЦСП толщиной 12 мм.
Укладка наплавляемой кровли на ЦСП плиту с предварительной грунтовкой битумным праймером для надежного сцепления гидроизоляции, работа проводится пропановой горелкой
Для монтажа наплавляемой кровли применялся материал производства компании Технониколь, для первого слоя мы используем подкладочный слой.
Для второго — рулонный битумный материал со специальной посыпкой с защитой от ультрафиолета.
Чтобы наплавить гидроизоляцию на парапет, так как он имеет треугольную форму и имеет с одной стороны маленькую, а с другой большую высоту.
Система с двутавровой деревянной балкой с обшивкой OSB плитами и кровлей из ПВХ мембраны
Двутавровые деревянные балки применяют для сооружения стропильной системы и перекрытий.
Внешне модуль похож на рельс (именно форма делает его особо прочным). Двутавр производят из клееного бруса или древесно–стужечных плит.
Особенности изготовления и сборки:
Дом из клееного бруса с плоской кровлей — стропила двутавровые деревянные балки, на фото зеленым помечен брусок, который создает вентилируемый зазор.
Расчёт балок перекрытия:
Двутавр в каркасном доме обеспечивает дополнительную прочность конструкции.
После завершения строительства появляется ощущение, что дом построен не на каркасной основе, а из камня. Исчезают свойственные материалу «гуляния», вибрации и прогибы.
Каркасный дом, построенный полностью из двутавра, отличается по стоимости от обычной конструкции всего на 20%, при этом его прочностные и эксплуатационные характеристики возрастают в несколько раз.
Двутавровые балки позволяют вести монтаж наружной отделки непосредственно на стенки каркаса.
Использование двутавровых балок позволяет удешевить строительство, снижая нагрузку на несущие стены и фундамент.
Установка двутавра в кирпичном доме ведётся на кронштейны или с опорой на несущую стену с увеличенным до 15 см нахлёстом.
Для установки перекрытия из двутавра в доме из бруса не нужно выполнять предварительные расчёты.
Стены вырубают под балки на глубину 10–15 см непосредственно перед началом работы.
Перед установкой ниша запенивается или прокладывается утеплителем. Альтернативный вариант — установка на кронштейнах.
Если выше перекрытия планируется стропильная конструкция или каркасный этаж, двутавр крепится к верхнему брусу шурупами через нижнюю полку.
Плоская кровля из ПВХ мембраны по ОСБ на деревянных балках из двутавра
Монтаж кровельного материала из пвх мембраны на примере плоской крыши дома из клееного бруса общей площадью 200 квадратных метров.
По задумке архитектора и согласованию с заказчиком здесь, плоская кровля с уклоном в 3 градуса для того, чтобы осуществить отвод воды с поверхности крыши.
На этом объекте утепленная кровля, то есть потолок второго этажа и кровля это один пирог, и состоит из стропильной системы выполненной из деревянных двутавровых балок.
Между балками будет утепление, кроме этого будет перекрестное, чтобы исключить мостики холода будет смонтировать еще один слой по балкам снизу.