Чтобы крыша не ехала…

Угол наклона тоже выбирался из соображений экономии и рационального использования материалов. Ход рассуждений был таким: длина пролёта балки чердачного перекрытия (половина внутренней ширины второго этажа) составляет 4250 мм, ближайший разумный размер пиломатериалов для стропил равен 5,5 м (4,5 и 5 всё–таки маловаты: крыша будет уж чересчур покатой). Стропила такой длины, при высоте конькового прогона над мауэрлатом 2,15 м, образуют угол 27° (уклон 1:1,98 или 50,5%). Кстати, мне потребовалось некоторое время, чтобы самому разобраться с уклонами, поэтому я составил краткую памятку по терминам и их значениям для «товарищей по несчастью».

Вы повторили мои вычисления и не получили те же результаты с теми же исходными данными? Они и не могли получиться! Даже если пользоваться удобной таблицей перевода различных способов выражения уклона (пропорции, проценты, градусы), то для указанных размеров получается совсем другая величина — примерно 15,9° (1:3,4 или 28,7%). Но ошибки в моих расчётах нет: просто из 5,5 м общей длины стропила 580 мм предназначены для бокового свеса и 160 мм — для монтажного припуска на коньковом прогоне (не являются эффективной рабочей составляющей стропил), таким образом длина стропильной балки между опорами (мауэрлатом и коньковым прогоном) составит 4760 мм, а для этой величины справедлива величина уклона 1,976744186046511627906976744186.

В отношении экономии можно, конечно, поспорить: на стропильной системе сэкономил, зато кровельных материалов потребуется больше. В своём первоначальном проектировочном порыве я назначил длину стропила 5,2 м, но очень мне не понравился общий вид — ранил мои эстетические чувства (тогда уж в пору делать плоскую крышу). Впрочем, разница составила 5,4%, так что «неприятность эту мы переживём».

Теперь незаметно подкрадываемся к расчётам стропильной системы. Для вычислений потребуется знание величин нагрузок, которые действуют на крышу:

• снеговая нагрузка,
• ветровая нагрузка,
• вес кровельного материала,
• собственный вес стропильной системы.

Киев (и, соответственно, область) находится во II снеговом районе и расчётная величина снеговой нагрузки на горизонтальную поверхность составляет 180 кгс/м². С учётом проектного угла наклона крыши (27°) окончательное значение снеговой нагрузки составляет 126 кгс/м² (поправочный коэффициент 0,7).

Что касается нашего ветрового района (тоже II) , то для него нормативное значение ветровой нагрузки принимается равным 30 кгс/м²

Итого, суммарная климатическая нагрузка составляет 156 кгс/м²

Выбор кровельного материала для покрытия крыши зависит от двух основных факторов: веса (у меня должен быть лёгкий дом) и цены (я строю экономичный дом). Неплохо, если кровельный материал окажется долговечным (реже придётся ремонтировать), прочным (кто ж не хочет крепкую крышу).

	масса (кг/м²)	цена (грн/м²)	долговечность (лет)
Керамическая черепица	>40	160–500	100
Полимерпесчаная черепица	20	70–80	50
Безасбестовый шифер	14–22	54–57	50
Битумная черепица	8–11	80–130	30
Профнастил	5–11	40–70	10
Металлочерепица	5–7	53–65	10
Еврошифер (ондулин, нулин, гутта ондура)	3–4	32	20

По весу несомненным лидером (в смысле малой массы) является ондура (еврошифер нового поколения), привлекательно выглядит и металлочерепица, но она требует более серьёзных мероприятий по звуко– и теплоизоляции, подвержена коррозии, непроста в установке (опасность повреждения наружного покрытия). Профнастил может рассматриваться для покрытия кровли хозяйственных построек и, фактически, не отличается от металлочерепицы по своим эксплуатационным свойствам.

Следующая в числе нетяжёлых — битумная черепица, но лёгкость её мнимая: этот вид кровельного материла требует весьма основательной жёсткой и ровной подложки (например, из ОСП), что добавляет не только веса, но и стоимости (а она и без того немаленькая).

Ещё глаз цепляется за EcoDach — безасбестовый (волокнистоцементный, с содержанием цемента более 90%) шифер, который производится в Ивано–Франковске по европейской технологии. Название говорит само за себя: эко — про экологию, дах — по–украински «крыша». Тяжеловат он, правда, и несколько дороже еврошифера… Зато ветру, может быть, будет труднее сорвать его.

В общем, приму–ка я для расчёта значение 22 кгс/м² — даже если решусь потом на еврошифер, то запас не помешает.

Последний компонент нагрузки — собственный вес стропильной системы. Здесь придётся действовать последовательными приближениями: на данный момент размеры балок не определены (их только предстоит подобрать). Начнём с 80×200×5500 — такого же сечения балки применялись для цокольного перекрытия дома. Весит такая балка 43 кг, то есть при расстоянии между стропилами в 0,47 м на одном метре окажутся две балки (62 кг) и на один квадратный метр придётся максимум 15 кг. Кроме того, поверх стропил (под шифером) будет установлена обрешётка из доски–дюймовки, а это ещё 9 кг на квадратный метр; итого — 67 кгс/м².


Используя собранные исходные данные, я засунул их в простенькую расчётную программульку Стропила 1.0.1. Результат получен отрицательный: однопролётная балка (одна опора на мауэрлате, вторая — на коньковом прогоне) не обеспечивает прочности по прогибу. И это при расстоянии между стропилами всего 470 мм!

Решение пришло при установке дополнительной опоры посредине стропила: балка 50×150×5500 при расстоянии между балками 950 мм обеспечивает 9,3% запаса по прочности и 15% запаса по прогибу. Получилось то, что изображено на правой картинке. Осталось посчитать вес конструкции:

• стропила 50×150×5000: 28 штук, 577 кг,
• мауэрлаты и коньковый прогон 100×150×12050: 3 шт, 290 кг,
• распорки (срединные опоры стропил) 50×150×2500: 20 шт, 206кг,
• центральные внутренние стойки 100×150×2200: 10 шт, 180 кг,
• центральные фронтальные стойки 150×150×2200: 2 шт, 50 кг,
• стойки фронтальных стен чердака 50×150×18700: 2 шт, 150 кг,
• обрешётка 25×120×12000: 64 шт, 1260 кг,
• волокнистроцементный шифер 5,5×12×22: 2 ската, 3300 кг (с учётом 13% запаса на перехлёст листов),
• рубероид 5,5×12×2: 2 ската, 290 кг (с учётом 10% запаса на перекрытие слоёв) — подкладочный слой под шифер (на обрешётку) для гидроизоляции, дополнительной ветроизоляции и для возможного ограждения теплоизоляции на случай, если изначально холодную крышу вдруг потребуется утеплить. Мимоходом узнал много интересного и полезного о рубероидах (евро и неевро) на сайте одного из украинских производителей.

Суммарный вес крыши — 6300 кг. С учётом маловероятной (но полностью неисключаемой) теплоизоляции межстропильных пространств и зашивки их лёгонькими материалами, расчётный вес всей крыши принимается равным 8 тонн. Кстати, если использовать ондуру (еврошифер) вместо ЭкоДаха, но крыша окажется легче на 2 тонны (25%) — «информация к размышлению», как говаривал Ефим Копелян, когда Штирлиц хитро помалкивал.

Но это всё не окончательно: дополнительный расчёт (и проверку моей концепции) произведёт исполнитель работ (по крайней мере, я очень на это надеюсь).