Проектирование крыши и стропильной системы

Компания «Домостроительные технологии» выполняет проектирование крыш частных домов в Москве и Московской области. Разрабатываем конструктивное решение крыши, рассчитываем стропильную систему и нагрузки, определяем основные узлы и увязываем несущую конструкцию с кровельным покрытием, утеплением, водоотведением и архитектурой здания.

Проект крыши начинается не с выбора цвета металлочерепицы и не с назначения стандартного сечения стропил. Сначала определяются форма, пролёты, опоры и расчётная схема, затем нагрузки и несущие элементы. После этого подбираются кровельная система и конструктивные узлы.

Что получает заказчик

• анализ архитектурного решения дома;
• расчётную схему крыши;
• определение снеговых, ветровых и других применимых нагрузок;
• расчёт основных элементов стропильной системы;
• схемы расположения стропил, прогонов, стоек, подкосов и других элементов, если они предусмотрены конструкцией;
• основные конструктивные узлы и соединения в составе проекта;
• решение по уклонам крыши;
• увязку конструкции с выбранным кровельным покрытием;
• решения по утеплению, пароизоляции и вентиляционному зазору для утеплённых крыш;
• увязку водоотведения, проходок и других элементов кровельной системы;
• возможность последующего монтажа крыши силами ДСТ.

Крыша и кровля — не одно и то же

В бытовой речи слова «крыша» и «кровля» часто используют как синонимы, но для проектирования полезно их разделять.

Крыша — это система в целом: несущие конструкции, кровельные слои, утепление при его наличии, водоотведение и другие элементы. Кровля выполняет прежде всего защитную функцию и является верхней частью этой системы.

Поэтому проектирование кровельного покрытия без расчёта несущей конструкции не заменяет проект крыши.

Какие исходные данные нужны для проектирования

Проектировщику необходим архитектурный проект или достаточный комплект исходных данных по зданию. Крыша передаёт нагрузки на стены, колонны, балки и другие несущие конструкции, поэтому её нельзя рассчитывать изолированно от дома.

Для начала работы нужны:

• планы и размеры здания;
• расположение несущих стен, колонн и других опор;
• пролёты;
• архитектурная форма крыши;
• наличие мансарды или холодного чердака;
• предполагаемое кровельное покрытие;
• район строительства;
• расположение дымоходов, вентиляционных выходов и других проходок;
• дополнительные нагрузки и оборудование, если они предусмотрены.

Если проект дома ещё не разработан, правильнее сначала выполнить проектирование дома и сформировать общую конструктивную схему здания.

Как выбирается форма крыши

Односкатная, двускатная, вальмовая, многощипцовая или плоская крыша — это не только архитектурный выбор. Форма влияет на пролёты, количество узлов, снеговые мешки, организацию водоотведения, расход материалов и сложность строительства.

Чем сложнее геометрия, тем важнее заранее проработать ендовы, коньки, примыкания и места пересечения отдельных скатов.

Архитектура крыши должна соответствовать дому, но техническое решение одновременно должно обеспечивать понятную передачу нагрузок на несущие конструкции здания.

Сначала расчётная схема — затем сечения стропил

Нельзя назначать стропила только по распространённой таблице «сечение — шаг — пролёт». Сначала инженер определяет расчётную схему: где находятся опоры, какие пролёты перекрываются и каким образом нагрузки передаются от крыши на стены и фундамент.

В зависимости от конструкции в систему могут входить стропильные ноги, коньковые и промежуточные прогоны, балки, стойки, подкосы, затяжки и другие элементы.

После формирования схемы выполняется расчёт элементов и соединений по прочности, устойчивости и допустимым деформациям.

Какие нагрузки учитываются

Стропильная система воспринимает не только снег. При расчёте учитывается собственный вес несущей конструкции, кровельного покрытия и других постоянных элементов, а также снеговые, ветровые и иные применимые к конкретной конструкции воздействия.

Расчётные значения определяются для района строительства и конкретной формы здания. Простое утверждение «для Московской области берём одну снеговую нагрузку» недостаточно: на распределение снега могут влиять форма крыши, перепады высот и примыкания.

Проектирование деревянной стропильной системы

Для деревянной крыши определяются не только длина, шаг и сечение стропил. Проектировщик должен проверить всю систему и передачу усилий между её элементами.

В проекте учитываются:

• пролёты и расположение опор;
• сечения несущих элементов;
• шаг стропил;
• прогоны, стойки, подкосы и затяжки при их наличии;
• опирание на стены и балки;
• узлы соединения;
• пространственная жёсткость системы;
• допустимые прогибы и деформации.

Для домов из древесины дополнительно необходимо учитывать особенности работы коробки здания и узлов сопряжения крыши со стенами.

Как выбирается кровельное покрытие

Металлочерепица, фальцевая кровля, гибкая, натуральная или композитная черепица отличаются массой, требованиями к основанию, допустимым уклонам и технологией монтажа.

Поэтому покрытие необходимо выбирать совместно с конструкцией крыши. Минимальный допустимый уклон и требования к основанию принимаются по действующей нормативной документации и техническим требованиям конкретной кровельной системы.

Нельзя автоматически заменить один кровельный материал другим без проверки проекта: изменение массы покрытия или требований к основанию может повлиять на конструкцию.

Тёплая крыша или холодный чердак

Конструкция кровельного пирога зависит от того, где проходит тепловой контур дома.

Если под скатами находится отапливаемая мансарда, утепление обычно располагается в конструкции крыши. В доме с холодным чердаком тепловой контур может проходить по чердачному перекрытию, а сами скаты остаются неутеплёнными.

Поэтому утверждение, что любая скатная или плоская крыша имеет одинаковый набор слоёв, технически неправильно.

Пароизоляция и вентиляция кровли

Для утеплённой конструкции важно не только подобрать толщину теплоизоляции. Необходимо обеспечить непрерывность пароизоляционного контура со стороны помещения и правильно организовать удаление влаги из конструкции.

В скатных кровлях конструкция может предусматривать вентиляционный зазор между диффузионной мембраной и кровельным покрытием. Его геометрия и направление движения воздуха должны быть согласованы с карнизами, коньками, ендовами и другими узлами.

Ошибки в этих зонах могут привести к увлажнению деревянных элементов и утеплителя даже при отсутствии прямой протечки покрытия.

Водоотведение проектируется вместе с крышей

Вода с крыши должна быть не просто выведена за край покрытия, а организованно отведена от здания.

При проектировании учитываются карнизные свесы, желоба и водосточные трубы при наружном водоотводе, а для соответствующих плоских систем — водоприёмные элементы и уклоны.

Расположение водостока желательно согласовывать с фасадом, входами, террасами и дальнейшим отводом воды от фундамента.

Снегозадержатели, проходки и другие элементы

Дымоход, вентиляционный выход, мансардное окно, снегозадержатель или другое оборудование нельзя рассматривать как случайное дополнение после монтажа покрытия.

Проходки требуют правильно сформированных узлов примыкания. Крепление снегозадерживающих систем должно передавать нагрузку на соответствующие элементы основания, поэтому места их установки желательно предусматривать до выполнения обрешётки и кровельного покрытия.

Проектирование плоской кровли

Плоская кровля также требует расчётной конструкции и организованного отвода воды. На её поверхности формируются необходимые уклоны к водоприёмным элементам, а состав кровельного пирога зависит от типа основания, теплоизоляции, гидроизоляционной системы и режима эксплуатации.

Если кровля предполагается эксплуатируемой, необходимо дополнительно учитывать нагрузки от людей, настилов, оборудования и других предусмотренных проектом элементов.

Утверждение, что плоскую крышу «не может сорвать ветром, потому что крыши как будто нет», неправильно. Ветровые воздействия учитываются и для плоских кровель.

Этапы проектирования крыши

1. Получение исходных данных. Изучаем архитектуру здания, пролёты, опоры, назначение подкровельного пространства и район строительства.
2. Формирование геометрии. Уточняем форму крыши, отметки, уклоны и основные архитектурные решения.
3. Расчётная схема. Определяем опоры и принцип передачи нагрузок на конструкции дома.
4. Определение нагрузок. Учитываем собственный вес, снеговые, ветровые и другие необходимые воздействия.
5. Расчёт несущих конструкций. Определяем сечения и расположение основных элементов и проверяем их работу.
6. Разработка узлов. Прорабатываем опирания, соединения и другие необходимые конструктивные детали.
7. Кровельная система. Увязываем конструкцию с покрытием, утеплением, мембранами, обрешёткой и вентиляционным зазором.
8. Дополнительные элементы. Учитываем водостоки, проходки, снегозадержание и другие предусмотренные проектом системы.
9. Передача документации. Заказчик получает комплект конструктивной документации в составе, определённом договором.

По каким нормативам проектируется крыша

Расчёт нагрузок выполняется с учётом СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия». Для деревянных несущих конструкций применяется СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции».

Требования к кровельным системам, уклонам, покрытиям и основным конструктивным решениям принимаются с учётом СП 17.13330.2017 «Кровли».

Для утеплённых конструкций дополнительно учитывается СП 50.13330.2024 «Тепловая защита зданий».

При проектировании используются действующие редакции нормативных документов с актуальными изменениями на дату разработки проекта.

Сколько стоит проектирование крыши

Актуальная базовая стоимость конструктивного решения крыши указана в блоке «Сколько стоит?» на этой странице.

На итоговую цену влияют площадь и геометрия крыши, количество скатов и перепадов высот, величина пролётов, сложность несущей схемы, наличие мансарды, ендов, слуховых или мансардных окон, проходок и других конструктивных элементов.

Простая двускатная крыша и многощипцовая конструкция одинаковой площади требуют разного объёма расчётов и рабочих чертежей.

Проектирование и монтаж крыши в одной компании

ДСТ занимается не только проектированием, но и устройством крыш частных домов. Это позволяет проектировщикам учитывать реальную технологию сборки, доступные сечения пиломатериала, кровельные системы и особенности монтажа узлов.

Если строительство выполняет ДСТ, проект можно использовать как основу для расчёта материалов и дальнейших кровельных работ.

В нашем материале о проектировании крыши частного дома подробнее разобраны расчётная схема, стропильная система и устройство кровельного пирога.

Что нужно для предварительного расчёта

Для оценки стоимости пришлите архитектурный проект дома или планы с размерами, укажите район строительства, предполагаемую форму крыши, наличие мансарды и желаемое кровельное покрытие.

После анализа исходных данных можно определить необходимый состав конструктивного проекта и стоимость работы.