Стропила мансардной крыши

Стропила мансардной крыши

Типы мансардных крыш

Система стропил для кровель бывает двух видов:

  • наслонной – в этом случае балки опираются на несущие стены дома;
  • висячей – все элементы стропильной конструкции соединяют в ферму и общий каркас и монтируют на крайние опоры.

Тип возводимой мансардной крыши зависит от схемы устройства системы стропил:

  1. Односкатная наклонная. Кровля имеет плоскость, которая опирается на стены, имеющие разную высоту.
  2. Двускатная. Представляет собой кровлю с двумя плоскостями, расходящимися в стороны под определенной величиной угла.
  3. Ломанная. Является разновидностью двускатных крыш. Состоит из плоскостей, имеющих ломанную поверхность.
  4. Полувальмовая и вальмовая. У этих кровель четыре ската.
  5. Шатровая. Такая кровля может быть конической, пирамидальной, купольной.
  6. Сводчатая. Имеет параболические или округлые очертания.

Чаще всего можно встретить двускатный вариант мансардной крыши. Этот факт стал определяющим для архитектуры многих отечественных городов и поселков.

Когда возводится стропильная система двухскатной мансардной крыши — чертежи для нее составляют с учетом определенных данных, среди которых:

  • геометрические параметры строения;
  • вид кровельного материала;
  • климатические и погодные нагрузки;
  • рельеф участка и окружающей местности.

При разработке проекта следует помнить, что при необходимости иметь большую полезную мансардную площадь, угол наклона стропил нужно делать меньше.

Порядок расчета стропил

Грамотно и точно сделанный расчет стропильной системы мансардной крыши позволит соорудить прочную и надежную конструкцию, способную прослужить много лет.

При проведении вычислений учитывают:

  • вес элементов мансардного помещения;
  • ветровые и снеговые нагрузки.

Поскольку данные показатели в разных климатических зонах разнятся, устройство стропильной системы крыш с мансардой может значительно отличаться. Методика расчета стропил при создании наслонных конструкций проще, чем висячих. В некоторых случаях кровельщики используют комбинированные варианты обустройства каркаса.

Когда предстоит строительство мансарды — чертежи стропил и сложные расчеты желательно доверить профессионалам с большим опытом подобной работы. Дело в том, что при выполнении вычислений используют математические формулы и разные коэффициенты.

Благодаря расчету веса кровли узнают величину нагрузки, которую выражают в килограммах на один «квадрат» стропильной конструкции. Обычно среднее значение данного параметра для жилых строений составляет около 50 кг/м².

Расчеты ветровых и снеговых нагрузок в регионах с неблагоприятными климатическими условиями указывают на то, что стропильные системы двускатных мансардных крыш нужно делать со спаренными стропилами и сплошной обрешеткой – они позволят избежать деформаций каркаса.

Этапы обустройства мансардной крыши

Стропильная система состоит из таких элементов:

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

С целью увеличения надежности каркаса кровли и придания ему необходимой жесткости между стропилами устанавливают подкосы, ригеля, стойки, подбалочники. Основание под настил кровельного покрытия делают разреженным или сплошным.

Монтаж стропильной системы мансардной двухскатной крыши – поэтапный процесс:

  1. Устанавливают верхний брус, имеющий сечение 10х10 или 15х15 сантиметров. Для его фиксации к стойкам задействуют металлические скобы, особые гвозди или саморезы. При этом на первый брус возлагается функция подстропильной рамы.
  2. Укладывают мауэрлат, являющийся одним из главных конструктивных элементов — на него оказываются немалые нагрузки за счет веса кровли и воздействия осадков и ветра. Для этого используют доски толщиной не менее 5 сантиметров или брус, наименьшее сечение которого составляет 5×10 сантиметров. Перед укладкой досок под ними обустраивают гидроизоляционный слой, чтобы влажный воздух не проникал в мауэрлат. Их фиксируют на стенах скобами и гвоздями. Дополнительно мауэрлат привязывают к несущим стенам при помощи толстой металлической проволоки, предварительно вмурованной в стены во время их возведения.
  3. Устанавливают стропильные ноги, соблюдая промежуток между ними, равный 60 –200 сантиметров.
  4. Прежде всего, монтируют крайние к фронтону стропила мансардной крыши. Потом при помощи уровня осуществляют установку других элементов конструкции.
  5. В верхней части каркаса соединяют между собой стропила.
  6. Монтируют коньковую балку – она требуется для кровли, длина которой превышает семь метров. Если данный параметр у крыши меньше, то этот элемент для стропильной системы не обязателен.
  7. Затем приступают к строительству обрешетки, укладке утеплителя и гидробарьера, а затем кровельного материала.

Как сделать стропильную систему правильно

До того, как сделать стропильную систему мансардной крыши, следует ознакомиться с рядом правил:

  1. Стропила и прочие элементы чердачного жилого помещения нужно делать из балок, минимальное сечение которых составляет 10х10 сантиметров. Брус выбирают высококачественный, содержащий на один погонный метр не больше 3-х недостатков.
  2. Осуществляя крепление каркаса мансарды, задействуют специальные гвозди, металлические скобы и обвязку из проволоки.
  3. Влажность деревянных элементов для сооружения крыши с мансардой не должна превышать 15%.
  4. Все пиломатериалы нужно подвергать обработке препаратами и составами с антисептическим эффектом, предохраняющими от гниения.
  5. При строительстве кровли с мансардой оптимальным выбором считается хвойная древесина, менее подверженная воздействию влажного воздуха.
  6. Для вертикальных стоек используют деревянный брус сечением 10×10 сантиметров. Их устанавливают в строго вертикальной плоскости при помощи отвеса. Эти стойки являются основой стен будущей мансарды. Их затем обшивают листами фанеры, гипсокартоном или другим отделочным материалом.
  7. До того, как крепить стропила мансардной крыши, необходимо уделить внимание закладке окон, поскольку потом изменить что-либо будет достаточно сложно.

Устройство ломаной крыши мансарды по чертежам

Ломаная крыша является разновидностью двускатной. Ее используют при необходимости увеличения объема и жилой площади мансардного помещения. Владельцы дома задумываются над тем, как сделать ломаную мансардную крышу, когда хотят создать условия для более комфортного проживания на чердаке.

Стропильную систему для такой кровли рассчитывают по той же методике, что и для двухскатной. Основные этапы их строительства также аналогичны.

Но при возведении ломаной крыши придерживаются следующих правил:

  1. Доски, предназначенные для фиксации стропильных ног, утепляют по всей длине. Благодаря такой мере значительно уменьшаются потери тепла, тем самым создавая более благоприятную атмосферу в помещении.
  2. Сечение стропильных ног и шаг их монтажа, когда создается мансардная крыша с дополнительным скатом, должны соответствовать расчетным данным, учитывающим возможные воздействия и содержащим запас прочности.
  3. Поскольку устройство теплоизоляции приведет к появлению конденсата в месте соприкосновения холодной среды и теплой, применять пароизоляцию следует в обязательном порядке.
  4. Для создания теплоизоляции, нужно применять натуральные материалы, которые пожаробезопасны и экологически безвредны.

Особенности обустройства мансардного этажа

Установку стропил мансарды нужно выполнять так, чтобы каркас обеспечивал максимальную надежность, позволяющую выдержать вес кровельного пирога. Одновременно стропильная система должна быть легкой, чтобы снизить нагрузку на несущие стены строений.

По этой причине основным материалом для строительства мансардных этажей на сегодня по-прежнему является древесина, соответствующая этим требованиям. Для покрытия крыш в этом случае используют керамическую или металлическую черепицу, ондулин. Эти кровельные материалы позволяют создать надежное покрытие с отличными эксплуатационными характеристиками.

При обустройстве мансардного этажа нужно помнить, что в нем следует обеспечить более высокую степень теплоизоляции по сравнению с другими жилыми помещениями. Одновременно с этим необходимо качественно выполнить гидро- и пароизоляцию.

Достоинства мансардной крыши
Последовательность строительства ломаной крыши
Проектирование
Вычисления для чертежей стропил
Укладка мауэрлата мансарды своими руками
Монтаж стропильной системы
Укладка гидроизоляции и кровельного материала на кровлю

Позволить себе просторный двухэтажный дом может далеко не каждый человек, однако, расширить жилое пространство хочется многим. Идеальным выходом из ситуации будет строительство мансардной крыши. Такая конструкция не только позволит сэкономить средства на стройматериалы, но и обеспечит наличие дополнительного жилого помещения в доме оптимальным микроклиматом. О том, как соорудить ломаную мансардную крышу своими руками мы подробно расскажем в данном материале.

Ошибочно считать, что мансарды годятся лишь для использования в летнее время. На самом деле, в этом помещении даже зимой сохраняется комфортная для проживания температура. Достигается такой эффект за счет того, что мансарда играет роль «воздушной подушки», которая задерживает тепло внутри здания.

Хотя процесс сооружения крыши мансардного типа не является достаточно простым, все же человеку, который имеет навыки строительства двускатных кровель, такая работа вполне под силу. Достаточно лишь пригласить к себе в помощь двоих подсобников и серьезно отнестись к этапу проектирования.

Последовательность строительства ломаной крыши

Чтобы строительство мансардных крыш своими руками было успешным, необходимо пройти ряд обязательных этапов. Тщательное внимание к каждому участку работ позволит получить качественный результат. Рассмотрим подробнее каждый из них.

Проектирование

Первым делом на стадии проектирования необходимо составить своими руками чертежи ломаной мансардной крыши, чтобы наглядно видеть размещение элементов конструкции в различных проекциях. Габариты будущей мансарды и крыши определяются исходной длиной и шириной здания.

Сначала следует вычислить геометрические параметры скатов:

  • Определение высоты конька необходимо, поскольку она напрямую влияет на высоту потолков. При этом стоит учесть, что расстояние между потолком и коньком должно составлять порядка 1,5 м.
  • Расположение потолочных перекрытий. Оптимальной считается высота в районе 2-2,2 м.
  • Вычисление угла наклона в верхней части ската. Для этого на чертежах отмечают линию потолка, а от конькового прогона в обе стороны чертят две прямые до пересечения с ней. Далее угол замеряют обычно транспортиром, а полученное значение фиксируют на чертеже. Как правило, его значение достигает 20-30 градусов.
  • Расчет угла нижнего отрезка скатов. Наметив линию карниза в нижней части кровли, от нее на чертеже откладывают длину свеса (40-50 см), а затем соединяют эту точку с окончанием верхнего ската. Замеры также выполняются транспортиром. Как правило, этот угол равен 50-60 градусам.
  • В конце проводят линии стен мансарды, а затем вычисляют ее размеры и площадь.

Чтобы не допустить ошибок в процессе составления чертежа, нужно предельно точно замерить исходные параметры и правильно выполнить масштабирование. Облегчить задачу могут специальные программы, в которые нужно будет лишь ввести необходимые данные и указать тип системы мансардной кровли. Компьютер сделает всю работу самостоятельно и выдаст готовый результат. Однако если вы не можете воспользоваться такими программами, то за основу можно взять уже готовые проекты мансардных ломаных крыш.

Вычисления для чертежей стропил

Поскольку стропила являются основой каркаса двускатной ломаной мансардной крыши, они будут испытывать существенные нагрузки. При этом чтобы подобрать сечение стропилин, нужно учесть не только шаг между отдельными элементами и расстояние между опорами, но и ожидаемые снеговые и ветровые нагрузки.

Для вычисления нагрузки ветра и снежных осадков существуют некоторые условия:

  • На территории РФ выделяют 8 регионов по степени снеговой нагрузки. Данные нормативные показатели регулируются в каждом конкретном случае уклоном скатов крыши. Поскольку кровля мансардной крыши имеет скаты с разным уклоном, то значение высчитывается для каждого из них. Следовательно, толщина балок для верхних и нижних стропил может отличаться.
  • Что касается ветровой нагрузки, то в данном случае также предусмотрено 8 зон. При этом расчетный коэффициент корректируется в зависимости от высоты строения.
  • Максимальную нагрузку на будущую крышу вычисляют путем суммирования полученных показателей. Округление выполняют в большую сторону, тем самым предусматривая запас прочности. Толщину пиломатериалов находят в справочном пособии, отталкиваясь от величины нагрузок.

Монтаж стропильной системы

Сборка стропильного каркаса для ломаной крыши мансарды своими руками выполняется так:

  1. Поверх мауэрлатного бруса стелют балки перекрытий. Увеличить площадь помещения можно, если уложить балки для мансарды с выносом. Таким образом получатся широкие свесы. Данный вариант предусматривает крепление перекрытий к верхней части мауэрлата. Если же балки монтируются без выноса, их кладут на стены поверх гидроизоляции, скрепляя при этом с краем мауэрлата уголками.
  2. По центру балки перекрытия находят точку, над которой будет проходить коньковый прогон. От этой точки в противоположные стороны откладывают одинаковые отрезки, и устанавливают стойки. В них упирают временные подкосы, чтобы придать вертикальное положение.
  3. Между собой стойки скрепляют затяжками. В итоге должна получиться П-образная конструкция.
  4. Далее монтируют стропила висячего типа. Вверху они соединяются с центральной стойкой, а внизу – с балкой перекрытия или мауэрлатом.
  5. Жесткость висячим стропилам придают подкосы, то есть угловые подстропильные элементы, которые перераспределяют нагрузку на опоры, предотвращая прогиб фермы.
  6. В центральной точке затяжки отмечают места под установку бабки, то есть вертикальные подвески на коньке.
  7. Монтируют стропила наслонного типа, скрепив их болтами или металлическими накладками.
  8. На коньковом прогоне крепят бабку, натянув ее так, чтобы основная масса приходилась на конек.

Таким способом изготавливается одна реальная ферма. Все остальные собираются точно также, а затем устанавливаются с отступ ом в 60-120 см.

Укладка гидроизоляции и кровельного материала на кровлю

Последним этапом, который входит в процесс монтажа мансардной кровли, является укладка гидроизоляционного слоя и кровельного покрытия. В качестве гидроизоляции можно использовать рулонные мембраны или пленку. Они укладываются с нахлестом в 10-15 см с нижней стороны стропил и фиксируются контробрешетка.

После этого из необрезной доски набивают обрешетку с шагом, рассчитанным, исходя из типа кровельного покрытия. Под различные типы мягкой кровли потребуется сплошная обрешетка из листов влагостойкой фанеры.

Настил кровельного покрытия производят снизу вверх, начиная от карнизной доски по направлению к коньку, с нахлестом в 10-15 см. В верхней части крыши листы кровельного материала перекрывают коньковой доской.

Крепежные элементы используют исходя из типа кровельного покрытия. В частности, крепятся саморезами с цинковым покрытием и каучуковыми головками, которые при монтаже деформируются и герметизируют отверстие.

Для ондулина или шингласа применяются гвозди длиной 10 см. Когда кровельное покрытие будет окончательно уложено, нужно оформить фронтоны и свесы мансардной ломаной крыши.

Таким образом, если вы хотите самостоятельно соорудить в своем доме мансарду, потребуются лишь некоторые строительные навыки и определенные расходы на закупку материалов.

Выкраивание заветных квадратных метров любым способом подталкивало строителей к поиску новых конструктивных решений и использованию различных материалов без соблюдения требований технологии. Часто такие эксперименты заканчивались не очень удачно. Это заставило более осмотрительно и технически подковано подходить к вопросам обустройства комнат с треугольными или трапециевидными потолками. Одной из самых непростых технических задач в строительстве мансарды является ее утепление. Очень важно чтобы теплоизоляционный материал на наклонных участках ограждающих конструкций был уложен правильно и с течением времени не давал усадку, сохраняя свою геометрию. В остальном монтаж крыши с мансардой и без нее особо не отличаются, это касается как стропильной системы и кровельного пирога.

В большинстве случаев при слове мансарда мы представляем себе скатную крышу с переменным углом наклона, многим она знакома под названием «ломаная». Все это так, но это лишь один из вариантов исполнения мансарды. Вообще мансардой называют чердачное помещение, пространство которого образовано межэтажным перекрытием и поверхностью скатов крыши, наклонные плоскости могут быть задействовано частично или в полной мере. В зависимости от конфигурации крыши существует множество схем, позволяющих вписать комнаты в чердачную часть дома. На рисунке 1 показаны самые популярные и часто используемые в индивидуальном строительстве конструктивные решения.

Рис.1 Расположение мансарды в зависимости от конфигурации крыши

  • а, б – в одном уровне, крыша двускатная классическая;
  • в – в одном уровне, крыша с переменным углом наклона(ломаная);
  • г – в одном уровне, крыша с выносными консолями;
  • д – в двух уровнях, крыша со смещением шипов опирания

Из рисунка видно, что если у ломаной крыши угол наклона верхнего ската и нижнего сделать одинаковым, что вполне реально, то внешне она будет очень схожа с двускатной классической. Однако схема силовой конструкции должна остаться той, которая используется для мансардной крыши, ее общий вид представлен на рис. 2.

Рис. 2 Схема силовой конструкции мансардной крыши

  1. верхний треугольник из стропил, может быть выполнен по типу висящей или наслонной конструкции;
  2. схватка, может выполнять функцию затяжки в конструкции висячих стропил или несущей балки под опорную стойку для наслонных стропил;
  3. боковые части силовой конструкции, которые выполнены в форме прямоугольных треугольников. Наслонные стропильные системы, соединяются между собой посредством схватки.

Стропильная конструкция мансардной крыши. Возможные варианты.

Таким образом, схему мансардной крыши можно представить в формате простых геометрических фигур, это позволяет более наглядно представить распределение нагрузок и подпорных и связующих элементов. Еще раз отметим, что при совпадении углов при основании треугольников 1 и 3 (рис.2), мы получим вид классической двускатной крыши.

Вычисления нагрузок на мансардную крышу ничем не отличаются от других типов кровель и производятся по соответствующим нормам и правилам. Во многом их значения зависят от региона строительства и угла наклона скатов.

Так же, на выбор стропильной системы, влияет длина пролетов здания (расстояние между несущими опорами).

Рис.3 Варианты конструкций стропильной системы крыши с мансардой

  • а – схема устройства крыши в здании с пролетом до 6м;
  • б – схема устройства крыши в здании с пролетом от 6м до 12 м;
  1. – ферма;
  2. – подкосы рамы;
  3. – опорная стойка;
  4. – подкосы стоек;
  5. – межэтажное перекрытие;
  6. – горизонтальный прогон;
  7. – несущая ограждающая конструкция;
  8. – стропильная нога;
  9. – несущая перегородка;
  10. – обрешетка;
  11. – ригель

Рис. 4

В силу того, что общая система мансардной кровли очень просто разбивается на не сложные геометрические фигуры, конструктивные решения для возведения стропильной конструкции могут быть самыми разнообразными.

В качестве одного из вариантов приведем пример сборки отдельных фрагментов ферм по типу висячих и наслонных стропил, с опиранием на мауэрлат (рис.4, 5).

Рис.5 Мансарда с висячими, наслонными Варианты узловых соединений

стропилами

Здесь нижняя часть ската формируется прямоугольными треугольниками, расположенными вдоль несущей стены, они собираются по типу наслонных стропил. Для придания устойчивости треугольным фермам, их дополнительно связываются схватками. Одна из сторон боковой части стропильной системы одновременно служит опорной стойкой и каркасом для стен мансардных комнат. Верхнюю часть крыши образуют висячие стропила, которые соединяют боковые части конструкции в единое целое посредством затяжки.

Она же одновременно выполняет роль балки потолка помещения. Поскольку в данном случае больших нагрузок горизонтальная балка не воспринимает и работает только на растяжение, рекомендуется использовать брус средних сечений.

Балка перекрытия рассчитывается под постоянную нагрузку, обычно она принимается как 400 кг/м2 и две сосредоточенные силы от стоек мансарды.

Рис. 6

Рис. 7

Так же данная конструкция может монтироваться с выносом балки перекрытия за несущую стену (рис.6). В этом случае стропильная нога опирается не на опорный брус, а на балку перекрытия, а наклонную деталь в обязательном порядке усиливают подкосом.

Соединение стойки и балки перекрытия производится путем врубки одного элемента в другой на 1/3 высоты горизонтального бруса. В этом случае конструкцию крыши рассчитывают как отдельные системы наслонных и висячих стропил.

Монтаж мансардной крыши- вариант 3 представлен на рис 7, он имеет сходство со схемами 1 и 2, но имеется и существенное отличие. Верхняя часть силовой конструкции выполняется по типу наслонных стропил, а значит связующее звено – схватка преобразовывается в опорную балку. Ее прочности должно хватить на то, чтобы компенсировать изгибающий момент от нагрузок веса потолка помещения и сосредоточенной силы от стойки верхней фермы. Поэтому в этом случае схватку лучше выполнять из мощного бруса, а для стропил можно использовать доску.

На видео представлен процесс установки стропил и в целом стропильной системы мансардной крыши:

В сущности, эта схема представляет собой прямоугольный каркас, с установленными поверх него стропилами. Монтаж стропильной системы может начинаться с п – образной рамы, с последующей установкой стропил и прогонов. Данный вариант чаще используют при возведении крыш сложных и пространственных конфигураций.

Материалы для изготовления силовой конструкции мансардных крыш

Какие материалы используются для монтажа стропильной системы мансардного типа? Поскольку надстройка должна быть максимально легкой конструкцией, для уменьшения нагрузок на фундамент, элементы стропильной системы традиционно выполняли из дерева. В последнее время все чаще для устройства верхних этажей застройщики отдают предпочтение ЛСТК – легким стальным тонкостенным конструкциям. Несмотря на то, что по стоимости они проигрывают деревянным конструкциям, но по скорости и удобству сборки, сроку эксплуатации и простоте технического обслуживания ЛСТК сложно найти альтернативу. Так же большим преимуществом является их мобильность, т.е. в любой момент вы сможете разобрать существующую крышу и перекроить в другой вариант, дополняя или исключая элементы. Причем сборка ведется с минимальным набором инструментов, в ходе монтажа можно обойтись заклепочным механизмом и шуруповертом.

Так же большую популярность получили деревянные фермы, сборку которых можно производить на строительных площадках. Эту совершенно новую и перспективную технологию уже смогли оценить многие застройщики, смонтировав не одну крышу в полевых условиях. Ее принципиальным отличием является использование металлических зубчатых пластин, с помощью которых крепятся детали конструкции друг к другу. Такой способ соединения позволяет обойтись без выпиливания многочисленных пазов сложной конфигурации, упрощает стыковку заготовок при необходимости удлинения и многое другое.

Перечень инструментов для сборки деревянных ферм так же не минимален: ножовка и переносной домкрат усилием 32т. А далее все просто. По проекту делается выборка однотипных деталей, и изготавливаются элементы конструкции. Затем, соблюдая все размеры до миллиметра, собирается одна ферма, она используется в качестве кондуктора для монтажа всех последующих ферм. При благоприятном раскладе и маломальском опыте, за два – три часа на строительной площадке можно собрать три – четыре фермы.

Возможны варианты, когда стропильная система выполняется из дерева и металлического профиля, особенно это актуально, когда планируется использовать детали конструкции в качестве декоративных элементов интерьера.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *