45 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство стропильной системы мансардной крыши

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.

Читать еще:  Вывод печной трубы через крышу

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!

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.

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.
Читать еще:  Как заменить крышу деревянного дома своими руками

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.

Устройство и монтаж стропил для мансарды своими руками

Времена однотипных серых домов остались далеко в прошлом. Сегодня каждый пытается сделать свой дом необычным и оригинальным. Отмечается и возвращение в строительную моду таких декоративных элементов, как эркеры, карнизы, мезонины, а также возведение разнотипных мансард, которые придают дому оригинальность. Так например, продумано сконструированная стропильная система мансардной крыши создает возможность при минимальных затратах значительно расширить полезную площадь дома.

Как соорудить ее правильно и качественно — об этом в нашей статье.

Разновидности стропильных систем

Основа мансардной крыши — ее каркас. Он бывает нескольких видов, которые отличаются формой и типом:

  • двускатная стропильная система — самая простая конструкция крыши, состоящая из двух разнонаправленных скатов;
  • трехскатная и четырехскатная системы;
  • вальмовая и полувальмовая. Вальмовая крыша имеет четыре ската, два из которых имеют форму треугольников, и два — трапециевидную;
  • ломанная — разновидность двускатной кровли более усложненной формы.

Конфигурация крыши подбирается в зависимости от архитектурных особенностей дома, а также желаемой площади мансардного пространства. Наиболее распространенной является двухскатная стропильная система. Она способна выдерживать большие нагрузки, простая и надежная, но создает маленькое чердачное помещение.

Остальные виды стропильных систем позволяют значительно увеличить пространство под крышей, а также представляют более широкие возможности для реализации дизайна мансардного этажа.

Совет: если вам необходимо существенно увеличить площадь дома за счет мансарды — выбирайте многоскатные крыши.

Ломаная конструкция стропильной системы мансардной крыши сложна в исполнении, но придает оригинальности дому

Строение стропильной системы мансардной крыши

Костяк мансарды — ее каркас. Именно на него монтируется кровля, теплоизоляционный пирог, внутренняя обшивка, в нем прокладывают различные инженерные системы и коммуникации.

Чтобы в процессе эксплуатации стропильная система мансардной крыши могла выдержать большие нагрузки, в ней особым образом комбинируются основные элементы и составные узлы. Делается это для того, чтобы распределить нагрузку на несущие стены дома.

Основными элементами стропильных конструкций мансардных крыш являются:

  • мауэрлат;
  • непосредственно стропила (висячие и наслонные);
  • боковые и коньковые прогоны;
  • связующие элементы (распорки, подкосы, диагональные связи).

Мансарда, стропильная система

Прочность системы зависит от ее элементов, надежности соединительных узлов. Самые распространенные типы соединения деталей:

  • при помощи шурупов;
  • с использованием болтов;
  • шпунтовое — когда одна детали имеет паз, а другая гребень, который в этот паз вставляется;
  • сварное.

Выбор того или иного типа соединения зависит от предполагаемых нагрузок, характеристик используемого материала и технических особенностей конструкции.

Расчет стропильной системы мансардной крыши с разным количеством скатов

Определившись с дизайном мансардного помещения, приступают к монтажу каркаса крыши. При этом основные ее элементы и узлы определяются формулой расчета, которая поможет подобрать профиль, длину и сечение элементов системы, шаг их расположения, способы соединение деталей. Учитывая особенности чердачной крыши, часть помещения будет иметь низкий потолок.

Совет: в местах, где потолок мансарды находится слишком низком, можно расположить ниши для хранения вещей, различные модульные шкафчики, стеллажи.

Стропильная система крыши: составление проекта

Сначала определяются с выбором схемы каркаса мансардной крыши. В строительстве стропила делят на наслонные и висячие. Наслонные опираются на стены дома, и устанавливаются в зданиях, где расстояние между стенами не превышает значение 6,5 м, а висячие — монтируют на затяжку и мауэрлат. Если ширина пролетов большая, стропильную систему необходимо усилить дополнительными связями.

Разные схемы-проекты стропильной системы мансардной крыши, их отличия

Для расчета предполагаемых нагрузок существуют специальные формулы.

Для определения снеговой нагрузки воспользуетесь формулой: S=Sg*µ.
В которой:
S — нагрузка снеговая,
Sg — вес покрова снега на 1 м 2 площади (данный показатель можно найти в СНИП — разделе «Стропильные системы»),
µ —коэффициент, зависящий от угла наклона кровли (он составляет 1,0 — для плоских крыш с наклонным углом в 25 градусов, и 0,7 — для крыш с наклоном от 25 до 60 градусов).
Для расчета ветровой нагрузки применяется следующая формула:
W = Wo*k
В которой:
Wo — норма ветровой нагрузки, определяющаяся по таблице СНИП индивидуально для каждого района страны,
k — коэффициент, который определяет колебание ветровой нагрузки в зависимости от высоты дома и типа местности его расположения.

Внимание: для крыши с крутыми склонами снеговые нагрузки учитывать не обязательно.

Высота дома А-открытые местности (степь, побережье) Б – местности с препятствиями (города, леса)
0,75 0,85
10м 1 0,65
20м 1,25 0,85

Для расчета других элементов мансардной крыши и сечения стропил можно воспользоваться специальным онлайн-калькулятором. Необходимо указать кровельный материал, материал изготовления чердачных перекрытий, а программа выдаст расчет обрешетки, угол сечения и расстояние между стропилами мансардной крыши.

Онлайн-программа для расчета

Материалы для изготовления стропильной системы

Чаще всего каркас для мансардной крыши сооружают из дерева. При этом следует подбирать прочную древесину, способную противостоять перепаду температур и гниению. Подойдет для этих целей материал первого сорта хвойных пород и лиственница.

Совет: для защиты стропильной системы, древесину следует обработать специальным антисептическим и огнезащитным составом.

Пропитка стропил мансардной крыши антисептиком

Если на крышу предполагаются большие нагрузки, то могут применяться металлические стропила мансардных крыш. Они могут опираться на деревянные балки, или всю конструкцию полностью изготовляют из металла.

Стропильная конструкция мансардной крыши состоит из ферм. А стропила для мансарды (ноги) выступают составляющими элементами каждой фермы. Количество ферм определяется длиной фасада и шагом их установки.

Ферма — металлическая стропильная система мансардной крыши, фото

Металлическая конструкция крыши крепкая и долговечная, но имеет она и недостатки, связанные с доставкой и монтажом, а также ее высокой стоимостью.

Технология строительства каркаса двускатной крыши мансарды

Устройство стропильной системы мансардной крыши подбирается в зависимости от типа кровли, а также от разработанного проекта чердака. Самым простым вариантом является двускатная крыша.

Основными элементами стропильной системы двускатной мансардной крыши являются:

  • детали линейного типа (колонны, балки, стержневые системы);
  • элементы плоскостные (панели, плиты, настилы);
  • пространственные части (своды, оболочки, объемные элементы).
Читать еще:  Обрешетка крыши под металлочерепицу

Благодаря применению современных стройматериалов и методик, монтаж каркаса под кровлю можно выполнить самостоятельно. Рабочий процесс по установке стропил мансардной крыши по-другому называют стропиловкой.

Вместо подробного чертежа достаточно нарисовать упрощенный эскиз каркаса крыши, где будут указаны все параметры, необходимые для установки и сборки стропил.

Совет: древесину перед началом всех работ следует высушить.

Сначала производится разметка и монтаж мауэрлата. Он фиксируется к стенам постройки.

Перед укладкой мауэрлата под ним прокладывается гидроизоляция

Дальше производится крепление конькового бруса и монтаж стропильных ног. Устанавливаются они, как правило, с шагом в 70 см. Для ровности делаются пометки карандашом на мауэрлате.

Монтаж деревянного каркаса

На конце стропильные ноги надрезают для того, чтобы устойчиво закрепить их на мауэрлате. Для крепления могут применяться гвозди, скобы, уголки.

Фиксация бруса к мауэрлату

В месте верхнего стыка стропил их концы также подрезают под углом. Далее выполняется их затяжка. Для этого используются небольшие доски, которые соединяются со стропилами при помощи гаек, гвоздей, шпилек. При необходимости устанавливаются подкосы и распорки.

Произведение затяжки на коньке

Далее поверху стропильных ног натягивается пароизоляционная пленка и устанавливается обрешетка.

Хорошее пособие о стропильной системе мансардной крыши — видео:

Мансарда может быть построена из современных качественных материалов, иметь красивую необычную форму, но если стропильная система возведена неправильно — все работы будут сведены на нет. Поэтому так важно знать принцип устройства стропильной системы крыши, правильно осуществить расчет ее основных элементов, чтобы соорудить качественную мансардную конструкцию.

Мансардная крыша: устройство и монтаж стропильной системы

Устройство стропильной системы мансардной крыши изобрел в 1630 году знаменитый французский архитектор Франсуа Мансар. Множество инноваций и технических решений, предложенных им, используются по сегодняшний день, как наиболее оптимальные варианты при строительстве жилых чердачных апартаментов. Франсуа Мансар ввел моду на большие окна и высокие потолки на чердаке, что значительно улучшило комфорт и удобство проживающих там людей. В честь этого выдающегося архитектора жилые чердачные помещения именуют мансардой.

Типы мансардных крыш

Одним из главных конструктивных элементов мансарды является стропильная система, которая предназначена для создания жесткости всей конструкции кровли. Конструкция стропильной системы мансардной крыши может быть двух видов:

  • наслонного типа, где опорой для балок служат наружные стены здания;
  • висячего типа, где все элементы стропильной системы увязываются в ферму и общий каркас, который впоследствии устанавливается на крайние опоры.

Схема стропильной системы мансардной крыши определяет, какой вид крыши будет использоваться. В зависимости от этого типы мансардных крыш классифицируют следующим образом:

  1. Односкатная кровля с наклоном плоскости, которая опирается на стены различной высоты.
  2. Двускатная кровля, конструкция которой имеет две плоскости, расходящиеся в разные стороны под определенным углом.
  3. Ломаная крыша, являющаяся разновидностью двухскатной кровли, и состоит из двух плоскостей с ломаной поверхностью.
  4. Полувальмовая и вальмовая крыши – разновидности четырехскатной кровли.
  5. Шатровая конструкция крыши (коническая, купольная, пирамидальная).
  6. Сводчатый тип кровли с параболическими или круглыми очертаниями.

В нашей стране наиболее популярной является мансарда двухскатной крыши, что определило архитектуру некоторых городов и поселков. Угол наклона двухскатной системы определяется в зависимости от следующих факторов:

  • геометрический размер здания;
  • вид кровельных материалов;
  • рельеф окружающей местности;
  • климатические и погодные условия.

Важно знать, что для получения большего количества полезной жилой площади мансарды, рекомендуют выполнять меньший угол наклона стропил.

Методика расчета стропильной системы

Грамотный и точный расчет стропильной системы мансардной крыши позволяет получить надежную и крепкую конструкцию с длительным сроком службы. В данном расчете учитываются такие данные как: собственный вес мансардной конструкции и внешние факторы нагрузок (ветровые и снег). По этой причине в разных районах страны устройство стропильной системы мансардной крыши может быть совершенно разным.

Расчет системы стропил наслонного типа немного проще, чем висячего, но зачастую строители могут использовать комбинированные типы конструкций.

Следует помнить, что сложные расчеты лучше доверить профессиональным проектировщикам, которые имеют необходимую квалификацию и опыт по выполнению подобных расчетов.

При расчете стропильной системы от собственного веса кровли, используют сложные арифметические формулы и различные коэффициенты. В результате математической обработки должна получиться нагрузка, выраженная в килограммах на 1м 2 стропильной системы. Величина среднего значения нагрузки на стропильную систему в жилых домах составляет порядка 50 кг/м 2 . Расчет от погодных и климатических условий учитывает нагрузки от снежной массы и ветровых нагрузок.

Очень важно запомнить, что в районах с повышенным уровнем осадков или порывами ветра, стропильная система двускатной мансардной крыши содержит спаренные стропила и сплошную обрешетку, что позволяет избежать возможных деформаций.

Основные этапы строительства мансардной крыши

Конструкция стропильной системы предполагает наличие следующих элементов:

  • мауэрлаты;
  • стропильные ноги;
  • коньковый брус;
  • наклонные подкосы;
  • вертикальные стойки.

Для увеличения надежности всей конструкции и придания ей большей жесткости между стропил закрепляют ригеля, подбалочники, подкосы, стойки. Для обустройства основания под кровельные материалы монтируют обрешетку сплошного или разреженного типа.

Монтаж стропильной системы мансардной крыши двухскатного типа выполняется в несколько этапов:

  1. Монтаж верхнего бруса, который должен иметь сечение 10×10 или 15×15 сантиметров. Его крепят при помощи специальных гвоздей, металлических скоб или саморезов к стойкам. При этом первый по счету брус будет одновременно нести функцию подстропильной рамы.
  2. Установка мауэрлата, который служит основным конструктивным элементом и воспринимает все нагрузки от массы кровли и климатического воздействия. Для монтажа мауэрлата используют доски толщиной от 5 сантиметров и брус с минимальным сечением 5×10 сантиметров. При укладке доски, под ней прокладывают слой гидроизоляции, чтобы влага не проходила к элементам мауэрлата. Крепление доски к стенам осуществляют с помощью скоб и гвоздей, кроме этого мауэрлат дополнительно привязывают к стенам толстой металлической проволокой, которую предварительно вмуровывают в стены на этапе кладки.
  3. Монтаж стропильных ног выполняют с шагом 0.6 – 2 м одна от другой.
  4. В первую очередь производят монтаж крайних к фронтону стропил. Затем протягивают уровень, по которому производят установку следующих элементов.
  5. После установки выполняют соединение стропил между собой в верхней части смонтированного каркаса.
  6. Установка коньковой балки, которая необходима при длине кровли более семи метров. При длине крыши менее семи метров, данный конструктивный элемент не является обязательным.
  7. После проведения данных работ укладывают обрешетку, утеплитель, гидробарьер, кровельные материалы.

Стропильная система мансардной двухскатной крыши выполняется с соблюдением следующих правил:

  • стропила и другие конструктивные элементы мансарды должны выполняться из балок с минимальным сечением 10×10 сантиметров; брус должен быть самого высокого качества и содержать не более трех изъянов на 1 погонный метр;
  • при креплении мансардной конструкции используют металлические скобы, специальные гвозди и обвязку из проволоки;
  • для мансардной крыши используют деревянные элементы с влажностью не более 15%;
  • все деревянные конструктивные элементы должны подвергаться обработке антисептическими препаратами и веществами, которые предохраняют от преждевременного гниения;
  • оптимальным вариантом для использования в строительстве мансарды, являются хвойные породы деревьев, которые наименее подвержены влиянию влаги;
  • для использования в качестве вертикальных стоек применяют деревянный брус с геометрическими размерами 10×10 сантиметров; для их установки используют отвес, который поможет установить их в строго вертикальной плоскости; эти стойки будут основой для будущих стен мансарды, которые впоследствии оббиваются фанерой, гипсокартоном или другим материалом;
  • особое внимание следует обратить при закладывании окон, потому что после установки стропил их размер будет уже очень сложно изменить.

Особенности строительства мансардной крыши ломаного типа

Для увеличения жилой площади и объема мансарды используют конструкцию ломаной крыши (разновидность двухскатной), которая позволяет значительно улучшить комфорт проживания людей на мансарде. Стропильная система мансардной ломаной крыши рассчитывается по тем же правилам, что и двухскатная крыша. Основные этапы строительства подобных конструкций полностью соответствуют технологии монтажа двухскатной крыши. Но, стоит обратить внимание на следующие правила при их возведении:

  1. Доски для крепления стропильных ног должны утепляться по всей их длине. Это значительно уменьшит тепловые потери и создаст отменные условия для проживания людей.
  2. Шаг и сечение стропильных ног должны выполняться в строгом соответствии с расчетными данными, которые учитывают все возможные воздействия и запас прочности.
  3. Следует учитывать, что теплоизоляция будет способствовать выпадению конденсата на границе раздела теплой и холодной среды, поэтому применение пароизоляции является обязательным.
  4. В качестве теплоизоляции следует использовать исключительно натуральные материалы, которые не оказывают на человека отрицательного воздействия и являются пожаробезопасными.

Особенности строительства мансардных этажей

Стропильная система мансардных этажей должна обеспечивать максимальную степень надежности, которая ей позволит выдержать нагрузку кровельного «пирога» с одной стороны и быть максимально легкой, чтобы облегчить нагрузку на стены здания. В связи с этим основным материалом при строительстве мансардных этажей является древесина, которая оптимально соответствует этим параметрам. В качестве кровельных материалов в этом случае используют:

  • металлочерепица;
  • керамическая черепица;
  • ондулин.

Они позволяют получить достаточно надежное покрытие, которое имеет отменные эксплуатационные характеристики. Основные этапы строительства и методика расчета мансардных этажей аналогична двухскатным крышам, с оговоркой на то, что мансардный этаж должен иметь наиболее высокую степень теплоизоляции, чем какое-либо другое жилое помещение. Соответственно с этими правилами выполняют качественную гидроизоляцию, тепловую изоляцию и пароизоляцию мансарды, что позволит получить комфортное и удобное помещение для проживания людей.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector