Схема стропильной системы мансардной крыши

Конструкции двухскатной мансардной крыши: стандартная, остроконечная

Проекты двухскатных мансардных крыш набирают в настоящее время все большую популярность. Причина кроется в возможности решить некоторые проблемы нехватки жилой площади, причем без вложения больших средств. И только от формы крыши зависит, в какой мере можно будет использовать мансардный этаж, и будет ли он пригоден для использования как жилое помещение.

Двухскатная мансардная крыша – это отличный вариант для получения достаточно большого пространства жилого помещения. Сразу оговоримся, что данная конструкция в производстве несколько сложнее стандартной крыши. Применение современных строительных технологий позволяет разрешить многие из проблем, связанных с возведением.

Преимущества конструкции для мансарды ↑

Обычно среди большого количества преимуществ в первую очередь отмечают:

• большую экономию стройматериалов и рабочих ресурсов,
• отсутствие необходимости в тяжелой спецтехнике, что, естественно, напрямую связано с экономией бюджета для строительства дома.

Однако часто за перечислением достоинств в технологическом плане забывают об их видимых эстетических достоинствах.

• При сохранении выверенных пропорций без каких-либо преград можно реализовать архитектуру дома традиционной формы.
• Если же убрать какие-то свесы, то в считанные секунды можно стать свидетелем рождения стильного современного эффектного дома.

Двухскатная крыша может обеспечить довольно-таки большой запас высоты для мансардного помещения – просто нужно увеличить ее высоту.

Тонкости сборки двухскатной мансардной крыши ↑

В зависимости уклона скатов бывает:

• классическая с углом наклона в 45° для домов шириной 6–8 м (очень распространена в средней полосе страны);
• остроконечная с уклоном в 60° для домов шириной от 6 м – это довольно дорогостоящий вариант;
• ломаная с двумя неравнозначными скатами с разным уклоном (как правило, 30° и 60°) чаще для домов до 6 м.

Особенности стропильной системы ↑

Стропильная система мансардной крыши из двух скатов сооружается по принципу висячих стропил. Именно они, поскольку не имеют средних опор, образуют под крышей единое пространство, без стен и опор – пустоту посредине помещения чердака. Принято систему висячих стропил называть еще беспрогонной.

Висячие стропила опираются исключительно друг на друга, образуя конек, и на наружные стены. Стропила, стремясь разъехаться в стороны, создают распор на стены, поэтому в системе обязательно наличие затяжки, которые скрепляют стропильные ноги и противоположные скаты. Затяжки-балки, расположенные у основания стропил, служат одновременно балками перекрытия. Однако в случае мансардного помещения затяжку (ригель) устанавливают выше, на высоте, достаточной для его устройства.

Если систему висячих стропил используют при пролете более 6 м, то стропильные фермы подпирают стойками или раскосами, которые устанавливают на прогоны, расположенные на перекрытии. В этом случае нижняя часть стропильной ноги имеет длину не более 4,5 м.

Чтобы было возможно использовать чердачное пространство в качестве жилого необходимо внести некоторые изменения в конструктивно-силовую схему стропильной системы двухскатной мансардной крыши, то есть в ее несущую конструкцию.

Варианты реконструкции чердаков под жилое помещение ↑

Вариант для стандартной крыши

Стропила и балки усиливают накладками, связав последние при помощи стоек. После этого к усиленным стропилам и подкосам крепят затяжки. Усилив фермы, подкосы, которые ранее играли роль несущих, выпиливают. Если стропильные фермы располагаются на чердаке с достаточно маленьким шагом, порядка 600 мм, то нагрузка с кровли передается на балки перекрытия рассредоточено. После внесения изменений произойдет перераспределение нагрузки. Благодаря такой конструкции у ферм высвобождается пространство шириной порядка 3–4 м.

В фермах каркаса такой крыши используют центральные стойки и распорки. При расположении стропильных ферм с шагом 0,5–1 м стропила и потолочную балку усиливают, удвоив их сечение. Чтобы перераспределить нагрузку кровли на балки перекрытия, на стропилах и центральной стойке по высоте потолка закрепляют затяжку и наклонные балки. Затем, удалив подпорки и нижние части стоек, освобождают пространство под будущую комнату. Будущее помещение утепляют и вырезают окна.

Как собрать мансардную крышу: основные этапы ↑

Подготовив проект мансардной крыши с точными расчетами угла наклона и стропильной системы, приступают к его поэтапному осуществлению. Непосредственно сборка начинается после установки перекрытий.

В первую очередь устанавливают блоки для перегородок, возводят наружные и фронтовые стены, после чего приступают к устройству конструкции стропил. Как правило, для них используют брусья 50 х 150 мм. Собрав их в единую конструкцию, получают деревянный каркас для будущей крыши.

Для укрепления первого и среднего прогонов, укладываются U-образные блоки, которые заполняют цементным раствором. Благодаря этому предотвращается растрескивание стен, которую может вызвать нагрузка от стропильной системы.

Стропильные конструкции укладываются ровно и аккуратно – за этим нужно обязательно проследить. Скосы фронтона с помощью ленточной пилы доводят до ровного состояния.

Далее делают обрешетку из досок, поверх которой укладывают гидроизоляцию и утеплитель, чаще всего минеральную вату или пенополистирол. Утеплитель закрепляют и покрывают еще одним слоем обрешетки. С внутренней стороны утеплитель усиливают пароизоляцией.

Внутреннюю отделку мансарды выполняют обычно из дерева. После этого начинают укладывать кровельный материал, например, черепицу .

Если под жилое помещение реконструируют чердак, тогда приходится решать и другие вопросы: устраивать лестницу , укладывать дополнительные слои звуко- и теплоизоляции, определять расположение мансардных окон и монтировать их.

Стропильная система мансарды своими руками

Мансарда является рациональным использованием площади чердачного помещения. Стропильная система мансардной крыши составляет несущий каркас стен, потолка и крыши, поэтому к ее возведению нужно отнестись серьезно.

Если стропильная система мансарды будет собираться своими руками, в первую очередь вам необходимо решить, какая схема строительства будет наиболее оптимальной. Это зависит от ее назначения: будет ли она жилой или нет. Высота колеблется от 2,5 м до 3,5 м. Стропильная система мансарды должна иметь угол наклона 30º — 60º. Не забудьте про оконные проемы на скатах кровли. Стропила мансарды должны выдерживать нагрузку от ветра, снега, собственный вес, окна и кровлю.

Материалы, выбранные под монтаж ломаной крыши, должны быть устойчивыми к перепадам температур и влажности. Самый популярный и доступный по цене материал — это дерево. Лучше всего выбирать хвойные породы: сосну, ель. Кроме того, конструкция мансардной крыши может быть собрана из клееного бруса, который обладает меньшей удельной массой. Длина прогона возможна больше обычной. Также преимущество клееного бруса в особой прочности независимо от направления волокон. В отличие от обычного деревянного бруса, здесь не нужна пропитка антисептиками от грибов и плесени и антипиренами.

Стропильная система мансарды большого дома может быть собрана из облегченных металлоконструкций. Легкие стальные тонкостенные конструкции (ЛСТК) обходятся дорого. Однако они долговечны, быстро собираются и просты в техническом обслуживании.

Виды мансардной крыши

1. Двускатная крыша образована двумя, направленными в разные стороны, скатами.
2. Ломаной мансардой называется крыша из двух ломаных скатов.
3. Вальмовая конструкция состоит из двух трапециевидных скатов, расположенных по длинным сторонам постройки, и двух треугольных скатов — по коротким.
4. Полувальмовая установка предполагает, что торцевой скат срезает только нижнюю или верхнюю часть крыши.
5. Схема купольной (конической) мансардной крыши используется при строительстве зданий круглой или многоугольной формы.
6. Сводчатое устройство крыши имеет вид дуги или параболы, подходит для прямоугольных зданий. Для хозяйственных построек используется крайне редко.

Стропильные системы ломаной мансарды

Схема стропильной системы ломанной крыши мансарды

Стропильная система мансарды включает такие виды, как наслонные и висячие стропила. Рассмотрим их на примере ломаной мансардной крыши. Наслонные стропила образованы стеной и нижним скатом крыши и представляют собой прямоугольный треугольник. Висячие стропила состоят из верхних скатов кровли и потолочной балки. По низу висячих стропил необходимо сделать затяжку (ригель), когда расстояние между двумя стенами по ширине не превышает 8 м. Она, как правило, впоследствии и послужит для подвешивания потолка. Если между стенами расстояние более 8 м, то конструкция ломаной крыши мансарды включает монтаж бабки с подкосами, то есть вертикальной стойки, на которую крепится конек.

В наслонных стропилах зачастую требуется установка подкосов к нижнему скату, так чтобы стропильная система мансардной крыши была более прочной. А стропильные ноги упираются на мауэрлат. Если свес карниза слишком сильный, мауэрлат не устанавливают. В таком случае необходимо сделать так, чтобы стропильные ноги упирались на балки. Если балка перекрытия выступает за стены, то подкосы нужны обязательно. Конструкция стропил ломаной крыши может включать схватки, которые усиливают сопротивление досок и не дают им прогнуться. Схватки соединяют наслонные стропила нижних скатов.

Стойки наслонных стропил под опорой имеют балку перекрытия, которая может быть выполнена из различных материалов. К ним относятся деревянные брусья, железобетонные плиты, металлические конструкции. Стойки врезают в балку на 1/3 ее сечения. Снять нагрузку с балок перекрытия помогут дополнительные стойки, которые нужно установить в месте, где пересекаются подкос и стропильная нога, один конец прикрепив к балке. Осуществляя монтаж нижних стропил ломаной мансардной крыши, учитывайте ветровую нагрузку и вес верхних скатов. Поэтому используйте проволочные скрутки и анкерные соединения.

Монтаж

На практике часто используется схема ломаной стропильной системы, представляющая собой скатную крышу с переменным углом наклона. Возьмем ее за образец. Скачать фото можно в интернете. Монтаж необходимо начать с установки мауэрлата. Стропильная система мансарды с двускатной крышей опирается на мауэрлат с двух сторон, в местах наклона стропил. Для мауэрлата берут прочный брус 100*150 мм, который распределяет нагрузку от стропил на стены и привязывает к ним крышу. Между брусом и верхом стены укладывается рубероид, выполняющий гидроизоляционную функцию. Сам брус крепится к стене на цемент или на шпильки. Для большей прочности шпильки размещают между стойками стропил. Отверстия нужно сверлить строго под размер шпильки. Когда устройство мауэрлата почти закончено, закрепите его гайкой и шайбой.

Схема монтажа стропильной системы: А – узел крепления стропил к мауэрлату; крепления кобылок; Б – общий вид правильно выполненных стропил; В – растяжка и подкос; Г – правильное крепление конька; Д – крепление к подкосу; Е – стропила в сборке.

В строительстве ломаной мансардной крыши широко распространена схема, в основе которой лежит П-образная конструкция ферм. Специалисты утверждают, что монтаж такой фермы легче сделать на земле, а затем поднять ее наверх. Собираете каркас в виде буквы «П» из брусьев 100*100 мм или досок 50*150 мм. Количество определяет расстояние между ними. Учитывайте, что шаг стропил составляет 0,6-2 м. Чем меньше шаг, тем большую нагрузку способна выдержать вся установка. Сначала ставите крайние фермы, по коньку выравниваете уровень и ставите остальные. Между собой фермы скрепляют ригелем, который послужит основой потолка. Стойки нужно ставить строго вертикально и в одной плоскости. Устройство фермы — оптимальный вариант для построек шириной до 6 м. Если между несущими стенами 6-12 м, то схема мансарды должна включать промежуточную опору. Верхние части ферм и стропильных ног соединяются прогоном.

Чтобы мансарда (стропильная система) была надежной и прочной, доски и брусья для нее нужно выбирать ошкуренные, высушенные, влажностью не более 18% и без сучков, которые могут дать трещины. Для стыковки и крепежа используйте уголки, скобы, накладки, металлические зубчатые пластины.

Схема для гидроизоляции: стропило — утеплитель — гидроизоляционная пленка — контррейка — кровельный материал (профилированный лист, металлочерепица, ондулин, битумная черепица). Шумоизоляция может быть сделана отдельно или через утеплитель.

Устройство обрешетки зависит от кровельного материала. Если для кровли вы выбрали мягкий материал, как, например, битумную черепицу, то обрешетку нужно делать сплошной из досок или ОСБ-плит. Если покрываете крышу шифером, профнастилом, металлочерепицей, то между досками необходимо оставлять расстояние 30-40 см. Для обрешетки подойдут обрезные доски 50*150 мм, которые крепят на саморезы по дереву. При большой поверхности крыши и малом угле наклона на нижние ряды кровли устанавливают снегозадержатели.

Мансардная крыша — устройство и конструкция

Когда люди начинают строить дом, они редко задумываются о том, что состав семьи в скором времени может изменится. Что же делать, если необходимо дополнительное жилое пространство, а расширить жилище за счет пристроек невозможно по причине малой площади земельного участка? Конструкция мансардной крыши решает проблему недостатка в площади, ее можно монтировать на только отстраиваемый дом или сделать реконструкцию уже существующей крыши.

Разновидности мансардных крыш

В группу мансардных крыш включает все виды кровли, под скатами которых можно обустроить жилое помещение. По строительным нормам мансарду от чердака отличает высота потолка, пригодная для проживания людей и наличие естественного освещения. Для монтажа мансарды подходят следующие разновидности крыш:

Двускатная. Классическая крыша дома, состоящая из двух скатов. Чтобы эффективно использовать площадь мансарды, элементы стропильной системы смещают ближе к стенам. Из-за крутизны скатов, высота боковин делает их непригодными для жизни, зато в том месте удобно располагать полки и шкафы для хранения. Угол наклона скатных плоскостей крыши дома для обустройства мансарды должен быть достаточно крутым, эта мера ведет к увеличению массы конструкции и удорожанию строительства.

Дома с крышей любого типа можно оборудовать мансардой, однако работать с шатровой, односкатной и асимметричной сложнее и дороже, лучше отказаться от этих вариантов в пользу более рациональных – двухскатной или ломанной кровли.

Типы мансардных помещений

Отапливаемое мансардное помещение – реальная альтернатива второму жилому этажу деревянного или кирпичного дома. Дело в том, что увеличение этажности сооружения связано со значительными затратами на капитальный фундамент и сооружение лестницы. Разные конфигурации мансарды используют в зависимости от располагаемой площади и нужд домовладельца:

• Одноуровневая. Под ломанными или прямыми скатами двускатной крыши располагают только одно жилое помещение. Сооружение мансарды такого типа не сопряжено с увеличением веса кровли, поэтому он подходит для строящихся и реконструирующихся построек. Выполнить расчет и построить чертеж одноуровневой мансарды может даже мастер без опыта. По строительным нормам высота потолков в жилом помещении должна быть 2,5 м и более.
• Одноуровневая с выносной консолью. Устройство мансардной крыши консольного типа размещают под асимметричной крышей. Чтобы увеличить площадь жилого помещения, его часть выносят на пределы периметра сооружения. Выступающую часть мансарды, опирающуюся на столбы, приспосабливают под навес или гараж. Крыша дома с консолями асимметрична, основную часть дома покрывает двухскатная крыша, а консоль – односкатная «заплатка». Консольный вид мансарды возводят, чтобы установить вертикальные окна для естественного освещения. Однако, создать проект и чертежи такой сложности под силу профессиональным архитекторам, а сложная схема стропильной системы не подходит для самостоятельного монтажа.
• Двухуровневая. Если высота крыши превышает 5 м, то в мансардном помещении можно обустроить две комнаты, расположенные на разных уровнях и соединенных лестницей. Такой тип мансарды не надстраивают на уже существующие дома. Двухуровневые помещения планируют на этапе проектирования, учитывают, создавая чертежи фундамента. Схема взаимного расположения стропильной системы специально разрабатывается для сложной, асимметричной геометрии скатов крыши. Второй уровень мансарды опирается на колонны, поэтому надежность конструкции напрямую зависит от правильности расчетов и профессионализма архитектора.

Дизайнеры могут создать из консольных и двухуровневых мансард настоящие шедевры, используя преимущества панорамного освещения, оборудовать оранжерею, детскую или спальню, наполненную свежим воздухом и светом, однако, для самостоятельного монтажа больше подходит простая одноуровневая конструкция.

Преимущества мансарды

Домовладельцы стараются использовать каждую возможности рационализировать расходы при строительстве, поэтому не упускают возможность задействовать пространство под крышей дома. Этот вариант увеличения полезной площади дома имеет следующие преимущества:

1. Минимальная цена 1 кв. м жилого пространства. За счет того, что оборудование мансарды не связно с увеличением затрат на возведение фундамента, стоимость каждого метра в доме обходится дешевле, чем при строительстве двухэтажных сооружений.
2. Рационализация расходов на отопление. Воздушный карман между полом и потолком мансарды, не дает теплу, сгенерированному отопительными приборами, выходить через крышу. Воздух плохо передает тепло, поэтому в первом этаже сооружения будет теплее, что ведет к экономии энергоресурсов.
3. Законченный облик. Оборудование мансарды делает облик дома завершенным и гармоничным, позволяет оборудовать балкон, навес или гараж.
4. Быстрота возведения. Во время строительства мансарды в жилом доме, ну обязательно прекращать эксплуатацию первого этажа. Скорость монтажа позволяет завершить работы по оборудованию мансарды в течение недели.
5. Минимальные затраты. Опытные строители утверждают, что нет способа дешевле заполучить несколько квадратных метров.

Чтобы оборудовать мансардное помещение длина торцевой стена постройки должна превышать 4,5 м, а площадь дома более 7 кв. м, рекомендуемая пропорция высоты к площади – ½.

Естественное освещение мансарды

Наличие естественного освещения – обязательное условие, которое необходимо выполнять, чтобы мансардное помещение считалось жилым по строительным нормам. Есть два пути его организации.

• Установка вертикальных окон. Это самый простой и доступный выход из положения. Окна вертикального типа устанавливают на фронтоны, поэтому для шатровой и односкатной крыши такой способ не подходит. Оптимальная схема размещения окон – на высоте 1,2 м от пола, это позволяет максимально использовать естественный свет в течении светлого времени суток.
• Установка панорамных окон. Панорамные окна тоже относятся к вертикальному типу, их отличает большая площадь светопрозрачной конструкции. Их монтаж используют, чтобы открыть обзор на живописные окрестности. Так как панорамное окно заменяет собой значительную часть фронтона, его рама должна быть специально усилена, чтобы выдержать вес кровли. Стоимость панорамных окон панорамных окон в разы превосходит цену обычных вертикальных.

Выбирая окна для мансарды, учитывайте, что оно должно гармонировать с материалом кровли, общая площадь окон не может превышать треть поверхности скатов, а размер светопрозрачной конструкции напрямую зависит от угла наклона.

Оборудование вентиляции

Если вы собираетесь утеплять и отапливать мансарду, ее необходимо оборудовать принудительной вентиляционной системой. Холодное подкровельное пространство проветривается самостоятельно с помощью слуховых окон. В качественно утепленной мансарде естественная циркуляция воздуха затрудняется, отчего становится душно, сыро и некомфортно. Чтобы таких проблем не возникало, необходим монтаж:

1. Конькового аэратора. Это устройство, устанавливаемое вдоль конькового соединения. Через его систему отверстий нагретый воздух выходит наружу. Конструкция конькового аэратора не дает насекомым и влаге проникнуть под крышу.

Работающая система принудительного вентилирования заставить воздух циркулировать с помощью конвекции – свойства теплого воздуха подниматься наверх, освобождая место для прохладного, забираемого с улицы. Это увеличит срок эксплуатацию стропильной системы, кровельного материала, защитит от плесени и сырости, а также создаст приятный микроклимат в мансарде.

Существуют готовые чертежи мансардных крыш типового размера доступные для монтажа своими руками, если вы неопытный строитель, то надежнее всего будет остановится именно на таких вариантах.

Видео-инструкция

Оборудование стропильной системы мансардной крыши: чертежи

Чердачное помещение, оборудованное под мансарду, является одним из вариантов увеличения полезной площади дома. Крыша такого помещения должна быть прочной, а ее стропильная система выдерживать большие нагрузки.

Разновидности конструкций крыши, преимущества и недостатки

При строительстве мансарды используется стропильная система, которая отличается формой и типом конструкции. Кровля может быть:

1. Двухскатная. Самый простой способ монтажа конструкции – симметричная щипцовая крыша.

Она имеет фронтальный вид в форме треугольника. Если ширина дома не превышает 6 метров, то угол наклона в такой крыше может быть в пределах 45 градусов. При ширине дома более 6 метров угол должен быть увеличен до 60 градусов.

Преимуществом такой мансардной крыши является легкость и быстрота монтажа, надежность конструкции и ее возможность выносить значительные нагрузки.

Недостатком является маленькое пространство внутри помещения, что не позволяет спроектировать большую мансарду

Установка стропильной системы двускатной крыши https://www.youtube.com/watch?v=3ykQjiMMUbA

1. Трехскатная и четырехскатная. Имеет еще другое название – несимметричная, имеющая скаты разного наклона и длины.

Преимуществом такой кровли является красивый дизайн и оригинальность.

Недостатком служит то, что такая крыша стоит намного дороже и имеет сложную форму, которая требует скрупулезного расчета.

1. Ломаная двускатная. Скаты такой мансардной конструкции имеют две части, расположенные под разными углами наклона.

Преимуществом ломаной кровли является то, что в этом варианте можно использовать чердачное помещение под мансарду с максимальной отдачей. Кроме этого, стропильная система ломаной мансардной крыши является наиболее экономичной.

1. Полувальмовая. Один из видов двускатной кровли. Характерностью является два ската (вальма) над фронтальной частью кровли.
2. Вальмовая. Представляет собой трапециевидные скаты с обеих сторон длинной крыши и треугольные скаты с обеих сторон короткой.

Преимуществом полувальмовой и вальмовой крыш является то, что они, благодаря отсутствию фронтонов, способны нести значительные нагрузки. Они имеют низкую парусность. Стропильная система таких крыш дает возможность монтировать свес значительных габаритов, который будет служить защитой от атмосферных явлений. Конструкция таких крыш более прочная.

Недостатком является сложность при монтаже. Вальмы уменьшают общее пространство мансарды. Вальмовые и полувальмовые крыши требуют наличия окон, которым надо уделить особое внимание еще на этапе проектирования. Окна, расположенные в самом скате, проще в изготовлении и монтаже, но должны быть закрыты при атмосферных осадках. Вертикальные оконные проемы намного удобнее, но их оборудование и монтаж намного сложнее.

Проектирование стропильной системы для вальмовой крыши

Материал для стропильной системы

Материалы, которые используют для изготовления несущих элементов конструкции, должны быть прочны, выдерживать перепады температур, иметь небольшой удельный вес и обладать стойкостью к влаге. Наиболее приемлемым материалом является древесина. Под изготовление конструкции выбирают хвойные породы с высокой прочностью и минимально поддающиеся гниению. Такими могут быть лиственница, сосна или ель. Готовый брус необходимо обработать антисептиком и огнеупорным материалом. Также, стропильная система крыши может быть изготовлена из клееного бруса, но это повлечет увеличение длины прогона.

Стропильная система может изготавливаться из легких металлических конструкций. Такой вариант крыши легко монтируется, прост в эксплуатации и уходе, но стоит значительно дороже.

Основные элементы стропильной системы

Основой, на которую монтируют внутреннюю и внешнюю обшивку чердачного помещения, является стропильная конструкция. Часто встречаются случаи, когда внутреннее пространство между кровлей и обшивкой служит для прокладки разного рода коммуникаций.

Конструкция состоит из следующих частей:

1. Стропила. Являются одним из главных элементов каркаса всей конструкции. От их формы и количества зависит угол наклона ската, схема, устойчивость и прочность конструкции.
2. Прогоны. Предназначены для соединения стропил.
3. Мауэрлат. На него монтируются стропила. Выполняет функции фундамента для всей мансардной конструкции, равномерно распределяя нагрузку на здание по всему своему периметру.
4. Обрешетка. Обшивочный материал, монтируемый на стропила, на который крепится кровля. Кроме этого, увеличивает жесткость всей конструкции.
5. Конек. Место верхнего крепления скатов мансардной кровли.
6. Опорная стойка, подкос. Распорные элементы, которые укрепляют стропила.
7. Лежень. Брус между фронтальной стеной и перекрытием. Монтируется параллельно коньку. Служит основой для крепления подкосов и стоек. Придает прочности и устойчивости стропилам.
8. Затяжка. Крепежная деталь, предназначенная для фиксации стропил.
9. Кобылки. Кусок бруса, который удлиняет стропилы, чтобы сделать свес крыш необходимой длины.
10. Свес крыш. Нижняя часть кровли, которая выходит за стены. Предназначена для предохранения стен и фундамента от воздействия атмосферных осадков.

Ломаная мансардная конструкция и ее расчет

Мансарда с ломаной крышей является наиболее используемой, так как площадь под кровлей можно использовать с максимальной пользой. Эталонной считается схема, в разрезе которой находятся элементарные фигуры: прямоугольник – по центру, равносторонний треугольник – вверху, два прямоугольных треугольника по бокам. Чертежи такой конструкции просты в расчетах. Общая схема и отдельные чертежи перед началом расчетов наносят на бумагу.

Ломаная крыша рассчитывается по элементам:

• расчет угла, под которым будет установлена кровля;
• определение размеров коньковых и боковых стропил, а так же элементов для их усиления;
• вычисление размеров обрешетки;
• расчет площадей скатов;
• определение массы материалов, необходимых для кровли;
• вычисление нагрузки и массы утеплителя;
• установление необходимой дистанции между стропилами.

Важно!Угол, под которым устанавливается кровля, должен находится в пределах 30 градусов в ее верхней части и 60 градусов – для боковых стропил.

Длина боковых стропил вычисляется по формуле. Имеем исходные данные: 0.5 м – карниз крыши, 2.5 м – высота опоры, 60 градусов – угол наклона. Применяем формулу вычисления гипотенузы прямоугольного треугольника.

L = карниз + высота / cosinus 60 = 0.5 + 2.5 / 0.5 = 5.5 метра.

Длина для коньковых стропил вычисляется по формуле для равностороннего треугольника. Допустим, что основание или же затяжка составляет 4 метра, углы А у основания соответствуют углу наклона коньковых стропил, что составляет 30 градусов, в вершине треугольника угол развала составляет 120 градусов.

L = затяжка / 2cosinus А = 4 / 2х0.86 = 2.3 метра.

Для монтажа ломаной мансардной конструкции выбираются минимально допустимые размеры сечения для стропил: 50 х 100 мм. Для определения веса стропильного материала выбирают среднюю величину плотности дерева при влажности 18 процентов. Это составит 0.5 тонны на куб.м.

Плотность и шаг обрешетки зависит от материала кровли. Для мягкой кровли монтируется фанерная обрешетка по всей поверхности стропил. Для полужесткой и жесткой кровли больших размеров ставится уплотненная или редкая обрешетка. Под полужесткую кровлю большого размера необходимо стелить сплошной слой обрешетки. В основном, обрешетка монтируется через каждые 25-35 см. Ширина доски около 25 см.

Для расчета площади, конструкция делится на геометрические фигуры. Их площади считаются отдельно каждая, потом все данные суммируются. Для ломаной мансардной конструкции площадь делится на 4 части: 2 боковые, 2 коньковые. Вычисляют площадь каждой, увеличивают в 2 раза и потом все складывают.

Вычисление веса кровли является обязательным элементом. Примерный вес 1 кв.м. кровли может составлять: шифер – от 11 до 14 кг, мягкая черепица – от 9 до 16 кг, оцинкованная жесть – от 3 до 6 кг, керамочерепица – от 50 до 70 кг.

Средняя нагрузка для ломаной кровли должна составлять не менее 200 кг на метр погонный. Это обеспечит сдерживание снеговой нагрузки и ветра на всю конструкцию. Кроме этого, существуют коэффициенты поправки, которые зависят от наклона конструкции: до 25 градусов коэффициент равен 1, от 25 до 60 градусов – 1.025, от 60 градусов и выше – отсутствует.

Дистанция между стропилами устанавливается разной, в зависимости от покрытия кровли. Если стропилы изготовлены с сечением 50х150 мм, то примерный шаг между ними может составлять:

• для керамочерепицы, шифера, ондулина – 80 см;
• для металлочерепицы – 60 см;
• для профнастила – 90 см.

Стропильная система мансардной крыши: как выкроить жизненное пространство

Как говорил герой одного нашумевшего романа, людей портит квартирный вопрос. Что поделать, жить где-то надо, и если не получается расти вширь, можно пойти по пути уплотнения и использовать для жилья самые неожиданные помещения. Именно такой поиск привел строителей прошлого к изобретению мансардной крыши — т. е. крыши, внутреннее помещение которой приспособлено для жилья. За много лет развития и совершенствования такое решение стало вполне приемлемым и довольно популярным способом организации жизненного пространства. Стропильная система мансардной крыши претерпела множество превращений и в конце концов предоставила выбор наиболее рациональных вариантов конструкции, при которых достигаются удобные формы комнаты одновременно с надежной и долговечной крышей.

Содержание

Видео-советы эксперта по строительству мансарды ↑

Немного теории ↑

Чтобы говорить на одном языке, стоит вспомнить основные понятия и термины, которыми мы будем оперировать при описании кровельных конструкций. Итак, крыша состоит из 2-х основных систем — силовой и ограждающей. К силовой системе относится мауэрлат и стропильная конструкция, к ограждающей — кровельный пирог, паро-, гидро- и теплоизоляция. Эта статья посвящена именно силовой конструкции, поэтому о кровельных материалах речь идти не будет. Теперь по порядку.

Мауэрлат ↑

Мауэрлат используется при строительстве кирпичных, бетонных и каркасных зданий для привязки кровли к несущим стенам и распределения нагрузки стропил по периметру стен конструкции.

На крышу действуют весьма значительные силы за счет ее парусности. Поэтому, чтобы удержать конструкцию кровли на месте при сильном боковом ветре, мауэрлат должен выдерживать колоссальные нагрузки, стремящиеся оторвать и сдвинуть всю систему со стеновой коробки.

Повышенная устойчивость достигается за счет особых способов крепления мауэрлата к стенам здания. Самое капитальное решение — это сооружение армированного пояса на верхнем ряду кладки стен дома. Для этого на стенах делается опалубка, в которую закладывается металлоконструкция и заливается бетон. В заранее определенных точках в сырой бетон вставляются шпильки с резьбой на конце (можно их приварить к арматуре), к которым будет крепиться мауэрлат. Шпильки должны находиться между стропилами, чтобы не сосредотачивать прорезы и отверстия в балке на близком расстоянии.

Также можно закладывать шпильки при строительстве стен в кладку. Или можно вместо шпилек использовать стальную проволоку, продетую под два – три ряда кладки и свободными концами выведенную наверх для привязки мауэрлатной балки.

Чаще всего мауэрлат делают сплошным, полностью покрывающим всю длину боковых стен дома. Иногда он состоит из отдельных подкладок под стропила, но при таком раскладе нагрузка распределяется неравномерно.

Стропила ↑

Стропила — это основные несущие элементы кровли, на которые набивается обрешетка и стелется кровельное покрытие. Стропила для мансарды чаще всего делают составными или ломанными. Это наиболее рациональный и простой вариант организации пространства, при котором достигается большая высота комнаты при той же площади.

Стропила двухскатной крыши (а мы будем говорить о двухскатной ломаной крыше) бывают висячими и наслонными.

Висячие стропила опираются на боковые несущие стены по нижним краям и друг на друга по верхним, в результате на стропильную доску действует сила сжатия и изгибающее усилие. Для усиления висячих стропил чаще всего используют ригеля, установленные посередине или в верхней части стропил. Такая конструкция целесообразна, если расстояние между стенами-опорами не превышает 6 – 6,5 метров.

Наслонные стропила опираются нижним концом на боковые стены, а верхним — на коньковый прогон, который, в свою очередь, посредством бабки опирается на промежуточную опору (чаще всего это несущая стена-перегородка). Такая конструкция может покрывать расстояние до 10 метров, а с дополнительными прогонами и стойками — до 16 метров.

Виды крыш ↑

Крыши, в зависимости от формы, конструкции и вида стропильной системы, делятся на несколько видов:

• плоские;
• односкатные (крыша состоит из одной плоскости, расположенной под углом к одной из стен);
• двухскатные (крыша состоит из двух прямоугольных плоскостей, расположенных под углом к более длинным стенам и образующим треугольные торцы) ;
• вальмовые и полувальмовые (крыша имеет четыре ската, два из которых — трапециевидные, два других — треугольные, иногда треугольные скаты разбивают на два ската — трапецию снизу и треугольник сверху — это полувальмовая крыша);
• ендовые или многощипцовые (сложная крыша на многоугольном строении с множеством внутренних и внешних углов, эркеров, окон и т. д.);
• конические или купольные (крыши на круглых зданиях или зданиях в виде вписанных многоугольников);
• шатровые (крыша представляет собой четырехскатную пирамиду из равнобедренных треугольников);
• мансардная крыша (подвид двухскатной крыши, когда фронтоны образованы из трапеции и треугольника, основание которого — верхняя сторона трапеции, или проще говоря, двухскатная крыша с ломаными скатами).

Мы будем рассматривать ломаную двухскатную крышу и ее стропильную систему.

Мансарда с двухскатной ломаной крышей: особенности стропильной системы ↑

Как видно на рисунке, боковые стропила состоят из двух балок, расположенных под разным углом наклона. Нижние стропила наклонены круче верхних или, как их часто называют, коньковых. Место, где соединяются коньковые и нижние стропила — это один из основных крепежных узлов системы, так как в нем сходятся стропила, средний прогон, стойки нижних стропил и затяжка коньковых стропил.

Нижние стропила являются наслонными, так как опираются на мауэрлат (в случае выпущенной балки перекрытия, как на первом рисунке, нижние стропила опираются на нее) и средний прогон, который через стойки передает нагрузку на потолочную балку или нижнюю затяжку.

Коньковые стропила могут быть и наслонными, и висячими. Если расстояние между стойками нижних стропил не превышает 6 метров, то достаточно будет висячих, если превышает — верхние стропила опирают на коньковый прогон, который через вертикальную стойку (бабку) опирается на нижнюю затяжку коньковых стропил, которая в этом случае делается толще и массивнее.

Нижние стропила также опирают на стойки среднего прогона подкосами, которые добавляют жесткости всей стропильной системе. Нередко к подкосам добавляют горизонтальные схватки, соединяющие нижние стропила и стойки средних прогонов для большей жесткости. Также, в случае опоры нижних стропил на балку перекрытия, последнюю можно разгрузить, поставив стойки между нижними стропилами и точкой, где балка соприкасается со стеной.

Конструкция стропильной системы мансардной крыши может состоять из различных материалов:

1. Дерево — массив или клееный брус.
2. Черный металл — стальные швеллера и двутавры.
3. Облегченный металлический профиль из оцинкованной стали.
4. Железобетонные конструкции.

Часто используют комбинации, когда несущие фермы выполняют из черного проката, а вспомогательные элементы — из облегченного профиля. Также часто используют облегченный профиль и дерево, так как черный металлопрокат весьма массивен и для частных дачных домов не подходит, да в нем, собственно, и нет надобности. ЖБИ для строительства небольших домов в нынешнее время не используются.

Наиболее популярным стало использование т.н. ЛСТК или легких стальных тонкостенных конструкций. Это покрытые антикоррозийным слоем стальные детали, которые собираются с помощью болтов и заклепок в самые разнообразные конструкции. Они весьма прочны, выносливы и долговечны, работать с ними проще и быстрее. Кроме того, их можно в любой момент разобрать и переделать, заменить любую деталь или перестроить всю крышу.

Также популярно стало использование дерева и металлических зубчатых пластин. Крепление с помощью этих соединений не требует выполнять в деталях сложные пропилы и пазы, достаточно собрать одну ферму с точностью до миллиметра, а остальные просто вырезать по ней, как по шаблону. Для работы достаточно иметь ножовку и 32-х тонный переносной домкрат.

Монтаж стропильной системы шаг за шагом ↑

Когда расчет стропильной системы мансардной крыши выполнен, чертеж готов, материал закуплен и доставлен — можно приступать к монтажным работам. Сразу следует оговориться: работа по сооружению стропильной системы не только сложная, требующая определенного опыта, навыка и знаний, но она еще и опасная, так как происходит на высоте, причем иногда даже смертельной. Если вы сомневаетесь в своих силах, никогда в подобной работе участия не принимали или боитесь высоты — лучше наймите профессионалов, вы сэкономите свое время, средства на испорченные материалы, а может даже и здоровье.

Итак, монтаж силовой системы мансардной крыши начинается с изготовления типовых деталей согласно чертежу. Из досок и брусьев нужной величины выпиливаются детали той формы, которая требуется по проекту системы. Так как детали повторяются, следует с особой тщательностью выпилить по одной типовой детали каждого вида, подогнать их с точностью до миллиметра к расчетным величинам, и далее по ним изготавливать дубли, как по шаблону.

После этого из типовых деталей собирают фермы. Если в распоряжении строителей отсутствует подъемная техника, то можно собирать только основной элемент, например, прямоугольник из стоек и затяжки коньковых стропил. Затем на установленные прямоугольники монтируются средние прогоны (их у нас два), на которые можно устанавливать нижние стропила. Или же можно начать с установки среднего прогона на крайние стойки, затем добавить остальные стойки (и второй прогон по той же схеме), далее нижние стропила, а верхние изготовить в виде треугольных ферм из коньковых стропил и их нижней затяжки.

После установки нижних и коньковых стропил следует усилить конструкцию подкосами, затяжками, стойками и другими вспомогательными деталями. Часто набивают на стропила дополнительные упоры, которые не дают съезжать им вниз, упираясь в прогон или мауэрлат, также упоры набивают на затяжки и стойки.

Когда установлена вся стропильная система, приступают к набиванию обрешетки. Для мягкой кровли используют сплошную обрешетку из OSB или ДСП, для шифера и ондулина можно использовать планку с контробрешеткой, ячейка не должна превышать 50×50 см. Также обрешетка из планки подойдет для черепицы.

Не стоит забывать, что утеплитель должен лежать так, чтобы несущие конструкции были либо полностью в тепле, либо полностью в холоде, иначе они создадут мост холода, что приведет к накоплению конденсата и промоканию конструкций.

Также следует серьезно отнестись к гидро- и пароизоляции утеплителя, так как накопленная им влага выйдет очень не скоро. Тем более, после сооружения крыши начнутся отделочные работы, которые высвободят огромную массу воды в виде пара, который может впитать плохо укрытый паробарьером утеплитель.

Видео-проекты домов с мансардным этажом ↑

Чтобы избежать множества сложностей и недоделок, которые впоследствии способны будут испортить интерьер дома, лишить вас покоя, а ваших близких — уюта, доверяйте сооружение кровли только профессионалам. Это весьма специфическая работа, экономить на которой не следует!