Расстояние между стропилами мансардной крыши – стропильная система, расчет и установка стропил с чертежами монтажа и фото планов работ ломаной крыши

Содержание

Как определить расстояние между стропилами мансардной крыши?

Как говорят опытные строители, мансарду можно обустроить в доме, была бы крыша. Вид крыши влияет, насколько эта мера увеличит полезную площадь, комфортно ли пользоваться этим помещением и работы какой сложности потребуются. Распространёнными видами крыш для обустройства жилого подкровельного помещения считают двускатную я прямыми и ломанными скатами.

Стропильная система мансардной крыши конструируется таким образом, чтобы освободить пространство в центре, где высота потолков достигает приемлемой высоты, разместив основную массу опорных элементов по краям. Эта статья расскажет, из чего состоит каркас кровли, как выбрать оптимальный вариант конструкции и правильно выполнить монтаж.

Виды стропильных систем

Приступая к конструированию стропильной системы для мансардной крыши, обращают внимание на планировку дома. Исходя из видов опор, выбирают подходящий вариант устройства:

Схема видов стропильных систем мансардной крыши

Наслонная. Такой тип стропильного каркаса походит для домов, в которых посредине проходит несущая перегородка.

Тогда вес конструкции кровли распределяют между ней и внешними стенами сооружения. Это необременительный и рациональный способ организации каркаса, но он подходит, если расстояние между наружными стенами и внутренней опорой не превышает 7 м.Висячая. Этот тип применяют тогда, кода внутри нет несущих перегородок или колонн, которые используют, чтобы перенести на них вес крыши.

Висячие стропила опираются на мауэрлат и коньковый прогон. Для крыш площади до 50 кв. м, с маленьким весом крыши применяют простейшую конфигурацию, состоящую из стропильных ног и горизонтально расположенной затяжки.

Чтобы перекрыть сооружение крупного размера, эту конструкцию укрепляют стойками, схватками, подкосами. Эти элементы повышают устойчивость крыши, но «съедают» полезную площадь мансарды. Допустимое расстояние между стенами сооружения для висячих стропил составляет 14 м.Комбинированная.

Смешанный тип стропильной системы используют, когда в доме вместо несущей перегородки посередине устанавливаются опорные колонны. Получается, что часть стропил можно облокотить на колонны, а остальные смонтировать как висячие. Этот способ довольно часто применяют для обустройства мансардных крыш, так как он позволяет использовать меньше вспомогательных элементов, снижая нагрузку на фундамент и не загромождая подкровельное помещение.

Обратите внимание, что устройство мансарды необходимо запланировать на этапе создания проекта, потому что тип, вес и конструкция стропильной системы необходимы для расчета фундамента. Если решение о возведение мансардной крыши возникло на финальном этапе строительство, необходимо пересчитать массу дома с учетом новых данных, чтобы проверить выдержи ли фундамент дополнительную нагрузку, особенно если на участке сложный грунт и маленькое расстояние между поверхностью и грунтовыми водами.

Расчет элементов стропильной системы

По строительным нормам помещение называют жилым, если высота от пола до конька не менее 2,5 м и присутствуют источники естественного света, то есть окна. Потому, главный параметр мансардной крыши, который необходимо рассчитать – угол наклона ее скатов.

Загвоздка в том, что, если заложить небольшой уклон, то высота потолков в мансарде будет ниже дозволенной правилами. А, если сделать крытые скаты, крыша получится очень тяжелой, дорогой и неустойчивой. Поэтому используется ломанный тип крыши, скаты которой меняют уклон, ее верхние стропила имеют острый угол 30 градусов, а нижние – 60 градусов.

Зависимость угла наклона и высоты потолковУгол наклона и высота потолка

Важный этап проектирования мансардной крыши – расчет величины сечения элементов стропильной системы.

Проще всего узнать рекомендованный размер в справочных таблица с рассчитанными значениями, которые учитывают длину, расстояние между соседними элементами, вид и качество материала. Однако, если крыша нестандартного размера необходимо выполнить расчет, основанный на вычислении суммарной нагрузки от веса кровли, которая ложится на стропильную систему. Схема расчета также учитывает временные нагрузки в виде массы выпавшего снега, которые отражаются в климатическом коэффициенте, характеризующим характер погоды в месте строительства.

Подбор сечения стропильных ног

Для создания стропильной системы мансардной крыши используют древесину, однако не во всех случаях это целесообразно, так как, чтобы стропила справлялись с нагрузкой, приходится увеличивать сечение используемых пиломатериалов, что еще больше увеличивает вес конструкции. Чтобы вырваться из этого замкнутого цикла, необходимо отказаться от дерева в пользу стропил большей прочности из металла.

Конструкция стропильной системы

Составные части стропильного каркаса мансардной крыши ничем не отличаются от конструкции других видов скатных крыш. В него входят:

Схема устройства стропильной системы

Мауэрлат. Основание крыши, своего рода фундамент, который берет на себя вес крыши и распределяет по периметру опорных стен.

Его изготавливают из бруса размером 150х150 мм или толще. Установка мауэрлата выполняется с помощью анкерных болтов или шпилек, вмонтированных в армобетонный пояс. Межу поверхностью стены и брусом прокладывают гидроизоляционный слой или обрабатывают его битумной мастикой.

Очень важный момент крепежа заключается в расчете мест установки шпилек, расстояние между ними выбирают так, чтобы не попасть под стропильные ноги.Стропила. Это элементы стропильной системы, которые формируют уклон крыши. Верхушка стропильной ноги закрепляется на коньковый брус, а низ – на мауэрлат или стойку, если речь идет о верхних стропилах ломанной крыши.

Ноги изготавливают из досок 50х150 мм или 100х150мм. Расстояние между ними называют шагом, оно варьируется от 50 до 120 см в зависимости от веса кровельного материала. Взаиморасположение и сечение стропильных ног описывает схема стропильной системы, облегчающая монтаж.Схема основных узлов каркасаСтойка.

Стойки поддерживают конек или, что более распространено в конструкции мансардных крыш, среднюю часть стропильных ног. Стойки изготовляют из бруса, сечение которого совпадает с размером мауэрлата. Их размещают на балки перекрытий, поэтому расстояние между стойками соответствует их шагу.Подкос.

Подкосами принято называть элемент, поддерживающий стропильные ноги, имеющий угловое расположение. Основная задача подкоса – снижение прогиба стропил под тяжестью собственного веса.Затяжка. Затяжку выполняют из прочных досок сечения, соответствующего размеру стропил.

Ее крепят горизонтально, стягивая пару стропильных ног в верхней или нижней части. Чем меньшее расстояние между затяжкой и коньком, тем толще должен быть этот элемент, так как нагрузка на него больше. Установка затяжки снимает распирающую нагрузку, которая воздействует на стропила.

В большинстве случаев элементы стропильной системы выполняют из древесины высокого качества. Чтобы избежать деформацию в процессе эксплуатации, ее необходимо высушить до влажности 15-18%, обработать антисептической пропиткой глубокого проникновения и антипиреном, если вы планируете вывод дымохода на крышу.

Последовательность сборки

Сборку стропильной системы лучше выполнять с помощью опытного мастера, так как даже поднять тяжелые, длинные брусья проблематично. Не рекомендуется заниматься монтажом в дождь и снег, так как влажность древесины за время работы увеличится. Обычно процесс сборки выглядит следующим образом:

В первую очередь выполняют монтаж мауэрлатного бруса на верхнюю обвязку стен.

Кстати, функции этого элемента в бревенчатых и брусовых постройках выполняют верхние венцы, усиленный с помощью скоб.Следующий этап монтажа – установка балок перекрытия. Их крепят на мауэрлат или на выступы в стене. Существует два метода укладки балок перекрытия – с выносом или без выноса.

Если перекрытия монтируют первым способом, то они выносятся за периметр дома для формирования свеса так, чтобы расстояние между концом балки и стеной было 50-100 см.Устанавливают вертикальный стойки, определив середину балки перекрытия и отступив от нее равные промежутки. Расстояние между стойками соответствует ширине бедующей мансарды.На стойки с помощью металлических уголков закрепляют затяжки. Получается, что каждая пара стоек образует конструкцию в виде буквы п.Устанавливают нижние стропильные элементы, закрепляя на стойке с помощью гвоздей или саморезов.

К мауэрлату стропила монтируют посредством ползунка, подвижного крепления, которое компенсирует изменение размера брусков во время усадки.Закрепляют верхние стропила, соединяя верхние части каждой пары металлической накладкой или бруском.Крепление стропили подкосов на металлические накладкиНа стропила укладывают гидроизоляционную мембрану и фиксируют степлером. Поверх приколачивают обрешетку. Схема обрешетки подбирается для используемого кровельного материала, для мягких видов используют сплошную, а для профилированных – решетчатую.

Настил гидроизоляции и монтаж обрешетки

Надежность стропильной системы мансардной кровли зависит, в первую очередь, от правильности расчетов, поэтому, если вы не уверены в своих инженерных способностях, лучше использовать типовой проект, созданный профессиональным архитектором.

Видео-инструкция

MesterulManole11300 0Вместо того чтобы строить капитальный второй этаж, можно обойтись устройством мансардной крышиПланируете устройство мансарды в подкровельном пространстве? В таком случае нужно знать, что на кровельный каркас приходятся большие нагрузки, которые придется посчитать до начала строительных работ.

Я расскажу об основных вычислениях, с которыми вы столкнетесь при проектировании кровельного каркаса. В итоге вы сможете самостоятельно узнать параметры для проектирования крыши.Кровля для мансарды какой она бываетСебестоимость строительства такой крыши значительно ниже, чем постройка капитального второго этажа с несущими стенамиМансардная крыша — это универсальное решение, так как она выполняет функцию ограждающей конструкции и при этом эксплуатируется как полноценное жилое помещение.ИллюстрацииРазновидности и их описаниеДвускатная кровля. На схеме показан каркас симметричной двускатной крыши.

Стропильная ферма образована двумя цельными диагональными балками, соединёнными на коньке.Стены и потолок жилого помещения образованы затяжкой и боковыми стойками.Преимущество такой системы — простота расчёта и строительства.Недостаток конструкции — чердачное пространство эксплуатируется менее рационально в сравнении с ломанной кровлей.Ломаная щипцовая кровля. В основе стропильной системы применены боковые стойки, установленные на балки перекрытия и соединённые в верхней части затяжкой.По периметру прямоугольника надстраиваются верхние и нижние стропила, образующие характерный излом по центру ската.Недостаток конструкции — сложность построения.Преимущество ломаной крыши — более эффективное использование подкровельного пространства.Какие нагрузки действуют на мансардуИллюстрацииВиды нагрузок в соответствии со СНиП 2.01.07-85 Снеговая. Выпавший снег оказывает существенное воздействие на конструкцию кровли.Действие снеговой нагрузки приходится только на участок кровли с уклоном меньше 30°.

Если угол наклона больше 60°, снег на боковых скатах практически не задерживается.Ветровая. Ветер воздействует на кровлю с разных сторон и последствия такого воздействия могут быть разными, начиная со срыва покрытия и оканчивая опрокидыванием всей конструкции.Вес людей мебели и прочих элементов интерьера. При эксплуатации мансарды на перекрытие будет воздействовать вес людей и мебели.Эта нагрузка имеет значение при расчете параметров балок перекрытия.Нагрузка приходится только на пол жилого помещения, в то время как перекрытие в нижней точке боковых стропил остается ненагруженным.Общий вес кровли.

Под общим весом подразумевается нагрузка, которая придется на несущие стены.Это воздействие формируется весом стропильных ног и рядов обрешетки, весом теплоизоляции и весом кровельного покрытия.Расчеты давления снегаСхема мансардной кровли с обозначением вертикальной стойки H и коньковых стропил L, которыми будем оперировать при расчетахВеличину снеговой нагрузки рассчитываем по формуле в таблице 1. Для того чтобы найти коэффициент μ, рассчитываем длину вертикальной стойки фермы и делим это число на длину накосного стропила.Таблица 1. Формула расчета снеговой нагрузкиСогласно полученному числу, находим подходящее значение в левой колонке таблицы 2.

В колонке напротив указан угол наклона α. Далее, если α≤30°, то коэффициент μ = 1; если 30°<α<60°, то коэффициент μ = 0,033.Таблица 2. Соотношение угла наклона и производного из высоты стойки и длины стропилаОбратите внимание на то, что в ломаной кровле мы принимаем во внимание только верхнюю часть, так как именно на нее приходится вес снежного покрова.Интенсивность снегового покрова по регионам РФНорматив Sg определяется по СНиП 2.01.07-85 или по карте интенсивности снегового покрова.

Например, для Москвы и области это значение равно 180.Расчет давления ветраТаблица 3. Формула расчета максимального ветрового давленияДавление ветра рассчитываем по формуле в таблице 3. За аэродинамический коэффициент берем максимальное значение 0,8.Таблица 4.

Расчет коэффициента изменения ветра на высотеКоэффициент изменения находим по таблице 4 с учетом особенностей места, где проводится строительство. Нормативное значение Wo можно определить по СНиПу, а можно найти в карте ветрового давления.Карта ветрового давленияВставляя в формулу соответствующие значения, вы рассчитаете параметры ветровой нагрузки для той или иной территории. В соответствии с полученным значением можно будет скорректировать угол наклона скатов или еще на стадии проектирования усилить стропила.Расчет веса кровлиТаблица 5.

Вес конструктивных материаловЧтобы рассчитать нагрузку, которую окажет кровельная система на несущие стены первого этажа, нужно приплюсовать вес диагональных балок, обрешетки, чернового настила и массу изоляционных материалов, включая утеплитель и гидроизоляцию.Необходимые данные можно найти в таблице 5. Данные представлены из расчета килограммы на квадратный метр кровельного ската.Таблица 6. Вес кровельного покрытияК посчитанному весу прибавляем массу кровельного покрытия.

Этот параметр указан в таблице 6.Кроме перечисленных факторов, определяющих вес, нужно заранее решить, будут ли в системе использованы зенитные фонари. Их вес можно узнать у производителя и приплюсовать к посчитанному весу кровли.Считаем суммарную нагрузкуПосле того, как все расчеты выполнены, суммируем вес кровли из расчёта килограмм на кв. метр, снеговое и ветровое давление на тот же кв.

метр.Вес людей и мебели в мансардном этаже учитываем только при выборе сечения балок перекрытия. Непосредственно на подбор стропил этот параметр не влияет.При суммировании параметров нагрузки, нецелые числа округляем в большую сторону. Учитывая максимум ветрового и снегового давления, вы сможете подстраховаться от прогиба или срыва кровельного материала.Выбираем шаг между стропиламиТаблица 7.

Как соотносится ширина сечения и длина стропила с шагом установкиПри расчете кровельного каркаса, особое внимание уделяем шагу, с которым будут устанавливаться стропила. Расстояние между соседними балками зависит от длины бруса и от размеров его поперечного сечения. Чтобы упростить расчеты и не прибегать к формулам, предлагаю таблицу 7, где приведены усредненные соотношения интересующих нас параметров.Обратите внимание на то, что для ломаной крыши, величина шага определяется по длине верхних накосных стропил.

Для систем с обычными прямыми скатами учитывается длина от конька до свеса. Шаг между досками обрешетки по всему ломаному скату делается одинаковый.Расчет стропил с учетом нагрузокТаблица 7. Формула для расчета давления на погонный метр висячих стропилДля того чтобы рассчитать сечение пиломатериалов нужно узнать нагрузку на погонный метр каждой балки.

Сделать это можно по формуле в таблице 7.Как рассчитать суммарную нагрузку на площадь ската вы уже знаете, а за шаг стропил условно примем 40 см. Осталось перемножить параметры и получить давление на погонный метр.На рисунке показано, ширина каких конструктивных элементов нас интересуетСечение пиломатериалов, которые образуют накосные стропила в верхней части крыши, считаем по следующим формулам:Если α<30°, то H≥8,6×L×√Q/(B×R)Если α>30°, то H≥9,5×L×√Q/(B×R)Здесь:Н — ширина сечения стропилВ — толщина сеченияR — плотность пиломатериалов (в кг/м²)Для примера, плотность сосны 2 сорта, которая повсеместно используется для сборки стропил, составляет 130 кг/м².Таблица 8. Промышленные типоразмеры пиломатериаловСоотношение толщины и ширины хвойных пиломатериалов, выпускаемых отечественной промышленностью, можно найти в таблице 8.

Просчитанные по ранее предложенным формулам параметры поперечного сечения будут усреднёнными, поэтому, если числа не будут целыми, округляем их в большую сторону.Подведём итогиЧтобы посчитать параметры стропил, можно применить онлайн калькулятор. Но предложенная в статье инструкция позволяет выполнить расчеты более точно и узнать габариты конструктивных элементов с минимальными погрешностями. Если остались вопросы по вычислениям, задайте их в комментариях к статье.12 января 2018г.Если вы хотите выразить благодарность, добавить уточнение или возражение, что-то спросить у автора – добавьте комментарий или скажите спасибо!

Стропильная система является главной несущей конструкцией кровли. При строительстве следует учитывать снеговую и ветровую нагрузку, которые должны выдерживать стропила. В большинстве случаев основные детали изготавливаются на основе древесины хвойных пород, которые непременно обрабатываются особыми огне- и биозащитными составами.

Общая характеристика и обзор стропильных систем

Различают следующие виды конструкций:

односкатные, стропила которых смотрятся как балки с опорой на стены дома. При равной высоте стен получается плоская крыша, а при разной – наклонный скат;в двухскатных стропильных системах соединение стропил, образующих 2 ската, производится под определенным углом. Одной из их разновидностей является ломаная крыша, наиболее часто используемая для мансардной кровли: излом позволяет получить больше пространства;полувальмовые (трехскатные) имеют наиболее представительный вид и состоят из треугольного и двух трапециевидных скатов.

Их монтаж – дело довольно сложное;вальмовые (четырехскатные) – наиболее устойчивы и хорошо сохраняют тепло. В распространенном исполнении состоят из 2 скатов в форме трапеции и 2 вальм в торцах здания. К данному типу относятся и шатровые крыши;различают также чердачные, бесчердачные крыши и кровли для мансарды;мансардные конструкции имеют свои особенности.

Мансардные стропила

Mансардa– это жилое помещение, которое располагается на крыше и дает возможность увеличения используемого пространства здания без существенных финансовых затрат. При этом необходимо, чтобы стропильная система крыши мансарды была достаточно прочна и соответствовала стандартам надежности.

Качество главных защитных функций кровли напрямую зависит от данных показателей. Оптимальной с точки зрения выгодности считают мансардную крышу, все углы скатов которой отличаются друг от друга.

Мансардные стропила бывают наслонными и висячими.

Схема стропильной системы мансардной крыши:1- прогон; 2 – наслонные стропила; 3 – стойка; 4 – балка перекрытия мансарды; 5 – балка перекрытия этажа.

Использование наслонных уместно в зданиях с промежуточной несущей стеной. Эти стропила упираются на внутреннюю стену или специальные опоры и на внешнюю стену дома. Применение наслонной системы возможно только при расстоянии между несущими стенами не более 7 метров.

Висячие стропила применяют при отсутствии внутренних капитальных стен. Наиболее простые образцы состоят из нижнего пояса (затяжки) и стропил. В роли опор выступают мауэрлаты.

Систему стропил укрепляют проволокой, вмонтированной в стену, и скобами, учитывая при этом степень возможной нагрузки. При строительстве каркаса используют доски. Их длина рассчитывается в зависимости от длины пролета между фермами.

Мансардная крыша очень популярна при возведении частных жилых домов по нескольким причинам:

    монтаж данной конструкции не представляет сложности даже для неопытных строителей;мансардная крыша не требует особых финансовых затрат;в результате можно получить дополнительный этаж, весьма удобный для проживания.

Мансардное помещение можно организовать в уже готовом здании, не касаясь несущих конструкций. Достаточно снести крышу и возвести на ее месте новую. Такой вариант следует учитывать уже при планировании постройки.

Различают следующие виды мансардной крыши:

    симметричная,несимметричная,ломаная,треугольная.

Возможна также установка одно- и многоуровневых мансард с помещениями, отличающимися по геометрической форме, что, конечно же, отражается на экстерьере здания.

Важным моментом является также расчет угла скатов крыши. Он производится с учетом следующих обстоятельств:

    климатических особенностей местности,применяемого материала,вкуса владельца в вопросе архитектуры.

Необходимо учесть, что при большом угле наклона значительно сокращается размер полезной площади, слишком маленький угол затруднит очищение кровли от грязи, осадков и снизит ее прочность.

Составляющими элементами конструкции крыши для мансарды являются:

    стропила;стойки;подкосы;мауэрлат;обрешетка;конек;кровля;соединительные элементы.

Также полезно узнать об устройстве стропильной системы двускатной крыши, так как она является разновидностью мансардной кровли.После сооружения стропильной системы необходимо выбрать кровельный материал. Из этой статьивы можете узнать что лучше – ондулин или металлочерепица?

Устройство мансардной стропильной системы

Монтаж системы стропил – задача довольно сложная, от которой зависит устойчивость, прочность и долголетие кровли.

При работе необходимо придерживаться следующих правил:

Для строительства стропил, как и других деталей каркаса, следует использовать деревянные балки сечением 10х10 см;Обязательно нужно использовать гидроизоляцию: толь, рубероид. Укладка каркаса нужна при наличии перекрытий (железобетонных плит) в основании.

Несущие узлы скрепляются скобками из металла и проволочной обвязкой. Нередко используется соединение деревянных конструкций посредством расшиповки и дополнительного крепления при помощи проволоки или скоб;Влажность используемого дерева (желательно хвойного) не должна превышать 15 %;Необходимо обеспечить противопожарную и антисептическую обстановку;При покупке сырого строительного материала следует просушить его в течение нескольких месяцев под специальным навесом. Применение сырых брусьев может привести к разрушению всей системы стропил.В роли укладываемой на балки стойки выступает деревянный брус (сечение 10х10 см).

При разметке положения стоек следует рассчитывать расстояние таким образом, чтобы их расположение было строго вертикальным и в одной плоскости;Для точного расчета необходимо использование отвеса, а для прочной фиксации элементов нужны раскосы или растяжки;Вертикальные стойки будут основой стен помещения мансарды. Для их обивки можно использовать любые обшивочные материалы (гипсокартон, фанеру), причем непременно с двух сторон стоек. Между ними должен быть утеплитель.

Монтаж и расчет стропильной системы мансардной крыши

Первым делом укладывается верхний брус.

Прекрасно подходит для данной цели брус сечением 10х10, 15х15 см. Он крепится при помощи скоб, саморезов или гвоздей к стойкам. Первый брус – подстропильная яма.

Следующим шагом является установка мауэрлата.

Этот элемент не позволяет крыше опрокинуться при сильном ветре – она фактически вся прикреплена к мауэрлату, который к тому же переносит нагрузку на стены. Для установки данной детали понадобятся доски, брусья. Толщина доски должна составлять минимум 5 см, а сечение бруса – 10х15.

Доска или брус укладываются в горизонтальном положении по уровню стены.

Чтобы избежать попадания влажности на элементы мауэрлата, под доску нужно уложить гидроизоляцию. Для прикрепления доски к стене используются длинные саморезы и скобы. Можно дополнительно закрепить мауэрлат, прикрепив его при помощи толстой проволоки к стене.

Она (проволока) должна быть вмонтирована в стену во время возведения кладки. Следует помнить о необходимости обработки досок гидроизолирующими и антикоррозионными материалами.

Следующий этап – установка стропильных ног. Их можно приобрести готовыми или сделать самим.

Шаг стропильных ног размечают карандашом на мауэрлате. Это помогает не применять все время измерительную рулетку и лучше ориентироваться.

Для стропильной системы крыши мансарды предусмотрено расстояние 15 см друг от друга.

Сначала крайние стропила укладывают к фронту, обращая внимание на то, чтобы верх стропил и линия края фронта оказались на одном уровне. Доски для стропил выбирают гладкие, без впадин и сучков.

На один погонный метр допустим всего один изъян. Ширина и толщина доски составляют соответственно 15 и 4 см. После установки крайних стропил между ними протягивается уровень, по которому возводят другие стропила.

После этого в верней части каркаса их соединяют, также устанавливается коньковая балка высокой прочности.

Применение коньковой балки необходимо при длине крыши более 7 м и большом весе стропильного каркаса.

При возведении системы стропил внимание следует обращать прежде всего на следующие моменты:

    Закладывание окон – об их устройстве нужно думать во время установки оконных проемов, на которые должны крепиться рамы;Размер помещения мансарды должен быть достаточно большим для комфортного проживания. Минимальные параметры: длина – 3, высота – 2 метра;При высоте крыши меньше 7 метров рекомендуется ограничиться растяжками в верхней части стропильной системы. Они также могут служить потолочными балками мансарды;При неблагоприятных погодных условиях (снег, сильный ветер) растяжки берут на себя определенную часть нагрузки;Последние штрихи – укладывание обрешетки, утеплителя, гидробарьера, кровельного материала, утепление и последующая отделка стен и потолка мансарды.

Если вы уже построили систему стропил, то можете узнать как выбрать поликарбонат для крыши.А вы знаете что такое ендова крыши? Если нет, то вам сюда.А здесь https://rooffs.ru/krovelnye-materialy/bitumnaya-mastika/harakteristiki-i-raznovidnosti.htmlописаны разновидности битумной мастики.

Стропильная система ломаной мансардной крыши

На фото стропильная система ломаной мансардной крыши

В последнее время стали очень популярны ломаные мансардные крыши. Они придают дому особый неповторимый вид. Презентабельность данного типа крыши достигается посредством использования кровельного материала высокого качества.

Стропильная система ломаного типа мансардной крыши оптимально подходит для зданий шириной не более 6 метров.

Ее монтаж имеет свои особенности и предполагает применение тяжелых и габаритных элементов конструкции, однако он под силу даже двум строителям, поскольку принцип сборки конструкции – модульный, т. е. можно соединять детали на земле и затем поднимать их на высоту и закреплять.

Прежде всего нужно сделать все необходимые расчеты. Конструкция довольно сложна, поэтому лучше доверить строительную арифметику специалистам.

После окончания всех расчетов и определения необходимых размеров можно приступать к монтажу. Первым делом устанавливают мауэрлат, балки перекрытия, которые прочно скрепляются между собой с целью создания основы для стропил – надежной обрешетки.

Следующий шаг – обозначение помещения мансарды.

Необходимо выставить стойки вертикально и, используя продольные прогоны, скрепить их. Высота стоек должна быть больше высоты чистового потолка на 100 мм. Конструкция в верхней части соединяется балками из дерева, выполняющими функции затяжек верхних висячих стропил.

Затем производится монтаж наслонных и висячих стропил. После установки первых проверяется плоскость ската, после чего проводится монтаж висячих стропил. Особое внимание следует уделить сборке расположенных в точках перегиба узлов.

При необходимости наслонные стропила подпирают подкосами. Подвешивание верхней затяжки с помощью бабки позволяет избежать ее прогиба.

Последний этап – монтаж каркаса фронтона и его последующая обшивка.

Выполнив вышеперечисленные действия, можно переходить к созданию карнизов, фронтонных свесов и отливов. Фасадные конструкции монтируются с учетом дверных и оконных проемов. В зависимости от стройматериалов и некоторых других обстоятельств порядок работ может быть немного другим.

Подведем итоги:

    мансарды позволяют увеличить площадь используемого помещения;их стропильная система имеет свои особенности;есть несколько видов мансардных крыш;монтаж системы стропил кровли для мансарды возможен даже при наличии небольшого опыта в области строительства;важным условием успешного проведения монтажных работ являются точные расчеты.

Видео наглядно демонстрирует этапы устройства мансардной стропильной системы

Источники:

  • krovlyakrishi.ru
  • obustroeno.com
  • rooffs.ru

Стропильная система мансардной крыши:расчет и установка

Cтропильнеы системы мансардных крышCтропильнеы системы мансардных крыш

Приступая к строительству мансарды, необходимо иметь хороший проект. Вид кровли должен гармонично сочетаться с видом всего здания. Выбирая конструкцию верхнего этажа, необходимо выяснить, как устроена стропильная система мансардной крыши, каков ее шаг. Конструкция стропильной системы является основой кровли. Важными являются все узлы, опоры, расстояние между ними, материал и ограждения. Это опорный скелет кровли, определяющий ее надежность и долговечность, кроме того, стропильная система позволяет выполнять ее прямую функцию – защищать от непогоды. Если планируется строить мансарду своими руками, необходимо подобрать не очень сложную схему конструкции. Стропильная система во многом зависит от того, какой тип кровли будет выбран, какой шаг стропил и какой вид мансардной крыши будет предпочтительным. Проект должен содержать расстояние между стропилами, шаг расположения балок, учитывать как собственный вес кровли, так и нагрузку, вызванную природными осадками. Кроме того, все узлы должны быть устойчивы к перепадам температур.

Система стропил и узлы для различного вида мансардных конструкций имеют свои отличия. При этом конструкция должна быть не очень тяжелой, дабы не нагружать стены здания, надежной и прочной, а шаг стропил оптимальным. По видам мансардные кровли бывают:

  • Двухскатными, с двумя скатами по сторонам.

Двухскатная крышаДвухскатная крыша

  • Ломаной, состоящей из двух или более скатов с различными углами наклона.

Ломаная крышаЛоманая крыша

  • Вальмовой, где два или больше ската имеют треугольную форму.

Вальмовая крышаВальмовая крыша

  • Полувальмовая, с торцевыми скатами расположенными примерно на расстоянии половины высоты.

Полувальмовая крышаПолувальмовая крыша

  • Купольная, для зданий, имеющих многоугольную или круглую форму.

Купольная крышаКупольная крыша

  • Сводчатая, имеющая форму дуги в разрезе.

Сводчатая крышаСводчатая крыша

Тип кровли подразделяется на вентилируемые и не вентилируемые конструкции. В зависимости от климата выбирается строение того или иного типа. Для влажных климатических зон с большим количеством осадков предпочтительнее строить вентилируемые кровли. В подобных крышах слой воздуха между кровельным материалом и изолятором выполняет дополнительную предохраняющую функцию. Не вентилируемая, ломаная больше подходит для сухого климата.

Характерными особенностями мансардной кровли, в отличии от стандартных крыш является воздействие на конструкцию не только снаружи, но и изнутри. Внешние в виде осадков и ветра и внутренние в виде конденсата, возникающего из-за разницы температур в помещении и на улице. Поэтому конструкция верхнего этажа и стропильная система должны иметь дополнительную пароизоляцию и теплозащиту – слои материала, уложенные на некотором расстоянии между собой. Для дополнительной теплоизоляции, как правило, используется минеральная вата, вместе с влагонепроницаемым материалом и гидроизоляцией на кровле они образуют хорошую защиту. Небольшое расстояние между слоями даст вентиляцию кровле.

Как правильно устанавливать теплоизоляцию и гидроизоляцию

При строительстве мансардной кровли необходимо четкое соблюдение норм и рекомендаций касающихся конструкций системы стропил и их шага. Основные из них:

  • Брус или доску для изготовления стропил следует выбирать из древесины высокого качества и хорошо просушенной (с влажностью не более 15%).
  • Размер стропил следует выдерживать не менее 100х100 мм в сечении.
  • Не допускается врезка балок в нижний венец, это может ослабить конструкцию.
  • Обязательно обработать огнезащитным составом и антисептиком все узлы из дерева, для предотвращения грибка и гниения.
  • Угол наклона стропил от 30 до 60 градусов.
  • Крепления стропил осуществляются металлическими уголками или металлическими скобами и специальными гвоздями, обвязка производится проволокой.

Крепление стропилКрепление стропил

  • Высота стропильной системы варьируется 2.5-3.5 метра, а ломаная конструкция допускает высоту до 4м.

Высота стропильной системыВысота стропильной системы

  • Особо тщательно следует проектировать и просчитывать узлы и оконные проемы, шаг стропил, т.к. после монтажа стропил изменить параметры мансардных окон будет сложно.

Шаг стропилШаг стропил

Стропильная система мансардной крыши может строиться из различных материалов. Современная промышленность позволяет использовать не только дерево, но и облегченные металлические балки и узлы. Самые распространенные это:

  • конструкции из металла;

Металлическая стропильная конструкцияМеталлическая стропильная конструкция

  • железобетонные конструкции, применяемые в основном для промышленных зданий;

Железобетонная стропильная конструкцияЖелезобетонная стропильная конструкция

  • деревянные конструкции;

Деревянная стропильная конструкцияДеревянная стропильная конструкция

  • комбинированные конструкции.

Комбинированная стропильная конструкцияКомбинированная стропильная конструкция

Определять материал следует исходя из конструктивных параметров здания, его размеров и применения. Металлические и бетонные стропильные системы, как правило, используются на зданиях промышленного назначения. В частных и небольших по размеру домах чаще предпочитаются деревянные конструкции. Дерево легче обрабатывать, конструкция кровли не такая тяжелая, стропильная система из дерева легче монтируется и намного экологичнее.

Чтобы кровля прослужила долго, надежно выполняла свои функции и не требовала постоянного ремонта, необходимо проделать точные расчеты перед началом строительства. Следует учесть собственный вес кровли, зависящий от ее материала, количество осадков и нагрузки ветра. В соответствии с расчетами выбирается тип стропильной конструкции и шаг установки стропил. Перечислим основные разновидности стропильных систем:

Висячая стропильная системаВисячая стропильная система

  • система стропил ломаной крыши;

Ломаная стропильная конструкцияЛоманая стропильная конструкция

  • наслонная система;

Наслонная стропильная системаНаслонная стропильная система

  • комбинированная.

Комбинированная стропильная системаКомбинированная стропильная система

Расчеты для систем с наклонной конструкцией, ломаной кровли легче и быстрее, чем для висячих стропил. Наиболее распространёнными являются комбинированные стропильные конструкции скатных крыш. Рекомендуется расчет сложных стропильных систем поручить профессиональным проектировщикам. Расчет с помощью сложных формул и коэффициентов должен дать значение нагрузки на один метр квадратной стропильной системы. Для жилых домов нормативная средняя нагрузка равняется 50 кг на м².

Расчетная схема стропильной системы

Конструкция обрешетки напрямую связана с видом кровельного покрытия. Для мягких видов покрытия (например, ондулин) обрешетка должна быть сплошной. При использовании шифера, металлочерепицы или профнастила, доски на обрешетке следует располагать на расстоянии 25-40 см. Для изготовления обрешетки, обычно, используется обрезная доска толщиной 40-50 мм. Если крыша устроена с малым уклоном, следует установить снегозадерживающие конструкции.

ОбрешеткаОбрешетка

Для каменных строений распространена такая часть стропильной системы как мауэрлат. Его задача скомпенсировать часть нагрузки стропил на стены дома. Кроме того, мауэрлаты соединяют конструкцию крыши и здания. Как правило, крепится мауэрлат при помощи анкеров на бетонный пояс поверху стен. В небольших деревянных домах из бруса или рубленых роль мауэрлата может выполнять последний венец.

МауэрлатМауэрлат

Устройство стропильной системы мансардной крыши отличается креплением на мауэрлате:

  • В деревянных домах из бруса мауэрлат может фиксироваться на верхнем венце.
  • В домах, имеющих каркас, опираться стропила могут на верхнюю обвязку.
  • В домах из кирпича и камня опорой является нижний венец.

Важно!Во всех случаях необходимо обязательно гидроизолировать опорные балки. Для этого, как правило, применяется гидроизоляторы рулонного типа .

Рулонный гидроизоляторРулонный гидроизолятор

В случае монтажа лежней на столбах, размеры столбов должны равняться 100х145 мм ± 5 мм. Если лежень монтируется на стене или на перекрытии, между ними можно установить узкую доску. Лежень можно не использовать для четырехскатной кровли, если используются балки без крышных подкосов.

ЛеженьЛежень

Вкратце приведем порядок, в котором устанавливаются стропильные системы скатных крыш. Начинать следует с монтажа мауэрлата, на который будет опираться стропильная система. Изготавливается он из бруса размером, примерно 10х15 см и принимает на себя нагрузку стропил. Под брус заводится гидроизоляция в виде рубероида или аналогичного материала. Фиксация мауэрлата производится шпильками или с помощью цементного раствора.

Крепление мауэрлатаКрепление мауэрлата

В случае если крыша имеет ломанную или комбинированную конструкцию, наиболее распространенной формой фермы является п-образная. Рекомендуется монтаж таких ферм производить внизу, после чего поднимать и устанавливать на крыше. Каркас собирается из доски 5х15 см или бруса 10х10 см и монтируется на крыше на расстоянии 0.5-2 метра. Дистанция между фермами определяет нагрузку, которую должна выдерживать кровля. Чем меньше расстояние между стропилами, тем большую тяжесть выдержит конструкция. Наиболее распространенными являются треугольные фермы.

Стропильные фермыСтропильные фермы

Важно!Первыми следует устанавливать крайние фермы, соединив их коньком. Конек с помощью уровня выравнивается по горизонтали, после чего можно ставить промежуточные фермы.

Подобная конструкция с П-образными фермами является оптимальной при ширине кровли не более 6 метров. Для крыш превышающих этот параметр рекомендуется конструкция с дополнительной центральной опорой из бруса. Стропильные ноги и фермы в верхней части между собой соединяются горизонтальными балками. Для изготовления надежной и прочной стропильной системы мансарды, следует использовать хвойные сорта древесины. Брус, хороший просушенный и ошкуренный, тщательно проверяем на наличие сучков на всех элементах и выбраковываем. Крепеж осуществляется металлическими уголками, скобами на равном расстоянии и накладками.

Устройство стропильной системы крыши

Предыдущая

МансардыОсобенности проведения ремонта кровли из металлочерепицы

Следующая

МансардыКак отремонтировать мягкую кровлю

Ломаная крыша стропильная система расчет с размерами

Любой, наверное, хозяин загородного участка старается использовать свою территорию с максимально возможной полезностью. Хочется, чтобы и дом был вместительным, и чтобы было где гостей принять, и для мастерской отвести место. В то же время, на выделенных «сотках» особо не разгуляешься – необходимо оставить территорию для своих «сельхозугодий», для уютного двора, для гаража или автостоянки, для хозяйственных построек. Выход очевиден – «расти вверх». Двухэтажные полноценные здания – это доступно далеко не каждому, но можно постараться задействовать под полезную площадь чердачные помещения. Одним словом, оптимальным решением становится строительство дома с мансардой.

Ломаная крыша стропильная система расчет с размерамиЛоманая крыша стропильная система расчет с размерами

Ну а если возводить мансарду, то лучше всего обратить внимание именно на ломаную конструкцию крыши. При равных размерах в плане с двускатной, такая система дает значительный выигрыш в полезной площади, пригодной в том числе и для полноценных жилых помещений. Безусловно, подобный подход в определённой мере отражается на возрастании сложности расчётов и монтажа стропильной конструкции, но для трудолюбивого, умелого и старательного хозяина это не должно стать препятствием.

Итак, настоящая публикация призвана показать, что, если выбрана ломаная крыша стропильная система, расчет с размерами вполне можно провести собственными силами, чтобы получить гарантированно прочную конструкцию. Причем, для такого самостоятельного проектирования не потребуется знаний специальных прикладных программ. Предлагаемый алгоритм, безусловно, упрощен, и не может сравниться по точности с профессиональными расчетами, и если затевается строительство крупного здания со сложной конфигурацией крыши – так или иначе, придется обратиться к специалистам. Но для типичной мансарды ломаного типа над среднестатистическим жилым загородным домом или гаражом – он вполне оправдан.

Особенности стропильной системы ломаного типа 

Принцип устройства мансардной крыши ломаного типа

Итак, что же из себя представляет стропильная система ломаного типа?

С некоторой долей условности ее можно отнести к разновидностям двускатной. Но главное отличие в том, что каждый из скатов не представляет собой единой плоскости от конька до карнизного свеса. По определенной горизонтальной линии она «ломается» на две, причем верхняя часть ската имеет куда меньший угол крутизны по сравнению с нижней.

Характерная особенность ломаной крыши понятна уже из ее названия – каждый из скатов «ломается» на две плоскости, различающихся углом наклона к горизонтуХарактерная особенность ломаной крыши понятна уже из ее названия – каждый из скатов «ломается» на две плоскости, различающихся углом наклона к горизонту

Для чего это делается? Ответ очевиден. Если организовывать жилую мансарду под обычной двускатной крышей, слишком большая площадь приходится на «мертвые зоны» — по краям чердачного помещения вдоль линии карнизов. Безусловно, предпринимаются определенные меры, чтобы полезно использовать и эти участки, но возможности все же весьма ограничены, а сделать полноценный потолок, который не будет создавать «давящего» на голову ощущения, то есть с нормальной, привычной для человека высотой, получается только в центральной области чердака. Казалось бы, можно увеличить крутизну скатов – но это приводит к совершенно не оправданному росту высоты конька – такая крыша труднее в монтаже, требует большего количества материалов, и при всем этом – чрезмерная высота всегда становится причиной роста уязвимости конструкции от ветровой нагрузки, снижения общих прочностных характеристик. Одним словом, хлопот с возведением такой стропильной системы (тем более, если это планируется делать самостоятельно) – не оберешься!

А выход прост – повысить крутизну скатов только на «обитаемом» уровне чердачного помещения, до нормальной высоты потолка, а затем перейти к малому углу уклона, чтобы крыша не получалась слишком высокой. Давайте для наглядности посмотрим на один характерный пример.

Сравнение «полезной вместимости» мансардного помещения в домах с крышей обычного двускатного и ломаного типаСравнение «полезной вместимости» мансардного помещения в домах с крышей обычного двускатного и ломаного типа

Для «чистоты эксперимента» возьмем два здания, с совершенно одинаковыми размерами в основании, например, с шириной стены по фронтонной части в 6 метров (как показано на иллюстрации). Высота стены до линии перекрытия – 4 метра, и такое же расстояние отложено по вертикали от перекрытия до высшей точки крыши – конька. Различие – в конструкции крыши: слева обычная двускатная, справа – ломаного типа.

Примем, что желательная нам высота потолка в жилой мансарде должна составлять 2,5 метра, и попробуем «вписать» это помещение в пространство чердака. Если даже не обращать внимания на проставленные размеры, то результат, как говорится, виден «невооружённым глазом».

Ну а если оперировать языком цифр, то видно, что даже при весьма большой крутизне скатов в двускатной крыше (а здесь она составляет около 53 градусов), ширина пространства, удовлетворяющего требованию комфортной высоты потолка – чуть больше 2 метров. Иное дело – в мансарде со стропильной системой ломаного типа – ширина «обитаемой зоны» возросла практически вдвое. Еще показательнее это будет выглядеть, если вычислить площадь такого помещения – очевидно, что при довольно скромных размерах здания, скажем, при длине дома в 8 метров, только выигрыш в площади составит порядка 16 м². А это, согласитесь, размер вполне приличной комнаты в городской многоэтажке!

Так что, несмотря на повышенную сложность в возведении крыши ломаного типа, такая затея выглядит вполне оправданной.

Основные элементы конструкции мансардной ломаной крыши

Теперь давайте взглянем, из каких же элементов состоит конструкция стропильной системы ломаного типа. Сразу оговоримся о том, что схем существует немало, и все их рассмотреть – в масштабе одной статьи просто нет возможности. Поэтому выделим две основных, наиболее часто применяемых при самостоятельном строительстве.

Схема расположения основных деталей системы ломаного типа с опорой мансардных стропил на мауэрлатСхема расположения основных деталей системы ломаного типа с опорой мансардных стропил на мауэрлат

На схеме показаны следующие детали:

Стены здания (поз.1) в которые еще при их возведении вмурованы балки чердачного перекрытия (поз. 2). Обратите внимание – в данном случае они расположены даже несколько ниже верхнего обреза стен, что дает определенный выигрыш в высоте мансардного помещения. Но нередко они укладываются и вровень с верхним окончанием стен.

По стенам (по их карнизным сторонам) установлен мауэрлат (поз. 3) – брус, который станет опорой для основных, так называемых мансардных стропильных ног (поз. 4). Чаще всего эти стропила исполняются по наслонной схеме, то есть имеют в верхней части упор на вертикальную стройку (поз. 5). Вся «анфилада» таких стоек по все длине крыши связана общим брусом — прогоном (поз. 6). В верхней части противоположные стропильные ноги, закрепленные на стойках с прогонами, соединены затяжкой (поз. 7). Эта затяжка играет роль усиливающего элемента конструкции, но кроме этого – становится основой для подшивки потока мансардного помещения. То есть ее расположение в данной схеме обычно принимается с учетом комфортной для хозяев высоты потолка.

Основные стропильные ноги, несмотря на то что являются наслонными, все же испытывают немалые нагрузки на изгиб и на сжатие – просто в силу своей длины и особенностей расположения под большим углом. Поэтому их необходимо разгружать, то есть усиливать дополнительными деталями. В этом качестве применяются подкосы – диагонально расположенные опоры (поз. 8) и (или) дополнительные затяжки (поз. 9).

Как правило, крутизна этого ската, сформированного основными, мансардными стропилами, выдерживается в диапазоне от 60 до 70 градусов, хотя может быть даже больше. Это, кстати, дает еще один «плюс» – на плоскости, расположенной с таким уклоном, зимой не будут задерживаться снежные массы, и их при расчете данных стропил можно не принимать во внимание.

Верхние скаты формируют коньковые стропила (поз. 10). Они, безусловно, значительно короче, и обычно располагаются под углом к горизонту от 15 до 30 градусов. Здесь можно применить и висячую схему расположения стропил, без центральной опоры. Но для надёжности нередко и на коньке устанавливается стойки или бабки (поз. 11) с пущенным по ним коньковым прогоном, и тогда, по сути, стропила превращаются также в наслонные.

Еще один нюанс данной схемы. Так или иначе, но создавать карнизный свес крыши над стенами, чтобы защитить их от прямого попадания влаги, придется. Значит, мансардные стропила должны иметь определённое удлинение (поз. 12) для формирования этого свеса планируемой ширины. Другой вариант – использование дополнительных деталей – так называемых «кобылок», с помощью которых наращивается длина стропильных ног. Это будет несколько подробнее рассмотрено ниже.

Цены на крепления для стропил

крепления для стропил

Пример такой конструкции крыши показан на иллюстрации ниже.

Пример стропильной системы ломаного типа с мансардными стропилами, закрепленными на мауэрлате, и с их удлинением для формирования карнизного свесаПример стропильной системы ломаного типа с мансардными стропилами, закрепленными на мауэрлате, и с их удлинением для формирования карнизного свеса

Теперь рассмотрим вторую схему, обратив внимание на принципиальное отличие.

Карнизный свес формируется за счет выноса за пределы стен балок перекрытияКарнизный свес формируется за счет выноса за пределы стен балок перекрытия

В целях максимально полезного использования объёма чердачного помещения, очень часто мансардные стропильные ноги крепят не на мауэрлате, а на балках перекрытия, уложенных на верхних торцах стен здания и вынесенных наружу на необходимое расстояние (поз. 2а). Выигрыш в ширине получающейся комнаты – очевиден. Кроме того, решается еще одна проблема. Вынос балок перекрытия сразу формирует карнизный свес необходимой ширины (поз. 12а). Впоследствии останется лишь подшить его снизу досками или панелями-софитами.

Стропильная система ломаной крыши с вынесенными за пределы стен здания балками перекрытияСтропильная система ломаной крыши с вынесенными за пределы стен здания балками перекрытия

Основные требования, учитываемые при проектировании ломаной стропильной системы

Чтобы закончить вопрос с общим устройством и перейти вплотную к расчетам стропильной системы, имеет смысл перечислить основные требования, которые к ней предъявляются.

  • Как правило, высота потолка в мансардном помещении принимается не менее 2200 мм – в противном случае неизбежно постоянное давящее ощущение от близкорасположенной потолочной поверхности. Отсюда и начинаются основные расчеты других деталей системы.
  • При определении типа кровельного покрытия стремятся выбрать материал с небольшой удельной массой – тяжелую кровлю разместить на крутом скате мансарды будет значительно сложнее, да и надежность установки может быть не гарантирована.
  • Стопила, в особенности – основные, мансардные, нередко получаются весьма большой длины, и, скорее всего, потребуется установка усиливающих элементов конструкции (подкосов или затяжек). Промежуточные вертикальные стойки под круто расположенными стропильными ногами становятся малоэффективными.
  • Необходимо иметь в виду, что мансарда, если она задумывается жилой и «всесезонной», всегда отличается выраженно большим количеством теплопотерь, так как, по сути, вообще не имеет со стороны скатов кровли никакой термоизоляционной преграды. Все это налагает особые требования к утеплению, которые также могут сказаться и на линейных параметрах деталей стропильной системы. Вместе с тем, слой термоизоляции кровли в большинстве случаев потребует еще и качественной вентиляции утеплителя, иначе он быстро напитается конденсационной влагой и потеряет свои качества.
Мансарда практически всегда требует надежной термоизоляции, и это может сказаться на размерах деталей ее конструкцииМансарда практически всегда требует надежной термоизоляции, и это может сказаться на размерах деталей ее конструкции
  • Для строительства мансарды ломаного типа следует употреблять только качественный пиломатериал хорошей степени просушки (остаточная влажность не более 20%) – никому не нужны деформации этой сложной конструкции при усыхании древесины. Не следует приобретать древесину с обилием сучков, с продольными трещинами, с синевой или другими признаками биологического разложения. Перед монтажом элементов системы все они должны получить полноценную обработку специальными составами, защищающими дерево от гниения, поражения плесенью, грибком или насекомыми, повышающими противопожарные качества материала.
Обработка пиломатериалов пропиткой, повышающей их биологическую стойкость и противопожарные качестваОбработка пиломатериалов пропиткой, повышающей их биологическую стойкость и противопожарные качества

Вот теперь, познакомившись с особенностями стропильной системы ломаного типа, можно перейти к ее самостоятельным расчетам.

Как выполнить самостоятельный расчет ломаной стропильной системы

В интернете можно, при желании, отыскать программы расчета стропильных систем, выполненных как в виде специальных приложений, так и по типу алгоритма для использования, скажем, в Microsoft Excel. Мы же предлагаем упрощенную систему расчета, которой, впрочем, будет вполне достаточно для самостоятельного проектирования ломаной крыши для собственного дома небольших размеров или хозяйственной постройки.

В отличие от предлагаемых программ, когда у пользователя только запрашиваются данные, а сама процедура расчета для него остается «за семью печатями», мы проведем вычисления поэтапно, с объяснением каждого выполняемого шага. Это, кстати, поможет и глубже разобраться в конструкции системы и в основных взаимосвязях ее элементов.

Взаимосвязь «крутизна ската – высота помещения мансарды – ширина помещения»

В качестве исходных данных у хозяина дома всегда будет ширина здания (Вд)– размер той стены, над которой станет формироваться фронтон крыши. Кроме того, наверняка имеются пожелания о высоте потолка в мансардном помещении (Нм). Значит, необходимо отследить взаимосвязь – как будет влиять крутизна нижнего ската мансардной крыши (угол а) на вместимость образующегося помещения с заданной высотой потолка, то есть его ширину (Вм). Если затем эту величину Вм разделить на два, то полученное значение покажет еще и расстояние между центром (продольной осью мансарды) и местом установки вертикальных стоек.

Схема для проведения расчетов ширины и высоты помещенияСхема для проведения расчетов ширины и высоты помещения

На схеме хорошо показаны те данные, которыми мы будем оперировать при расчетах. Правда, если стропильная система будет делаться по принципу выноса балок перекрытия наружу, потребуется еще один размер – величина этого выноса (Вв).

Особенности такой схемы: добавляется еще один параметр – длина выноса балки перекрытия ВвОсобенности такой схемы: добавляется еще один параметр – длина выноса балки перекрытия Вв

Итак, по законам геометрии в прямоугольном треугольнике наши стороны (катеты) соотносятся следующим образом:

Вг = Нв / tg а

Вг – это длина «глухого» участка, то есть между внутренней поверхностью стойки и вершиной угла а (между скатом и балкой перекрытия).

Очевидно, что ширина полезного помещения мансарды (между вертикальными стойками) станет равна общей ширине минус два «глухих» участка.

Чтобы не «мучить» читателя самостоятельными подсчетами, постараемся каждый шаг расчетов снабдить соответствующим калькулятором.

Калькулятор зависимости крутизны мансардного ската и ширины образующегося помещения

Для удобства, в поле ввода сразу предусмотрена возможность расчета для обоих случаев – с опорой стропил на мауэрлат и с выносом балок перекрытия наружу. Просто в случае, если выноса балок нет, необходимо оставить в этом поле значение по умолчанию – «0».

Перейти к расчётам

При необходимости калькулятор позволяет решать и обратную задачу, когда известны желательные параметры комнаты, и необходимо вычислить, какой же крутизна ската должна быть при этом. Изменяя значение угла (градация сделана с точностью до 1 градуса), с ранее заданной шириной здания и высотой потолка, можно быстро прийти к необходимой ширине помещения. Такой подбор займет всего несколько лишних секунд.

Высота и крутизна конькового отдела ломаной крыши

Теперь у нас есть все необходимые величины для того, чтобы «прикинуть» общую высоту крыши, которая складывается из высоты мансардного помещения (Нм) и высоты треугольника, который можно назвать «коньковым» (Нк). Для расчета необходимо еще только определиться с углом крутизны установки коньковых стропил (b) – как уже говорилось, здесь обычно применяют скаты небольшого уклона, от 15 до 30 градусов.

Итак, высота «конькового треугольника» будет равна:

Нк = 0,5 × Вм × tg b

Калькулятор расчета высоты «конькового треугольника» мансардной ломаной крыши

Полученный результат остается суммировать с известной высотой мансардного помещения, чтобы получить суммарную высоту крыши. Для этого, наверное, уже не требуется калькулятора.

И опять же, вполне решается обратная задача. Например, необходимо узнать какую крутизну конькового ската необходимо задать, чтобы получилась крыша, допустим, общей высотой в 4 метра, при том, что потолок в мансарде планируется высотой в 2.3 метра. Простым арифметическим действием находим высоту «конькового треугольника»: 4 – 2,3 = 1,7 м, а затем, варьируя значения угла b, добиваемся нужной высоты в выдаваемом калькулятором ответе.

Расчёт длины стропильных ног

Пришла пора определиться, какой же длины, при полученных выше параметрах, будут стропильные ноги. Опять на помощь идет тригонометрическая формула:

L = Н /sin a = H / cos (90º — a)

Понятно, что для расчета длины мансардного (нижнего) стропила принимается значение высоты, соответствующее выбранной высоте мансардного помещения Нм и угол крутизны ската а, а для конькового стропила – высота «конькового треугольника» Нк и свой угол крутизны b. В остальном же различия нет, так что для поочередного расчета можно воспользоваться одним калькулятором, предлагаемым ниже.

Калькулятор расчета длины стропильной ноги

Если применяется схема с вынесенными балками перекрытия, и карнизный свес сформирован за счет этого, то на этом расчет общей длины стропильных ног закончен. Но в том варианте, когда требуется удлинение стропила для создания свеса, придётся выполнить еще одно вычисление.

Обычно ширина карнизного свеса, для полноценной защиты стен от прямого попадания осадков, задается по горизонтальной оси, то есть расстоянием от стены до края карниза. А при больших углах крутизны, характерных именно для нижних мансардных стропил, даже незначительная ширина свеса потребует довольно большого удлинения стропильных ног.

Карнизный свес, создаваемый за счет удлинения стропильных ног за линию мауэрлатаКарнизный свес, создаваемый за счет удлинения стропильных ног за линию мауэрлата

Для экономии материала, это удлинение часто делают и из досок, наращивая стропила кобылками. Значит, предлагаемый ниже расчет поможет определиться с тем, какая рабочая длина кобылок (без учета соединительного нахлеста) потребуется.

Цены на опоры для стропил

опоры для стропил

Калькулятор расчета необходимого удлинения стропила для создания карнизного свеса

Для расчета необходимо знать уже известный угол крутизны нижнего, мансардного ската а и планируемую ширину карнизного свеса k.

ΔL = k / cos a

Это соотношение заложено в расположенный ниже калькулятор:

Расчет основных нагрузок, выпадающих на стропильные ноги, определение их оптимального сечения

Следующим важным моментом становится определение нагрузок, которые будут выпадать на стропильные ноги. Этот параметр поможет определиться с сечением пиломатериала, которое обеспечит стабильность возводимой системы.

Расчет нагрузок, по правде говоря – это удел специалистов, владеющих теорией сопромата и вооружённых специальными методиками. Но в условиях строительства небольшого частного дома вполне можно применить и упрощённый алгоритм, который даст вполне приемлемый по степени точности результат.

Для подбора сечения пиломатериала мы будем оперировать распределенной нагрузкой, выпадающей на стропильные ноги. Она зависит от шага установки стропил – чем он меньше, чем ниже нагрузка, выпадающая на каждый погонный метр этой несущей детали.

А общая нагрузка складывается из нескольких составляющих – это масса самой системы с кровельным покрытием, ветровое воздействие, давление снежных масс на крышу. Плюс к этому, закладывается еще и определенный эксплуатационный запас – на случай непредвиденных нагрузок, например, стихийного или даже техногенного плана.

Ниже предложен калькулятор, который позволит быстро рассчитать распределённую нагрузку на стропильную ногу. Он, безусловно, требует некоторых пояснений по работе с ним – они также будут приведены.

Калькулятор расчета распределенной нагрузки на стропильные ноги.

Итак, для расчета потребуется ввести:

  • Угол ската крыши. Обычно расчет проводится для более длинных мансардных стропил, так что вводится значение угла а. Впрочем, при желании, для сравнения можно провести вычисления и для коньковых – тогда указывается угол b. Угол ската необходим для правильного подсчета снеговой и ветровой нагрузок.
  • Планируемый материал кровельного покрытия. В программу расчета, вместе с массой конкретной кровли, сразу занесено среднее значение массы характерной для нее конструкции обрешетки. Сюда же внесено примерный удельный вес  утеплителя кровли мансарды. То есть, выбирая кровлю, пользователь сразу вносит и все весовые нагрузки стропильной системы.
  • Для определения уровня снеговой нагрузки необходимо указать номер зоны своего региона проживания. Узнать свою зону можно по карте-схеме, расположенной ниже. Значение средней снеговой нагрузки для каждой из зон уже внесено в алгоритм расчета.
Карта-схема распределения территории России по зонам в зависимости от уровня снеговой нагрузкиКарта-схема распределения территории России по зонам в зависимости от уровня снеговой нагрузки
  • Для учета ветровой нагрузки придется ввести несколько параметров:

— Во-первых, по аналогии со снежной нагрузкой, необходимо определить по соответствующей карте свою зону по уровню ветрового давления (данные систематизированы по итогам многолетних метеонаблюдений). Показатели ветрового давления для зон – внесены в базу данных калькулятора.

Зонирование территории России по уровню ветрового давленияЗонирование территории России по уровню ветрового давления

— Во-вторых, необходимо определиться со своей «локальной зоной», то есть с особенностями расположения дома на местности, наличием или отсутствием естественных или искусственных преград для ветра. Тут подразумевается градация по трем типам – все они достаточно понятно изложены в интерфейсе калькулятора.

Правда, есть одна тонкость. Преграда для ветра только в том случае принимается в расчет, если она расположена в пределах круга с радиусом 30H, где Н – это высота дома над уровнем земли по линии конька. К примеру, для дома высотой в 6 метров учитываются препятствия, расположенные не дальше 180 метров от него.

Круг, в пределах которого учитываются естественные или рукотворные препятствия для ветраКруг, в пределах которого учитываются естественные или рукотворные препятствия для ветра

— Наконец, следует указать и саму высоту будущего дома (по уровню его конька).

  • Последнее поле ввода исходных значений – это планируемый шаг установки стропильных ног.

Варьируя этот параметр, оставляя неизменными все остальные исходные данные, можно наблюдать, как изменяется распределенная нагрузка, чтобы выбрать оптимальное значение.

  • Итоговый результат будет выдан в килограммах на погонный метр стропильной ноги.

Располагая этим значением, можно войти в таблицу, предложенную ниже, чтобы выбрать брус или доску необходимого сечения.

Расчетная величина распределенной нагрузки
(килограмм на погонный метр стропильной ноги)
Сечение пиломатериала для изготовления стропильных ног
75100125150175доска или брускругляк
толщина доски (бруса), ммдиаметр, мм
40506080100
Планируемый пролет стропила между точками опоры, мвысота доски (бруса), мм
43.532.52160150140130120
4.543.532.5180170160140120120
54.543.53200190180160140140
5.554.543.5-210200180160160
65.554.54--220200180180
6.565.554.5---220200200
-6.565.55---240220220

В левой части таблицы находят ячейку на пересечении округленной (в большую сторону) распределенной нагрузки с длиной пролёта стропил (расстояния между точками опоры или усиления). Затем из этой строки в правой части таблицы выписываются рекомендуемые сечения бруса (или диаметр бревна, если стропила будут изготавливаться из кругляка).

Кстати, при подборе материала для изготовления стропил обычно учитывают еще и толщину утеплителя, который укладывается между ними. Плюс к этому – необходимо оставить вентиляционный зазор между утеплителем и расположенной над ним паропроницаемой мембраной кровельного «пирога» (еще 20-30 мм). Поэтому имеет, наверное, смысл сразу определиться и с необходимой толщиной утепления, при котором в мансарде будет поддерживаться комфортный для всесезонного проживания микроклимат.

Давайте проведем и этот расчет.

Толщина необходимого утепления мансарды

Расчет толщины утепления скатов мансарды строится на том, что суммарное термическое сопротивление создаваемого «пирога» не должно быть ниже нормированного значения, установленного СНиП.

Найти это значение можно по размещенной ниже карте-схеме. При этом необходимо брать значение «для покрытий» (показано красными цифрами). Оно всегда – самое большое, так как через кровельные покрытия происходят максимальные утечки тепла.

Цены на клееный брус

клееный брус

Карта-схема для определения нормированного значения сопротивления теплопередачеКарта-схема для определения нормированного значения сопротивления теплопередаче

Для утепления мансарды чаще всего применяют минеральную вату. Однако, это не догма, и можно встретить массу примеров, когда используется пенополистирол (обычный «белый пенопласт» или более безопасный и качественный экструдированный). Кроме того, в последнее время всё шире применяются напыляемые материалы – пенополиуретан или эковата.

Не будем сейчас рассматривать достоинства и недостатки каждого из утеплителей, а просто скажем, что их теплотехнические характеристики, необходимые для проведения расчета, уже внесены в программу калькулятора.

локр17Какие материалы используются для термоизоляции частного дома?

Ассортимент подобных материалов – достаточно велик, и каждый из них обладает своими особенностями. Подробнее об основных утеплителях для дома рассказано в специальной публикации нашего портала.

Наконец, свою роль в термоизоляции мансарды может сыграть и внутренняя отделка помещения. В калькуляторе указаны основные типы материалов для обшивки стен мансарды – необходимо выбрать нужный и указать его планируемую толщину.

Калькулятор расчета толщины утепления скатов мансарды

Перейти к расчётам

Результат выдается в миллиметрах, и его можно затем округлить – привести к стандартным толщинам выпускаемых утеплительных матов или плит.

Кстати, для многих регионов России толщина утепления может оказаться весьма значительной, и для установки плит или матов такой толщины придётся неоправданно, в принципе, увеличивать сечение стропильных ног, что приводит и к удорожанию общей сметы, и к очень серьезному утяжелению конструкции.

Пример утепления скатов кровли в два слояПример утепления скатов кровли в два слоя

Но выход есть – это практика двухслойной укладки термоизоляции. Вначале плиты укладываются между стропильных ног. А затем, для достижения необходимой расчетной толщины термоизоляции, монтируется второй слой, для установки которого достаточно вспомогательной обрешетки из легкого пиломатериала небольшого сечения.

Площадь кровли ломаной крыши

При планировании строительства крыши такого типа обязательным параметром, который необходимо узнать, является суммарная площадь получаемых скатов. Это важно в плане приобретения кровельного материала, утеплителя, требуемых по технологии гидро- и пароизоляционных мембран, для расчета обрешетки, разреженной или даже сплошной – под мягкие битумные покрытия.

(Про обрешетку в данной статье не говорилось намеренно, так как у каждого кровельного материала есть своя специфика в этом вопросе, и общих «рецептов» просто нет).

Схема для подсчета суммарной площади кровельного покрытия мансардной ломаной крышиСхема для подсчета суммарной площади кровельного покрытия мансардной ломаной крыши

Подсчет площади скатов стандартной ломаной крыши, которая рассматривалась в публикации – задача буквально для начальной школы, и нет смысла облекать ее в какой-то онлайн-калькулятор. Просто воспользуйтесь следующей формулой:

S = 2 × D × (Lм + Lк)

где:

S – суммарная площадь скатов ломаной мансардной крыши;

D – длина кровли по линии карнизного свеса;

– длина мансардного стропила. Если для формирования карнизного свеса применялось удлинение стропильной ноги или использование кобылки, то это тоже обязательно принимается в расчет – длина стропила принимается суммарная, с учетом ΔL;

– длина конькового стропила.

Все значения указываются с максимальной точностью в метрах, ответ получается, естественно, в квадратных метрах.

Вместо заключения

Конструкция ломаной мансардной крыши на небольшом по размерам загородном доме (с шириной по линии фронтона в пределах 6÷7 метров) – настолько широко опробованная на практике, что встречается масса рекомендаций по выбору сечения пиломатериалов, даже не проводя расчетов. Так, для стропильных ног советуют использовать доски сечением 50×150 мм (если требуется толстое утепление – то его лучше провести в два слоя). Для стоек и перекрывающих их сверху балок применяют брус сечением от 80×80 до 100×100. Затяжки и подкосы – обычно выполняют из тех же материалов, что и стропильные ноги. Про обрешетку было сказано – в зависимости от выбранного кровельного материала и крутизны скатов.

Правда, при этом часто оговариваются, что такие сечения будут справедливы для районов с не слишком высокой снеговой и ветровой нагрузкой. А вот как уловить эту грань? Может, лучше все же не полениться и провести самостоятельный расчет? Дело ваше.

В завершение публикации – два видео сюжета, посвященные монтажу такой стропильной системы. Хотя  вопрос практического монтажа выходит за рамки рассмотрения данной публикации, такое знакомство с одной из существующих технологий  возведения ломаной конструкции крыши поможет лучше представить ее устройство для проведения необходимых проектировочных работ.

Видео: Вариант монтажа ломаной стропильной системы – часть 1

Видео: Вариант монтажа ломаной стропильной системы – продолжение

Устройство стропильной системы мансардной крыши

Как сделать стропила мансардной крыши – особенности установки стропильной системы

Надежность каркаса кровли с жилым чердаком зависит от того, насколько качественно выполнен монтаж стропил мансардной крыши. Сложность данного процесса объясняется необходимостью учитывать нескольких важных составляющих, оказывающих воздействие на стропильную конструкцию.

Устройство стропильной системы для крыш мансардного типа было разработано французским архитектором Ф. Мансаром в 17 столетии. Что удивительно: многие технические решения относительно чердачных жилых помещений, которые предложены им, актуальны и сейчас. Именно благодаря Мансару появилась мода на высокие потолки и большие окна в мансардах – они существенно повысили уровень комфорта для людей, проживающих в них.

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.

Инструкция по монтажу стропил для мансардной крыши

При устройстве стропил для мансарды нужно выдержать все технологические требования, чтобы несущая конструкция смогла в полной мере выполнять возлагаемые на нее задачи. Фермы и прочие сопутствующие элементы должны быть смонтированы так, чтобы готовая конструкция могла выдерживать ветровые и снеговые нагрузки для конкретного региона. Все эти моменты дополнительно уточняются в процессе расчета.При желании установку стропил для мансарды можно выполнить самостоятельно, сэкономив деньги на услугах сторонних рабочих.

Схема креплений стропил.

Основная информация о стропилах для крыш

Мансарда — это помещение под кровлей, располагается она на чердачном этаже здания. Такой прием позволяет грамотно спланировать рост используемых площадей без существенных материальных затрат. На мансарде можно будет жить не хуже, чем в любом другом помещении. Но для этого ее нужно правильно обустроить и, в частности, грамотно установить стропила для крыши.

Стропильная система мансардной крыши.

Перед установкой стропил для мансарды нужно выбрать подходящий вид данной конструкции. Стропила бывают наслонными и висячими.

Наслонные стропила для крыши мансарды лучше всего устанавливать в зданиях, имеющих несущую промежуточную стену. Чтобы установить наслонную систему стропил для крыши мансарды, нужно, чтобы 2 несущие стены располагались на расстоянии не более 7 м друг от друга.

Если внутренних стен нет, единственным возможным вариантом являются висячие стропила для крыши мансарды. Стандартная конструкция включает в себя стропила и нижний пояс — затяжку. В качестве опорного элемента используется мауэрлат. Для крепления стропил применяется проволока и скобы. Монтаж выполняется с обязательным учетом уровня предположительной нагрузки.

Особенности монтажа стропильной системы

Монтаж стропильной системы крыши.

Прежде чем приступать к установке стропил для крыши мансарды, подготовьте все, что понадобится вам в процессе работы:

  1. Необрезную доску.
  2. Деревянные брусья.
  3. Теплоизоляционный материал.
  4. Гвозди.
  5. Отожженную проволоку диаметром 3-4 мм.
  6. Шпагат.
  7. Доски шириной 15 см и толщиной 4-5 см.
  8. Влагоизоляционный материал.

Существует несколько разных типов мансардных кровельных систем, а именно:

  1. Треугольные.
  2. Несимметричные.
  3. Симметричные.
  4. Ломаные.

Одним из важнейших моментов проектирования является расчет углов наклона ската кровли. При выполнении этого этапа нужно учитывать следующие особенности:

  1. Климатические условия региона.
  2. Вид и характеристики материалов, использующихся для строительства и отделки.
  3. Личные предпочтения владельца дома.

Узлы крепления стропильной системы.

Чем большим будет угол наклона ската кровли, тем меньше будет свободного пространства в мансардном помещении. Однако если угол будет слишком маленьким, кровельную систему будет сложнее очищать от осадков и загрязнений. Через время это приведет к снижению надежности системы. Поэтому очень важно выбрать оптимальный для имеющихся условий кровельный материал.

Правильность установки стропил для крыши мансарды обеспечивает прочность и стабильность кровли. При выполнении этой работы нужно соблюдать ряд правил. Во-первых, конструкция сооружается из деревянных балок сечением 100х100 мм или 150х150 мм. Во-вторых, система тщательно гидроизолируется. Обычно в качестве гидроизоляции используют рубероид либо толь.

Конструкция каркаса укладывается на основания из железобетона. Для крепления несущего узла используется проволока и металлические скобы. Довольно часто применяется соединение шип-паз. Важно, чтобы древесина, которая используется для сооружения стропил, имела влажность не более 15%. По возможности выбор следует отдавать в пользу хвойных пород.

Обязательно должна быть создана дезинфицирующая атмосфера. Отсыревшие брусья категорически запрещается использовать. Из-за них вся стропильная система может попросту разрушиться. Поэтому перед применением брусья нужно обязательно высушить. Дополнительно древесина пропитывается антисептическими и антипожарными составами.

Выполняя разметку установки опор, рассчитывайте шаг монтажа так, чтобы все стропила были установлены вертикально в одной плоскости. Проверить вертикальность установки вам поможет знакомый любому строителю инструмент под названием отвес.

Чтобы фиксация частей была максимально надежной, используйте раскосы или растяжки. Вертикальные стойки обивайте подходящими материалами. Чаще всего выполняется двухсторонняя обшивка с применением фанеры и гипсокартона. Между листами обшивки обязательно должен быть уложен утеплитель.

Пошаговая инструкция по монтажу стропил

Схема усиления стропил дополнительными подкосами.

Процесс монтажа стропильной системы для крыши мансарды начинается с укладки верхнего бруса. Для его закрепления можно использовать гвозди, саморезы и металлические скобы. Используются бруски сечением 150х150 либо 100х100 мм.

После этого выполняется установка мауэрлата. Он нужен, прежде всего, для того, чтобы крыша не опрокинулась при сильном порыве ветра. Мауэрлат должен быть сконструирован и смонтирован таким образом, чтобы выдерживать нагрузки, которые поступают и на кровлю дома, и на его стены. Непосредственно мауэрлат выкладывается из брусьев. Лучше всего использовать бруски 100х150 мм. Также можно применять доски толщиной от 50 мм.

Выбранный материал следует уложить горизонтально, предварительно рассчитав размер поверхности стен. Под каждый брусок или доску обязательно монтируется гидроизоляционный материал, который будет защищать элементы мауэрлата от пагубного воздействия влаги.

В завершение монтируются стропильные ноги. Эти элементы конструкции можно приобрести в готовом виде или же сделать самостоятельно. Сначала рассчитывается шаг стропильных ног, после чего на мауэрлат наносится разметка. Для этого вам нужно нанести метки на стропильную раму и мауэрлат. Профессионалы рекомендуют монтировать стропила с шагом в 1-1,2 м. Уложите крайние стропила к фронту. Важно, чтобы линия края фронтона и верх ног были на одном уровне.

Стропила делаются из брусков или досок. Важно, чтобы доски были прямыми.

От использования материала с сучками лучше воздерживаться, максимально допустимое количество сучков — 3 штуки на метр погонный.

Виды стропильных конструкций.

Далее, вам нужно взять шпагат и натянуть его между крайними стропилами. В данном случае он будет выполнять функции уровня для монтажа остальных ног. В завершение вам нужно будет попарно соединить верхние части стропил между собой и установить коньковую балку. Она понадобится в том случае, если крыша имеет больше 7 м в длину, а стропильный каркас сравнительно много весит.

Если крыша имеет меньший размер, будет достаточно связать верх ног растяжками. Непосредственно растяжки вы можете в будущем использовать как потолочные балки мансарды. При сильном ветре и снеге эти элементы будут брать на себя определенную часть нагрузки.

В завершение устанавливается обрешетка, укладывается влагоизоляция и теплоизоляционный материал, устраивается кровля, отделываются стены и потолок мансардного помещения.

Если в мансардной крыше будут окна, работа выполняется в такой же последовательности, но на стадии монтажа стропил закладываются оконные проемы, в которые в дальнейшем будут установлены оконные рамы. Не забывайте о том, что мансарда должна иметь размер не менее 3х2,2 м. В противном случае жить в такой комнате будет крайне некомфортно.

Мансардная крыша, выполненная в соответствии со всеми правилами, станет прекрасным украшением любого дома и будет служить не один десяток лет. Уделите должное внимание устройству стропильной системы и подойдите к этой задаче со всей ответственностью. Вы не только сэкономите деньги, но и будете контролировать каждый этап работы, что позволит быть полностью уверенным в качестве ее выполнения. Удачи!

Стропильная система мансардной крыши – конструкция, расчет и монтаж

Как говорят опытные строители, мансарду можно обустроить в доме, была бы крыша. Вид крыши влияет, насколько эта мера увеличит полезную площадь, комфортно ли пользоваться этим помещением и работы какой сложности потребуются. Распространёнными видами крыш для обустройства жилого подкровельного помещения считают двускатную я прямыми и ломанными скатами.

Стропильная система мансардной крыши конструируется таким образом, чтобы освободить пространство в центре, где высота потолков достигает приемлемой высоты, разместив основную массу опорных элементов по краям. Эта статья расскажет, из чего состоит каркас кровли, как выбрать оптимальный вариант конструкции и правильно выполнить монтаж.

Виды стропильных систем

Приступая к конструированию стропильной системы для мансардной крыши, обращают внимание на планировку дома. Исходя из видов опор, выбирают подходящий вариант устройства:

  1. Наслонная. Такой тип стропильного каркаса походит для домов, в которых посредине проходит несущая перегородка. Тогда вес конструкции кровли распределяют между ней и внешними стенами сооружения. Это необременительный и рациональный способ организации каркаса, но он подходит, если расстояние между наружными стенами и внутренней опорой не превышает 7 м.
  2. Висячая. Этот тип применяют тогда, кода внутри нет несущих перегородок или колонн, которые используют, чтобы перенести на них вес крыши. Висячие стропила опираются на мауэрлат и коньковый прогон. Для крыш площади до 50 кв. м, с маленьким весом крыши применяют простейшую конфигурацию, состоящую из стропильных ног и горизонтально расположенной затяжки. Чтобы перекрыть сооружение крупного размера, эту конструкцию укрепляют стойками, схватками, подкосами. Эти элементы повышают устойчивость крыши, но «съедают» полезную площадь мансарды. Допустимое расстояние между стенами сооружения для висячих стропил составляет 14 м.
  3. Комбинированная. Смешанный тип стропильной системы используют, когда в доме вместо несущей перегородки посередине устанавливаются опорные колонны. Получается, что часть стропил можно облокотить на колонны, а остальные смонтировать как висячие. Этот способ довольно часто применяют для обустройства мансардных крыш, так как он позволяет использовать меньше вспомогательных элементов, снижая нагрузку на фундамент и не загромождая подкровельное помещение.

Обратите внимание, что устройство мансарды необходимо запланировать на этапе создания проекта, потому что тип, вес и конструкция стропильной системы необходимы для расчета фундамента. Если решение о возведение мансардной крыши возникло на финальном этапе строительство, необходимо пересчитать массу дома с учетом новых данных, чтобы проверить выдержи ли фундамент дополнительную нагрузку, особенно если на участке сложный грунт и маленькое расстояние между поверхностью и грунтовыми водами.

Расчет элементов стропильной системы

По строительным нормам помещение называют жилым, если высота от пола до конька не менее 2,5 м и присутствуют источники естественного света, то есть окна. Потому, главный параметр мансардной крыши, который необходимо рассчитать – угол наклона ее скатов. Загвоздка в том, что, если заложить небольшой уклон, то высота потолков в мансарде будет ниже дозволенной правилами. А, если сделать крытые скаты, крыша получится очень тяжелой, дорогой и неустойчивой. Поэтому используется ломанный тип крыши, скаты которой меняют уклон, ее верхние стропила имеют острый угол 30 градусов, а нижние – 60 градусов.

Важный этап проектирования мансардной крыши – расчет величины сечения элементов стропильной системы. Проще всего узнать рекомендованный размер в справочных таблица с рассчитанными значениями, которые учитывают длину, расстояние между соседними элементами, вид и качество материала. Однако, если крыша нестандартного размера необходимо выполнить расчет, основанный на вычислении суммарной нагрузки от веса кровли, которая ложится на стропильную систему. Схема расчета также учитывает временные нагрузки в виде массы выпавшего снега, которые отражаются в климатическом коэффициенте, характеризующим характер погоды в месте строительства.

Для создания стропильной системы мансардной крыши используют древесину, однако не во всех случаях это целесообразно, так как, чтобы стропила справлялись с нагрузкой, приходится увеличивать сечение используемых пиломатериалов, что еще больше увеличивает вес конструкции. Чтобы вырваться из этого замкнутого цикла, необходимо отказаться от дерева в пользу стропил большей прочности из металла.

Конструкция стропильной системы

Составные части стропильного каркаса мансардной крыши ничем не отличаются от конструкции других видов скатных крыш. В него входят:

  • Мауэрлат. Основание крыши, своего рода фундамент, который берет на себя вес крыши и распределяет по периметру опорных стен. Его изготавливают из бруса размером 150х150 мм или толще. Установка мауэрлата выполняется с помощью анкерных болтов или шпилек, вмонтированных в армобетонный пояс. Межу поверхностью стены и брусом прокладывают гидроизоляционный слой или обрабатывают его битумной мастикой. Очень важный момент крепежа заключается в расчете мест установки шпилек, расстояние между ними выбирают так, чтобы не попасть под стропильные ноги.
  • Стропила. Это элементы стропильной системы, которые формируют уклон крыши. Верхушка стропильной ноги закрепляется на коньковый брус, а низ – на мауэрлат или стойку, если речь идет о верхних стропилах ломанной крыши. Ноги изготавливают из досок 50х150 мм или 100х150мм. Расстояние между ними называют шагом, оно варьируется от 50 до 120 см в зависимости от веса кровельного материала. Взаиморасположение и сечение стропильных ног описывает схема стропильной системы, облегчающая монтаж.

В большинстве случаев элементы стропильной системы выполняют из древесины высокого качества. Чтобы избежать деформацию в процессе эксплуатации, ее необходимо высушить до влажности 15-18%, обработать антисептической пропиткой глубокого проникновения и антипиреном, если вы планируете вывод дымохода на крышу.

Последовательность сборки

Сборку стропильной системы лучше выполнять с помощью опытного мастера, так как даже поднять тяжелые, длинные брусья проблематично. Не рекомендуется заниматься монтажом в дождь и снег, так как влажность древесины за время работы увеличится. Обычно процесс сборки выглядит следующим образом:

  1. В первую очередь выполняют монтаж мауэрлатного бруса на верхнюю обвязку стен. Кстати, функции этого элемента в бревенчатых и брусовых постройках выполняют верхние венцы, усиленный с помощью скоб.
  2. Следующий этап монтажа – установка балок перекрытия. Их крепят на мауэрлат или на выступы в стене. Существует два метода укладки балок перекрытия – с выносом или без выноса. Если перекрытия монтируют первым способом, то они выносятся за периметр дома для формирования свеса так, чтобы расстояние между концом балки и стеной было 50-100 см.
  3. Устанавливают вертикальный стойки, определив середину балки перекрытия и отступив от нее равные промежутки. Расстояние между стойками соответствует ширине бедующей мансарды.
  4. На стойки с помощью металлических уголков закрепляют затяжки. Получается, что каждая пара стоек образует конструкцию в виде буквы п.

Надежность стропильной системы мансардной кровли зависит, в первую очередь, от правильности расчетов, поэтому, если вы не уверены в своих инженерных способностях, лучше использовать типовой проект, созданный профессиональным архитектором.

Видео-инструкция

Cтропильная система мансардной крыши и ее особенности

Надёжность кровли и её способность выдерживать постоянные нагрузки зависит от устройства стропильной системы мансардной крыши. Подобно фундаменту, она создаёт опору для крыши, передавая её вес на основную конструкцию строения.

Увеличить полезное пространство мансарды позволяет крыша с разным углом наклона её скатов. Кроме того, помимо вопроса увеличения площади мансарды, следует позаботиться об утеплении, звуконепроницаемости и влагозащите стен чердака.

Выбирая конструкцию будущей крыши, помимо несущей нагрузки кровельных материалов, следует учитывать неблагоприятные природные явления: снег, ветер, град, ливень. Кроме того, используемые кровельные материалы должны выдерживать существенные перепады температур, быть стойкими к низким и высоким температурам.

Сегодня применяют стропильные системы 2-х типов:

Висячая стропильная система

Такая конструкция в качестве опоры использует внешние стены помещения. Благодаря упругости балок, отпадает необходимость в дополнительных опорах. При этом основная нагрузка крыши приходится на стены здания. Для дополнительной поддержки стропил (скатов) используют затяжки с использованием деревянных или металлических конструкций. Их размещают у основания стропильной системы или несколько выше. И от высоты их расположения зависит прочность соединения стропильной системы.

Для уменьшения прогиба стропил длиной до 8 м. дополнительно используют ригель. Его монтируют параллельно затяжке и несколько выше от неё. Если высота стропил превышает 8 м, прибегают к установке вертикальной стойки (бабки) с 2-мя подкосами. Иногда устанавливают уже готовые стропильные системы мансардной крыши, собранные на земле и имеющие вид ферм. Они, как правило, имеют более сложные конструктивные особенности.

Наслонная стропильная система

Эта стропильная система мансардной крыши самая простая в техническом плане и достаточно экономичная. Опору для стропил выполняют внешние стены конструкции, дополнительные опоры и внутренняя стена. Установка таких стропил возможна только при соблюдении дистанции между несущими стенками – не больше 6,5 м. Увеличение расстояния вплоть до 12 м. возможно лишь при использовании промежуточных опорных балок.

Готовые стропильные системы (фермы) и стропила недопустимо сразу монтировать на стены. Предварительно необходима установка опорного бруса — мауэрлата. В зависимости от типа конструкции стропильных систем (металлической или деревянной) используют брусы соответствующего материала. В верхней части стропила или фермы соединяют прогоном и над ними располагают конёк крыши, а нижние концы стропил пропускают наружу через пазы в стене.

Для придания особой прочности стропильвых систем используется проволока. Она надёжно укрепляет стропильную конструкцию и создаёт дополнительный резерв при изменении деревянных конструкций в размере под воздействием физических факторов (влаги, температуры, усадке древесины).

Коньковый прогон (брус) – надёжная опора стропил

Это самая верхняя часть конструкции двускатной крышы мансардного типа. Для чего нужен коньковый прогон? Коньковый прогон является опорой для верхней части наклонных стропильных ног, поскольку объединяет их между собой. В свою очередь, роль опоры для бруса выполняет внутренняя стена.

В зависимости от длины стропил и прогнозируемых нагрузок (веса стропил, кровли, силы ветра, снега) используют бруски или доски (сечение конькового прогона 15×5 см. или 20×5 см), располагающимися отдельно или соединёнными между собой.

Между стенами конструкции здания и стойками используют специальный элемент – лежень. Его изготавливают из древесного материала. В качестве альтернативы может использоваться специальная прослойка из бруса.

При больших пролётах необходимо жёстко укреплять стропильные ноги как в нижней части (с мауэрлатом), так и в верхней (с коньковым прогоном). При этом применяют специальные подкосы, располагая их между коньковым брусом и стойками. Дополнительными крепёжными элементами являются накладки, скобы и уголки.

При проектировании свисающих стропил объединяют стропила и затяжку (с помощью бабки) совместно с опорой стропильной системы на мауэрлат. Это позволяет повысить жёсткость всех элементов конструкции.

Мауэрлат – связующее звено стропильной конструкции и стен

Мауэрлат – связующее звено между зданием и всей стропильной конструкции. Он выполняет 2 важные функции:

  • Переносит часть нагрузки с крыши на несущие стенки
  • Дополнительно укрепляет кровлю и постройку между собой

Для этого верхнюю поверхность стены заливают бетоном с использованием металлических анкеров. На поверхности мауэрлата создают специальные отверстия, уступающие в диаметре анкерам. Таким образом, через данные отверстия мауэрлат насаживают на анкеры.

Следует заметить, что в постройках деревянного типа возможно использование деревянных анкеров, а в качестве мауэрлата — венец сруба.

Крепёжными элементами стропильной системы мансардной крыши являются также хомуты, болты, скопы, гвозди, шурупы. Ими дополнительно укрепляют конструкцию крыши, и они используются для изготовления стропильных конструкций – ферм.

Материалы для устройства стропильной системы

В изготовлении стропильных конструкций широко применяют следующие материалы:

  • железобетонные стропила
  • деревянные стропила
  • металлические стропила
  • комбинированные стропила

Тот или иной материал для устройства стропильных систем мансардной крыши должен соответствовать назначению возводимого здания и переносимым нагрузкам его конструкции. Например, железобетон или металл используют в кирпичных и каменных строениях с соответственно более тяжёлой и сложной по размеру кровлей.

Где применяют деревянные стропильные системы?

Деревянные стропилы весьма популярны при возведении жилых построек.

  • сравнительно небольшой вес
  • доступность и дешевизна материала
  • лёгкая обработка и монтаж
  • экологичность

Более низкая противопожарная безопасность и склонность к гниению деревянных конструкций компенсируется их обработкой специальными смесями предупреждающими развитие гнилостных процессов и возгорание древесины.

Таким образом, деревянные стропилы для возведения жилых помещений выглядят предпочтительнее железных и особенно конструкций из железобетона.

Кровельный материал для мансардных крыш

От стропильной системы мансардной крыши здания зависит гармоничность всех частей здания. При выборе конструкции необходимо полагаться на будущее ограждение и используемые материалы. При этом предпочтительнее использовать доступные и лёгкие строительные материалы.

Основная часть всей конструкции должна изготавливаться из дерева или металла. В этом плане использование камня и железобетона экономически и практически не выгодно.

Для возведения кровли применяют:

  • металл
  • металлочерепицу
  • мягкую черепицу
  • черепицу из глины
  • черепицу из цветных металлов

Материалом для ограждений чаще становятся листы гипсокартона. Внутренние перегородки создают с использованием фанеры, тонколистового профиля и гипсокартона.

Специфика мансардной крыши

Крыша мансардного типа испытывает постоянное влияние физических факторов внутри и снаружи помещения. Их действие основано на образовании конденсата вследствие охлаждения тёплого воздуха в помещении. И в этом принципиальное отличие мансардной кровли от других типов крыш. В связи с этим необходимо заранее определить систему паро- и теплоизоляции.

Для теплоизоляции мансарды используют минеральную вату. При этом с внешней стороны утеплитель оснащается системой гидроизоляции. Внутренняя отделка производится с использованием пароизолятора. Также для оптимальной вентиляции помещения между утеплителем и наружной части кровли должно быть оставлено свободное пространство.

Вентиляция крыши мансардного типа

Выбор вентиляции крыши зависит от климата снаружи и внутри помещения. Повышенная влажность воздуха подразумевает создание вентиляции непосредственно в крыше. Для этого оставляют свободный промежуток между теплоизолятором снизу и железобетонной плиткой сверху. Этим достигается снижение радиоактивного фона и лучше просушивается крыша.

Для регионов с предпочтительно сухим климатом подойдёт установка невентилируемой крыши. Конструкция крыши мансардного типа создаётся в несколько этапов:

  • На железобетонную основу укладывают пару слоёв рубероида в качестве пароизолятора
  • Далее, поверхность засыпают керамзитом или шлаком для теплоизоляции
  • Укладывают 3-х сантиметровый слой цементной основы с поверхностным слоем рубероида
  • На поверхность битума накладывается слой гравия

Особенности теплоизоляции мансардной крыши

Крыша мансардного типа требует более внимательного подхода к вопросу теплоизоляции. Её верхняя часть не способна надёжно защищать от холода, а широкая площадь взаимодействия с улицей создаёт дополнительные предпосылки к переохлаждению помещения. Поэтому для комфортного пребывания в мансардном помещении должна быть организована надёжная система теплоизоляции.

Используемые материалы должны полностью соответствовать предъявляемым требованиям к микроклимату помещения. Так, в качестве теплоизолятора великолепно зарекомендовала себя минеральная вата, надёжно сохраняющая тепло в помещении.

Среди конструкционных теплоизоляционных материалов лучше всего подходит шифер или черепица. Они обладают лучшими теплоизоляционными характеристиками и превосходят в этом качестве металл. Следует заметить, что разработку мансарды здания лучше проводить на этапе строительства. В этом случае расчет нагрузки на несущие стены окажется наиболее точным.

Чтобы максимально увеличить полезное пространство мансарды, необходимо конструировать стропила под углом 30-60°. Немаловажным является решение вопроса о целесообразности использования опорных частей между наружными стенами, определение формы мансарды, расстояния между перекрытиями.

Оптимальным размером мансарды является конструкция высотой 2,2 м и шириной не менее 3 м. Следует определить и тип лестницы. Многие специалисты сходятся во мнении, что с практической, экономической и дизайнерской составляющей, лучшим выбором является винтовая лестница.

Итак, требования к обустройству мансардной крыши должны быть следующими:

  • противопожарная безопасность
  • многослойная конструкция
  • использование теплоизоляторов (минеральная вата)
  • организация системы вентиляции

Стропильная конструкция мансардной крыши видео

Стропильная системы мансардной крыши — установка стропил и схемы (фото, видео)

Как говорят опытные строители, мансарду можно обустроить в доме, была бы крыша. Вид крыши влияет, насколько эта мера увеличит полезную площадь, комфортно ли пользоваться этим помещением и работы какой сложности потребуются. Распространёнными видами крыш для обустройства жилого подкровельного помещения считают двускатную я прямыми и ломанными скатами.

Содержание статьи

Стропильная система мансардной крыши конструируется таким образом, чтобы освободить пространство в центре, где высота потолков достигает приемлемой высоты, разместив основную массу опорных элементов по краям. Эта статья расскажет, из чего состоит каркас кровли, как выбрать оптимальный вариант конструкции и правильно выполнить монтаж.

Виды стропильных систем

Приступая к конструированию стропильной системы для мансардной крыши, обращают внимание на планировку дома. Исходя из видов опор, выбирают подходящий вариант устройства:

Схема видов стропильных систем мансардной крыши

Схема видов стропильных систем мансардной крыши

  1. Наслонная. Такой тип стропильного каркаса походит для домов, в которых посредине проходит несущая перегородка. Тогда вес конструкции кровли распределяют между ней и внешними стенами сооружения. Это необременительный и рациональный способ организации каркаса, но он подходит, если расстояние между наружными стенами и внутренней опорой не превышает 7 м.
  2. Висячая. Этот тип применяют тогда, кода внутри нет несущих перегородок или колонн, которые используют, чтобы перенести на них вес крыши. Висячие стропила опираются на мауэрлат и коньковый прогон. Для крыш площади до 50 кв. м, с маленьким весом крыши применяют простейшую конфигурацию, состоящую из стропильных ног и горизонтально расположенной затяжки. Чтобы перекрыть сооружение крупного размера, эту конструкцию укрепляют стойками, схватками, подкосами. Эти элементы повышают устойчивость крыши, но «съедают» полезную площадь мансарды. Допустимое расстояние между стенами сооружения для висячих стропил составляет 14 м.
  3. Комбинированная. Смешанный тип стропильной системы используют, когда в доме вместо несущей перегородки посередине устанавливаются опорные колонны. Получается, что часть стропил можно облокотить на колонны, а остальные смонтировать как висячие. Этот способ довольно часто применяют для обустройства мансардных крыш, так как он позволяет использовать меньше вспомогательных элементов, снижая нагрузку на фундамент и не загромождая подкровельное помещение.

Обратите внимание, что устройство мансарды необходимо запланировать на этапе создания проекта, потому что тип, вес и конструкция стропильной системы необходимы для расчета фундамента. Если решение о возведение мансардной крыши возникло на финальном этапе строительство, необходимо пересчитать массу дома с учетом новых данных, чтобы проверить выдержи ли фундамент дополнительную нагрузку, особенно если на участке сложный грунт и маленькое расстояние между поверхностью и грунтовыми водами.

Расчет элементов стропильной системы

По строительным нормам помещение называют жилым, если высота от пола до конька не менее 2,5 м и присутствуют источники естественного света, то есть окна. Потому, главный параметр мансардной крыши, который необходимо рассчитать – угол наклона ее скатов. Загвоздка в том, что, если заложить небольшой уклон, то высота потолков в мансарде будет ниже дозволенной правилами. А, если сделать крытые скаты, крыша получится очень тяжелой, дорогой и неустойчивой. Поэтому используется ломанный тип крыши, скаты которой меняют уклон, ее верхние стропила имеют острый угол 30 градусов, а нижние – 60 градусов.

Зависимость угла наклона и высоты потолков

Зависимость угла наклона и высоты потолков

Зависимость угла наклона и высоты потолков

Угол наклона и высота потолка

Важный этап проектирования мансардной крыши – расчет величины сечения элементов стропильной системы. Проще всего узнать рекомендованный размер в справочных таблица с рассчитанными значениями, которые учитывают длину, расстояние между соседними элементами, вид и качество материала. Однако, если крыша нестандартного размера необходимо выполнить расчет, основанный на вычислении суммарной нагрузки от веса кровли, которая ложится на стропильную систему. Схема расчета также учитывает временные нагрузки в виде массы выпавшего снега, которые отражаются в климатическом коэффициенте, характеризующим характер погоды в месте строительства.

Подбор сечения стропильных ног

Подбор сечения стропильных ног

Для создания стропильной системы мансардной крыши используют древесину, однако не во всех случаях это целесообразно, так как, чтобы стропила справлялись с нагрузкой, приходится увеличивать сечение используемых пиломатериалов, что еще больше увеличивает вес конструкции. Чтобы вырваться из этого замкнутого цикла, необходимо отказаться от дерева в пользу стропил большей прочности из металла.

Конструкция стропильной системы

Составные части стропильного каркаса мансардной крыши ничем не отличаются от конструкции других видов скатных крыш. В него входят:

Схема устройства стропильной системы

Схема устройства стропильной системы

  • Мауэрлат. Основание крыши, своего рода фундамент, который берет на себя вес крыши и распределяет по периметру опорных стен. Его изготавливают из бруса размером 150х150 мм или толще. Установка мауэрлата выполняется с помощью анкерных болтов или шпилек, вмонтированных в армобетонный пояс. Межу поверхностью стены и брусом прокладывают гидроизоляционный слой или обрабатывают его битумной мастикой. Очень важный момент крепежа заключается в расчете мест установки шпилек, расстояние между ними выбирают так, чтобы не попасть под стропильные ноги.
  • Стропила. Это элементы стропильной системы, которые формируют уклон крыши. Верхушка стропильной ноги закрепляется на коньковый брус, а низ – на мауэрлат или стойку, если речь идет о верхних стропилах ломанной крыши. Ноги изготавливают из досок 50х150 мм или 100х150мм. Расстояние между ними называют шагом, оно варьируется от 50 до 120 см в зависимости от веса кровельного материала. Взаиморасположение и сечение стропильных ног описывает схема стропильной системы, облегчающая монтаж. Схема основных узлов каркаса

    Схема основных узлов каркаса

  • Стойка. Стойки поддерживают конек или, что более распространено в конструкции мансардных крыш, среднюю часть стропильных ног. Стойки изготовляют из бруса, сечение которого совпадает с размером мауэрлата. Их размещают на балки перекрытий, поэтому расстояние между стойками соответствует их шагу.
  • Подкос. Подкосами принято называть элемент, поддерживающий стропильные ноги, имеющий угловое расположение. Основная задача подкоса – снижение прогиба стропил под тяжестью собственного веса.
  • Затяжка. Затяжку выполняют из прочных досок сечения, соответствующего размеру стропил. Ее крепят горизонтально, стягивая пару стропильных ног в верхней или нижней части. Чем меньшее расстояние между затяжкой и коньком, тем толще должен быть этот элемент, так как нагрузка на него больше. Установка затяжки снимает распирающую нагрузку, которая воздействует на стропила.

В большинстве случаев элементы стропильной системы выполняют из древесины высокого качества. Чтобы избежать деформацию в процессе эксплуатации, ее необходимо высушить до влажности 15-18%, обработать антисептической пропиткой глубокого проникновения и антипиреном, если вы планируете вывод дымохода на крышу.

Последовательность сборки

Сборку стропильной системы лучше выполнять с помощью опытного мастера, так как даже поднять тяжелые, длинные брусья проблематично. Не рекомендуется заниматься монтажом в дождь и снег, так как влажность древесины за время работы увеличится. Обычно процесс сборки выглядит следующим образом:

  1. В первую очередь выполняют монтаж мауэрлатного бруса на верхнюю обвязку стен. Кстати, функции этого элемента в бревенчатых и брусовых постройках выполняют верхние венцы, усиленный с помощью скоб.
  2. Следующий этап монтажа – установка балок перекрытия. Их крепят на мауэрлат или на выступы в стене. Существует два метода укладки балок перекрытия – с выносом или без выноса. Если перекрытия монтируют первым способом, то они выносятся за периметр дома для формирования свеса так, чтобы расстояние между концом балки и стеной было 50-100 см.
  3. Устанавливают вертикальный стойки, определив середину балки перекрытия и отступив от нее равные промежутки. Расстояние между стойками соответствует ширине бедующей мансарды.
  4. На стойки с помощью металлических уголков закрепляют затяжки. Получается, что каждая пара стоек образует конструкцию в виде буквы п. Установка стоек и ригеля

    Установка стоек и ригеля

  5. Устанавливают нижние стропильные элементы, закрепляя на стойке с помощью гвоздей или саморезов. К мауэрлату стропила монтируют посредством ползунка, подвижного крепления, которое компенсирует изменение размера брусков во время усадки.
  6. Закрепляют верхние стропила, соединяя верхние части каждой пары металлической накладкой или бруском. Крепление стропил и подкосов на металлические накладкиКрепление стропил и подкосов на металлические накладки Монтаж верхних стропил

    Монтаж верхних стропил

  7. На стропила укладывают гидроизоляционную мембрану и фиксируют степлером. Поверх приколачивают обрешетку. Схема обрешетки подбирается для используемого кровельного материала, для мягких видов используют сплошную, а для профилированных – решетчатую.
Настил гидроизоляции и монтаж обрешетки

Настил гидроизоляции и монтаж обрешетки

Надежность стропильной системы мансардной кровли зависит, в первую очередь, от правильности расчетов, поэтому, если вы не уверены в своих инженерных способностях, лучше использовать типовой проект, созданный профессиональным архитектором.

Видео-инструкция

Мансардная крыша своими руками - расчеты и монтаж

Дом с мансардой — это не только дополнительная жилая площадь, но и респектабельный вид всего здания. Даже если помещение под крышей сделано неотапливаемым и используется только в летнее время, оно все равно создает мощную «воздушную подушку», которая способствует задерживанию тепла внутри капитальной всей постройки.

Мансардная крыша своими рукамиМансардная крыша своими руками

Мансардная крыша своими руками, в принципе, может быть построена, но только с помощью опытного, знающего мастера, так как это — достаточно сложная и массивная конструкция.

Мансардное помещение может быть устроено под разными типами крыш, но самыми популярными являются двускатная или ломаная конструкции. По схеме своего строения они несколько различаются между собой.

Чтобы определиться, какая из конструкций в большей степени подходит для определенного дома и будет проще в монтаже, нужно подробнее рассмотреть оба этих самых применяемых варианта.

Кроме этого, мастер, который будет строить мансарду должен разобраться, какую из двух существующих видов конструкций стропильной системы выбрать.

Виды стропильных систем

Любая крыша относится к одному из двух видов стропильных систем — это висячая и наслонная конструкции. Каждая из них имеет свою особенность, и какую из них выбрать — будет зависеть от того, как расположены несущие стены строения.

Висячая конструкция

Висячей конструкцией называют систему стропил, которая опирается только на крайние капитальные стены. Это происходит тогда, когда в самом здании, кроме внешних стен дома, нет больше капитальных перегородок.

Схема висячей стропильной системыСхема висячей стропильной системы

Такую конструкцию можно использовать только в том случае, если между двумя капитальными стенами расстояние будет не больше 8 метров, так как эта система дает большую нагрузку на фундамент несущих стен.

Чтобы ослабить эту нагрузку, в висячей системе используют различные элементы, такие, как бабки и затяжки, ригели и подкосы.

Например, подкосы, как бы подтягивают балки перекрытия к стропильным ногам, а бабка подвешивает затяжку к коньковому соединению.

В висячей системе используют для балок перекрытия достаточно толстые бруски или отесанные бревна, устанавливающиеся на ребро. Их сечение должна быть не менее 100 × 200 мм. Чтобы не ошибиться в параметрах, так как пол в мансардном помещении должен быть очень надежным, рекомендовано расчеты поручить сделать специалисту.

 Возводите мансардную крышу своими руками? 

Стропильная система Рекомендуем в обязательном порядке ознакомиться с материалом — про то, как сделать стропила своими руками, кроме этого Вам нужно прочитать, как производится расчет стропил.

Кроме этого рекомендуем прочитать статью про то, как рассчитать угол наклона крыши.

Наслонная система

В отличие от висячей системы, наслонная держится не только на двух внешних несущих стенах, но и на капитальных перегородках, которые установлены на фундаменте. Поэтому, планируя постройку мансарды, нужно заранее продумать конструкцию фундамента, если устраивается его ленточный вариант, на котором будут возводиться капитальные перегородки. Наслонная система идеально подходит для устройства под ней мансарды, так как выдерживает значительно большие нагрузки, чем висячий вариант. Она дает надежную основу для балок перекрытия, а значит – и для пола мансарды.

Наслонная система имеет дополнительную опору на капитальные перегородкиНаслонная система имеет дополнительную опору на капитальные перегородки

Если же возводить ломаный вариант мансардной крыши, то может быть использована комбинированная система устройства кровли, т.е. коньковые стропила устраивается в виде висячей системы, а боковые — по наслонному типу.

Типы крыш с мансардным помещением

При строительстве дома из кирпича или блоков с мансардой очень часто ее фронтальная сторона сразу возводится из того же материала. Это очень удобно потому, что не придется рассчитывать параметры этих элементов крыши и собирать их из брусков, а затем поднимать на стену. Однако, нужно помнить о том, что стены строения должны стоять на надежном фундаменте и иметь должную толщину, так как такой фронтон дает очень большую нагрузку на основное строение.

Дом с двускатной мансардной крышейДом с двускатной мансардной крышей

Если же мансарда будет исполнять роль еще одного этажа дома круглогодично, то сложенная из кирпича или пеноблоков фронтонная стена — это идеальный вариант для создания под крышей жилого помещения.

Чтобы мансардные комнаты при двускатной крыше  имели нормальную высоту и просторные комнаты, угол скатов крыши должен составлять примерно 45—50 градусов, в зависимости от ширины торцевой части строения. Если брать угол меньше – существенно уменьшится полезный объём помещения. Увеличение крутизны скатов приведет к неоправданно высокой крыше, ее утяжелению, большей парусности при сильной ветровой нагрузке, перерасходу материалов.

Зависимость размеров мансардного помещения от угла двускатной крышиЗависимость размеров мансардного помещения от угла двускатной крыши

Монтаж двускатной крыши, безусловно, проще, чем ломаная конструкция, так как используются ровные стропила от обреза стен и до конька, безо всяких перегибов и дополнительных связей. Однако, ломаная конструкция дает возможность сделать помещения в этой части дома более просторными, а потолки — более высокими.

Ломаная стропильная мансардная системаЛоманая стропильная мансардная система

Ломаная система стропил и в расчетах, и в исполнении, и в настиле кровельного покрытия значительно сложнее, но она не только создает под крышей более просторное пространство, но и придает всему строению солидность.

Сложность ломаной системы состоит в большем количестве достаточно сложных связующих узлов. Все связки должны быть выполнены по существующим правилам — только в этом случае крыша будет устроена устойчиво и надежно.

При ломаной системе - большое количество сложный соединений деталейПри ломаной системе — большое количество сложных соединений деталей

Если стены выстроены из камня или кирпича, то, как и в первом варианте мансарды, фронтальные части могут быть выложены заранее, в процессе общей кладки. В этом случае, чтобы создать стропильную систему, останется, ровняясь на готовые фронтоны, установить промежуточные стропила и подпорные крепления к ним.

Видео: стропильная система мансардной ломаной крыши

Прежде чем закупать и готовить материал для любой из представленных систем, необходимо составить проект конструкции с проставленными размерами – он станет основным руководящим документом для подготовки и сборки всех элементов в процессе монтажа.

 Крепление стропил к мауэрлатуКрепление стропил к мауэрлату

Для того, чтобы статья про двускатную крышу оставалась кратной пошаговой инструкцией пошаговую информацию по креплению стропил к мауэрлату мы вынесли в отдельную пошаговую технологию — ссылка на материал.

А про, то как крыть крышу профнастилом — читайте на нашем портале.

 

Проект мансарды

Составляя схему постройки мансарды, лучше всего это сделать в разных проекциях, чтобы видеть и понять размещение всех элементов стропильной системы. Очень важно правильно рассчитать высоту конька крыши, так как от нее напрямую будет зависеть размер площади под ней.

Высота стоек и длина затяжек предопределят высоту и ширину жилого мансардного помещенияВысота стоек и длина затяжек предопределят высоту и ширину жилого мансардного помещения

Составляя схему-проект постройки мансардной крыши нужно просчитать высоту конька, потолка и общую площадь помещения.

Минимальная высота от пола до конька должна составлять 2,5—2,7 м, если же это расстояние меньше, то помещение не является мансардой, его можно назвать только чердаком. Этот параметр установлен нормами СНИП.

Возможные размеры для двускатной мансардной крышиВозможные размеры для двускатной мансардной крыши

Чтобы все элементы были вычерчены точно и имели нужное расположение в общей системе нужно отталкиваться от фигуры с прямыми углами, то есть прямоугольника или квадрата – сечения создаваемого мансардного помещения. Опираясь на стороны (высоту и ширину будущей комнаты), будет практически невозможно ошибиться с величинами углов, под которыми располагаются скаты крыши, с расположением конька, стропил и всех подпорных элементов. Определяя эти параметры, их сразу же нужно заносить в чертеж.

Для начала необходимо найти середину ширины фронтальной стены. Отталкиваясь от этой точки, определяются параметры высоты конька, будущего потолка мансарды, расположение стоек-стен и размер карнизного свеса.

В связи с тем, что каждая из конструкций имеет определенное количество соединительных узлов, которые имеют различные конфигурации, неплохо будет каждую из этих связок прорисовать отдельно, чтобы разобраться в их особенностях сопряжения между собой всех элементов, соединяющейся в этой точке.

Основные элементы стропильной системы мансардной крышиОсновные элементы стропильной системы мансардной крыши

Любая стропильная система состоит из основных элементов и дополнительных, которые могут быть не в каждой конструкции. К основным составляющим мансардной крыши относятся.

  • Балки перекрытия, которые являются основой для остальных элементов стропильной системы. Они укладываются на капитальные стены строения.
  • Стропильная нога, прямая в двускатной системе крыши или состоящая из двух отделов — в ломаной схеме. В этом случае, верхнее стропило называется коньковым, так как образует самую высшую точку крыши — конек, а стропила, образующие стены мансарды, называют боковыми.
  • Коньковая доска или брус — обязательный элемент для двухскатной крыши, но не всегда применяется при устройстве ломаной модели кровли.
  • Мауэрлат – мощный брус, закрепляющийся к капитальным боковым стенам строения. На этот элемент устанавливаются стропильные ноги.
  • Стойки — это опорные элементы, необходимые для укрепления двухскатной и ломаной конструкции. В последнем случае, к ней присоединяют коньковое и боковое стропило, а в первом — стойка является надежной подпоркой для длинного стропила. Кроме этого, стойки служат каркасом для утепления и обшивки стен мансарды.
  • Диагональные связывающие элементы или скосы дополнительно скрепляют стойки или продольные балки и стропила, делая конструкцию более прочной.
  • Балки чердачного перекрытия применяются во всех вариантах мансарды —  ими связывают стойки, и они же являются каркасом для устройства потолка.
  • Межстропильные прогоны устанавливаются в ломаном виде крыши для жесткости конструкции.

Чтобы быть уверенным, что подготовленный проект разработан верно, нужно показать его специалисту. Только он сможет определить, правильно ли подобраны параметры мансарды к ширине и длине стен строения.

Видео: профессиональный расчет мансардной крыши  с помощью специального ПО

Параметры материалов для возведения мансардной крыши

Если графический проект готов, то, отталкиваясь от проставленных на нем размеров, можно просчитать количество материалов, необходимых для возведения мансардной крыши. Выбирать материалы нужно по их характеристикам, которые должны отвечать требованиям противопожарной и экологической безопасности. Для древесины необходимо предусмотреть специальную обработку антипиренами, которые снизят горючесть материала. Итак, для строительства понадобится:

  • Доски для стропильных ног. Их сечение — подбирается по результатам специальных расчетов – об этом будет рассказано подробнее чуть ниже.
  • Брус, имеющий сечение в 100×150 или 150×200 мм — для балок перекрытия, в зависимости от выбранной стропильной системы и ширины между несущими стенами, а также для прогонов, диагональных ног или ендов – если они предусмотрены конструкцией.
  • Брус сечением от 100×150 мм или 150×150 мм для укладки мауэрлата.
  • Для стоек обычно применяют брус 100 × 100 или 150×150 мм.
  • Необрезная доска для настила чернового пола и некоторых крепежных элементов.
  • Проволока стальная отожженная диаметром 3—4 мм — для скрепления между собой некоторых деталей.
  • Гвозди, болты, скобы разных размеров, уголки различных конфигураций и другие крепежные элементы.
  • Металлический лист толщиной не менее 1 мм — для вырезания накладок.
  • Пиломатериалы для обрешетки и контробрешетки для кровельного материала – в зависимости от выбранного типа кровли.
  • Утеплительные материалы – для термоизоляции кровли.
  • Гидроизоляционные и пароизоляционные мембраны.
  • Кровельный материал и крепежные элементы для него.
Какого сечения требуются стропила

Стропила – элементы кровли, которые будут воспринимать основные внешние нагрузки, поэтому к их сечению требования совершенно особенные.

Размер требуемого пиломатериала будет зависеть от многих параметров – от шага между стропильными ногами, от длины этих ног между точками опоры, от выпадающей на них снеговой и ветровой нагрузки.

Геометрические параметры конструкции стропильной системы несложно определить на чертеже. А вот с остальными параметрами – придется обратиться к справочным материала и провести некоторые подсчеты.

Снеговая нагрузка

Снеговая нагрузка неодинакова для различных регионов нашей страны. На рисунке ниже приведена карта, на которой вся территория России разбита на зоны по интенсивности снеговой нагрузки.

Карта рассчитанных снеговых нагрузок на территории Российской ФедерацииКарта рассчитанных снеговых нагрузок на территории Российской Федерации

Всего таких зон – восемь (последняя, восьмая, относится, скорее, к экстремальным, и ее можно не рассматривать для строительства мансардной крыши).

Районирование по величине
снеговой нагрузки
Значение в кПаЗначение в кг/м²
I0.8 кПа80 кг/м²
II1.2 кПа120 кг/м²
III1.8 кПа180 кг/м²
IV2.4 кПа240 кг/м²
V3.2 кПа320 кг/м²
VI4.0 кПа400 кг/м²
VII4.8 кПа480 кг/м²

Теперь можно точно определить снеговую нагрузку, которая будет зависеть от угла ската крыши. Для этого существует следующая формула:

S = Sg × μ

Sg – табличное значение — смотри карту и прилагаемую к ней таблицу

μ — поправочный коэффициент, зависящий от крутизны ската крыши.

  • Если угол ската – мене 25°, то μ=1,0
  • При крутизне от 25 до 60° — μ=0,7
  • Если крыша круче 60°, то считается, что снег на ней не задерживается, и снеговая нагрузка вообще в расчёт не берется.

Характерно, что если мансардная крыша имеет ломаную конструкцию, то для разных ее участков нагрузка может иметь различные значения.

Угол уклона крыши несложно прикинуть по соотношению высоты конька и ширины пролетаУгол уклона крыши несложно прикинуть по соотношению высоты конька и ширины пролета

Угол уклона крыши всегда можно определить или транспортиром – по чертежу, или же простым соотношением высоты и основания треугольника (как правило – половина ширины пролета):

Отношение высоты ската
к проекции ширины ( H/L)
Приблизительный
угол ската (α)
0.2715°
0.3620°
0.4725°
0.5830°
0.735°
0.8440°
145°
1.250°
1.455°
1.7360°
2.1465°

Ветровая нагрузка

Ветровая нагрузка также в основном зависит от региона постройки здания и от особенностей его окружения и высоты крыши.

Зонирование территории Российской Федерации по среднему уровню ветровой нагрузкиЗонирование территории Российской Федерации по среднему уровню ветровой нагрузки

И вновь для расчета вначале определяются исходные данные по карте и прилагаемой к ней таблице:

Районирование ветровой
нагрузки на территории России
1234567
Табличное значение
ветрового давления, кг/м² (W)
243242536784100120

Расчет для конкретного здания будет проводиться по формуле:

Wp = W × k × c

W – табличное значение, в зависимости от региона

k – коэффициент, учитывающий высоту здание и его месторасположение (смотри таблицу)

Высота строения (z)Зона АЗона БЗона В
не более 5 м0.750.50.4
от 5 до 10 м10.650.4
от 10 до 20 м1.250.850.55

В таблице буквами указаны следующие зоны:

  • зона А – открытая местность, степи, лесостепи, пустыни, тундра или лесотундра, открытые ветрам побережья морей, крупных озер и водохранилищ.
  • зона Б – территории городов, лесистая местность, местность с частыми препятствиями для ветра, рельефными или искусственными, высотой не менее 10 метров.
  • зона В – плотная городская застройка со средней высотой зданий выше 25 метров.

с – коэффициент, зависящий от преимущественного направления ветра (розы ветров региона) и от угла наклона скатов кровли.

С этим коэффициентом дело обстоит несколько сложнее, так как ветер может оказывать двоякое воздействие на скаты крыши. Так, он оказывает прямое, опрокидывающее воздействие непосредственно на кровельные скаты. Но при малых углах особое значение принимает аэродинамическое воздействие ветра – он пытается поднять плоскость ската за счет возникающих подъемных сил.

Схемы и таблицы распределения ветровой нагрузки по участкам крышиСхемы и таблицы распределения ветровой нагрузки по участкам крыши

На рисунках схемах и прилагаемых к ним таблицах обозначены участки крыши, подверженные максимальным ветровым нагрузкам, и указаны соответствующие коэффициенты для расчета.

Характерно, что при углах ската до 30 градусов (а это – вполне возможно на участке коньковых стропил), коэффициенты указаны и со знаком плюс, и отрицательные, то есть направленные вверх. Они несколько гасят фронтальную ветровую нагрузку (это учитывается при расчетах), а чтобы нивелировать воздействие подъемных сил, необходимо будет очень тщательно закрепить стропильную систему и кровельный материал на этом участке, используя дополнительные связи, например, с помощью отожжённой стальной проволоки.

После того как ветровая и снеговая нагрузки рассчитаны, их можно будет просуммировать, и, с учетом конструктивных особенностей создаваемой системы, определить сечение досок для стропил.

Обратите внимание, что данные приведены для наиболее часто применяемого хвойного материала (сосна, ель, кедр или лиственница). В таблице показаны максимальная длина стропил между точками опоры, сечение доски в зависимости от сортности материала, и от шага между стропилами.

Значение суммарной нагрузки указано в кПа (Килопаскалях). Привести эту величину в более привычные килограммы на квадратный метр — несложно. Со вполне допустимым округлением можно принять: 1 кПа ≈ 100 кг/м².

Значения размеров доски по ее сечению округляются до стандартных размеров пиломатериалов в большую сторону.

 сечение стропил (мм) Расстояние между соседними стропилами (мм)
300600900300600900
суммарная величина снеговой и ветровой нагрузки1.0 кПа1.5 кПа
высший40×893.222.922.552.812.552.23
40×1405.064.604.024.424.023.54
50×1846.656.055.285.815.284.61
50×2358.507.726.747.426.745.89
50×28610.349.408.219.038.217.17
1 или 240×893.112.832.472.722.472.16
40×1404.904.453.894.283.893.40
50×1846.445.855.115.625.114.41
50×2358.227.476.507.186.525.39
50×28610.009.067.408.747.666.25
340×893.062.782.312.672.391.95
40×1404.674.043.303.953.422.79
50×1845.684.924.024.804.163.40
50×2356.956.024.915.875.084.15
50×2868.066.986.706.815.904.82
суммарная величина снеговой и ветровой нагрузки2.0 кПа2.5 кПа
высший40×894.023.653.193.733.392.96
40×1405.284.804.194.904.453.89
50×1846.746.135.356.265.694.97
50×2358.217.466.527.626.925.90
50×2862.472.241.962.292.081.82
1 или 240×893.893.533.083.613.282.86
40×1405.114.643.894.744.313.52
50×1846.525.824.756.065.274.30
50×2357.806.765.527.066.114.99
50×2862.432.111.722.211.911.56
340×893.483.012.463.152.732.23
40×1404.233.672.993.833.322.71
50×1845.184.483.664.684.063.31
50×2356.015.204.255.434.713.84
50×2866.525.824.756.065.274.30
Инструменты

Естественно, во время работы не обойтись без инструментов, в список которых входит:

  • Электродрель, шуруповерт.
  • Строительный уровень и отвес, рулетка, угольник.
  • Топор, стамеска, долото, молоток
  • Циркулярная пила, электролобзик, ножовка.
  • Плотницкий нож.

Монтаж будет ускорен, если инструменты для работы будут качественными, а работа будет проводиться с грамотными наставниками, с помощниками, аккуратно и поэтапно.

Этапы монтажа

Необходимо строго соблюдать последовательность выполнения работ — только при таком условии конструкция получится надежной и прочной.

Крепление мауэрлата

Монтаж любой стропильной системы начинается с закрепления на торце боковых стен строения мощного опорного бруса — мауэрлата, на который будет удобно устанавливать стропильные ноги. Мауэрлат изготавливается из качественного бруска сечением не менее 100 × 150 мм. Укладывается он обязательно на настеленную по верхнему торцу стены (независимо от материала) гидроизоляцию из рубероида.

За счет мауэрлата нагрузка будет равномерно распределяться по стенам и передаваться на фундамент строения.

Один из вариантов крепления мауэрлата на стены домаОдин из вариантов крепления мауэрлата на стены дома

Закрепляют мауэрлат к стене с помощью металлических шпилек, которые заранее вмуровывают в бетонный пояс или венец, идущий по верхнему краю стены, или же анкерными болтами диаметром в 12 мм. Они должны входить в глубь стены не менее, чем на 150 — 170 мм. Если мауэрлат устанавливают на деревянную стену, то брусья крепятся к ней с помощью деревянных нагелей.

Монтаж стропильной конструкции
  • Монтаж стропильной системы начинается с установки балок перекрытия. Они могут крепиться на мауэрлат сверху, если балки планируется вынести за периметр строения и за счет этого увеличить площадь мансарды. В этой конструкции стропильные ноги закрепляются на балки перекрытия.
Балки перекрытия,закрепленные поверх мауэрлатаБалки перекрытия, закрепленные поверх мауэрлата (рис . А)
  • В другом случае они могут укладываться на гидроизолированные стены и крепиться с помощью уголков или скоб к внутреннему краю мауэрлата. Такой вариант применяется тогда, когда стропильные ноги планируется закреплять непосредственно на мауэрлат.
Другой вариант - к мауэрлату крепятся лишь стропильные ногиДругой вариант — к мауэрлату крепятся лишь стропильные ноги
  • Далее, необходимо найти середину балки перекрытия, так как эта отметка станет ориентиром для определения месторасположения опорных стоек и конька.
  • Стойки должны быть расположены на одинаковом расстоянии от отмеченной середины балки перекрытия. Они в дальнейшем станут определять расположение стен мансардного помещения, то есть его ширину.
  • Бруски для стоек должны иметь сечение, равное размеру балок перекрытия. Крепятся стройки к балкам с помощью специальных уголков и деревянных накладок. Однако, для начала их сперва наживляют гвоздями, затем тщательно выравнивают с помощью строительного уровня и отвеса, и только потом закрепляют капитально, с расчётом на будущие нагрузки.
Монтаж стоек и соединяющих их затяжекМонтаж стоек и соединяющих их затяжек
  • Когда первая пара стоек будет установлена, сверху их скрепляют между собой бруском, который называют затяжкой. Такая затяжка также соединяется со стойками с помощью специальных металлических уголков.
Фасонные металлические уголки для надежного крепления деталей стропильной системыФасонные металлические уголки для надежного крепления деталей стропильной системы
  • После закрепления затяжки получится П-образная конструкция. На нее по бокам устанавливаются наслонные стропила, которые вторым своим концом крепится к балке перекрытия или же укладывается на мауэрлат.
  • На установленные опоры для бруса или в стропиле выпиливается специальная выемка (паз). С ее использованием стропила плотно устанавливаются на брус мауэрлата, и крепятся с помощью металлических скоб.
Крепление стропильной ноги к мауэрлату скобойКрепление стропильной ноги к мауэрлату скобой
  • Для жесткости конструкции от основания стойки к середине установленного бокового стропила могут быть дополнительно установлены подкосы. Если и этого покажется мало, и экономия материала – не стоит на первом плане, то можно усилить общую конструкцию еще и дополнительными стойками, и схватками (они указаны на чертеже рис. А полупрозрачными линиями).
  • Далее, на затяжке вычисляется середина – на это место будет крепиться бабка, подпирающая коньковое соединение верхней висячей подсистемы стропил.
  • Следующим шагом устанавливаются коньковые стропила, которые могут скрепляться между собой разными соединениями — это может быть металлическая накладка или мощные болты с металлическими пластинами или шайбами.
Взаимное соединение стропильных ног в области конькаВзаимное соединение стропильных ног в области конька
  • После их установки, к коньку и середине затяжки крепится бабка.
  • Завершив работу над одной частью стропильной системы, нужно изготовить все остальные по тому же принципу. Расстояние между соседними стропилами в подобной системе должно быть не более 900 — 950 мм, но оптимальным, наверное, все же будет интервал в 600 мм – это даст и необходимую жесткость, и устойчивость конструкции, и будет удобно для утепления с помощью стандартных матов минеральной ваты. Правда,это утяжеляет конструкцию и потребует большего количества материалов.
Монтаж ведется постепенно, с установкой и обвязкой стропильных пар.Монтаж ведется постепенно, с установкой и обвязкой стропильных пар.
  • Сначала устанавливаются боковые детали системы в сборе, а затем — промежуточные. Между собой они связываются прогонами, которые устанавливаются между верхними концами стоек и действуют, как распорки. Таким образом, получится жесткая конструкция стропил мансарды, в которой уже будет готов каркас для обшивки стен.
Цены на различные виды крепежа для стропил

Крепеж для стропил

Гидроизоляция мансардной крыши

Когда стропильная система будет выстроена, можно переходить к отделке ее утеплительными и сопутствующими им материалами.

  • Первым покрытием, которое должно быть закреплено сразу поверх стропил, станет гидроизоляционная и ветрозащитная пленка. ее крепят к стропилам с помощью скоб и степлера, начиная от карниза. Полотна настилаются внахлест на 150 — 200 мм, а затем стыки склеиваются водостойким скотчем.
  • Сверху гидроизоляции, на стропила набивается контробрешетка, которая надежнее зафиксирует пленку на поверхности и создаст необходимое вентиляционное расстояние между ветрозащитным и кровельным материалом. Контробрешетка обычно выполняется из досок шириной в 100 — 150 мм и толщиной в 50 — 70 мм.
Гидроизоляционная и ветрозащитная пленка, обрешетка и контробрешетка на поверхности крышиГидроизоляционная и ветрозащитная пленка, обрешетка и контробрешетка на поверхности крыши
  • Перпендикулярно контробрешетке закрепляются обрешетка, на которую затем будет настилаться кровельный материал. Шаг между рейками нужно рассчитывать в зависимости от типа и размеров листового кровельного материала, с учетом требуемого для него нахлеста
  • Если же выбрана мягкая кровля, то на контробрешетку чаще всего закрепляются фанерные листы.
Монтаж кровельного покрытия

На подготовленную обрешетку или фанеру закрепляется кровельный материал. Его монтаж обычно начинается от карниза крыши и проходит порядово, от одного из краев – в зависимости от вида кровли. Кровельные листы монтируются внахлест. Если для покрытия используется металлический профиль или металлочерепица, то такой материал закрепляют специальными саморезами с эластичными прокладками. Крепежные элементы обычно подбираются по цвету к кровельному материалу.

Создание мансардной крыши завершается настилом кровельного материалаСоздание мансардной крыши завершается настилом кровельного материала

Самое сложное в покрытии мансардной ломаной крыши — это переход от наслонных боковых стропил к висячим коньковым стропилам. Могут быть определенные сложности и в том случае, если на крыше предусмотрены выступы для устройства кровли над балконами или окнами.

Кроме этого, если на крышу выходит дымоходная труба, для нее необходимо отдельное оформление отверстия внутри стропильной системы и утеплительном слое, а на кровле  — устройство вокруг трубы надежной гидроизоляции.

Как и чем лучше покрыть крышу, можно подробно узнать на нашем портале, там предусмотрен целый раздел «крыша и кровля», в котором можно найти ответы на множество вопросов, в том числе и рекомендации по надежному утеплению мансардного помещения.

Цены на популярные виды профнастила

Профнастил

Видео: подробный видео-урок по возведению мансардной крыши

Нужно отметить, что работа по сооружению любой крыши, а тем более такой сложной, как мансардная, не только ответственна, но и достаточно опасна, требует особых, повышенным мер безопасности. Если нет опыта в проведении подобных строительных процессов, то лучше доверить их выполнение профессионалам или же выполнять все действия под контролем опытного мастера, и с соблюдением максимальной осторожности и аккуратности.

Стропильная система мансардной крыши:расчет и установка

Cтропильнеы системы мансардных крыш

Cтропильные системы мансардных крыш

 

Приступая к строительству мансарды, необходимо иметь хороший проект. Вид кровли должен гармонично сочетаться с видом всего здания. Выбирая конструкцию верхнего этажа, необходимо выяснить, как устроена стропильная система мансардной крыши, каков ее шаг. Конструкция стропильной системы является основой кровли. Важными являются все узлы, опоры, расстояние между ними, материал и ограждения. Это опорный скелет кровли, определяющий ее надежность и долговечность, кроме того, стропильная система позволяет выполнять ее прямую функцию – защищать от непогоды. Если планируется строить мансарду своими руками, необходимо подобрать не очень сложную схему конструкции. Стропильная система во многом зависит от того, какой тип кровли будет выбран, какой шаг стропил и какой вид мансардной крыши будет предпочтительным.

Проект должен содержать расстояние между стропилами, шаг расположения балок, учитывать как собственный вес кровли, так и нагрузку, вызванную природными осадками. Кроме того, все узлы должны быть устойчивы к перепадам температур.

Система стропил и узлы для различного вида мансардных конструкций имеют свои отличия. При этом конструкция должна быть не очень тяжелой, дабы не нагружать стены здания, надежной и прочной, а шаг стропил оптимальным. По видам мансардные кровли бывают:

  • Двухскатными, с двумя скатами по сторонам.
Двухскатная крыша

Двухскатная крыша

 

  • Ломаной, состоящей из двух или более скатов с различными углами наклона.
Ломаная крыша

Ломаная крыша

 

  • Вальмовой, где два или больше ската имеют треугольную форму.
Вальмовая крыша

Вальмовая крыша

 

  • Полувальмовая, с торцевыми скатами расположенными примерно на расстоянии половины высоты.
Полувальмовая крыша

Полувальмовая крыша

 

  • Купольная, для зданий, имеющих многоугольную или круглую форму.
Купольная крыша

Купольная крыша

 

  • Сводчатая, имеющая форму дуги в разрезе.
Сводчатая крыша

Сводчатая крыша

 

Тип кровли подразделяется на вентилируемые и невентилируемые конструкции. В зависимости от климата выбирается строение того или иного типа. Для влажных климатических зон с большим количеством осадков предпочтительнее строить вентилируемые кровли. В подобных крышах слой воздуха между кровельным материалом и изолятором выполняет дополнительную предохраняющую функцию. Невентилируемая, ломаная больше подходит для сухого климата.

Характерными особенностями мансардной кровли, в отличии от стандартных крыш является воздействие на конструкцию не только снаружи, но и изнутри. Внешние в виде осадков и ветра и внутренние в виде конденсата, возникающего из-за разницы температур в помещении и на улице. Поэтому конструкция верхнего этажа и стропильная система должны иметь дополнительную пароизоляцию и теплозащиту — слои материала, уложенные на некотором расстоянии между собой.

Для дополнительной теплоизоляции, как правило, используется минеральная вата, вместе с влагонепроницаемым материалом и гидроизоляцией на кровле они образуют хорошую защиту. Небольшое расстояние между слоями даст вентиляцию кровле.

Как правильно устанавливать теплоизоляцию и гидроизоляцию

 

При строительстве мансардной кровли необходимо четкое соблюдение норм и рекомендаций касающихся конструкций системы стропил и их шага. Основные из них:

  • Брус или доску для изготовления стропил следует выбирать из древесины высокого качества и хорошо просушенной (с влажностью не более 15%).
  • Размер стропил следует выдерживать не менее 100х100 мм  в сечении.
  • Не допускается врезка балок в нижний венец, это может ослабить конструкцию.
  • Обязательно обработать огнезащитным составом и антисептиком все узлы из дерева, для предотвращения грибка и гниения.
  • Угол наклона стропил от 30 до 60 градусов.
  • Крепления стропил осуществляются металлическими уголками или металлическими скобами и специальными гвоздями, обвязка производится проволокой.
Крепление стропил

1. Крепление стропил с помощью металлических уголков

 

  • Высота стропильной системы варьируется 2.5-3.5 метра, а ломаная конструкция допускает высоту до 4м.
Высота стропильной системы

1. Высота стропильной системы ломаной крыши

 

  • Особо тщательно следует проектировать и просчитывать узлы и оконные проемы, шаг стропил, т.к. после монтажа стропил изменить параметры мансардных окон будет сложно.
Шаг стропил

1. Шаг стропил

 

Стропильная система мансардной крыши может строиться из различных материалов. Современная промышленность позволяет использовать не только дерево, но и облегченные металлические балки и узлы. Самые распространенные это:

  • конструкции из металла;
Металлическая стропильная конструкция

Металлическая стропильная конструкция

 

  • железобетонные конструкции, применяемые в основном для промышленных зданий;
Железобетонная стропильная конструкция

Железобетонная стропильная конструкция

 

  • деревянные конструкции;
Деревянная стропильная конструкция

Деревянная стропильная конструкция

 

  • комбинированные конструкции.
Комбинированная стропильная конструкция

Комбинированная стропильная конструкция

 

Определять материал следует исходя из конструктивных параметров здания, его размеров и применения. Металлические и бетонные стропильные системы, как правило, используются на зданиях промышленного назначения. В частных и небольших по размеру домах чаще предпочитаются деревянные конструкции. Дерево легче обрабатывать, конструкция кровли не такая тяжелая, стропильная система из дерева легче монтируется и намного экологичнее.

Чтобы кровля прослужила долго, надежно выполняла свои функции и не требовала постоянного ремонта, необходимо проделать точные расчеты перед началом строительства. Следует учесть собственный вес кровли, зависящий от ее материала, количество осадков и нагрузки ветра. В соответствии с расчетами выбирается тип стропильной конструкции и шаг установки стропил. Перечислим основные разновидности стропильных систем:

Висячая стропильная система

Висячая стропильная система

 

  • система стропил ломаной крыши;
Ломаная стропильная конструкция

Ломаная стропильная конструкция

 

  • наслонная система;
Наслонная стропильная система

Наслонная стропильная система

 

  • комбинированная.
Комбинированная стропильная система

Комбинированная стропильная система:
Р и Р1 — сосредоточенные силы от веса прогонов и крыши на них, вместе со снеговой, ветровой и пр. нагрузками (равны реакции опор прогонов)

 

Расчеты для систем с наслонной конструкцией, ломаной кровли легче и быстрее, чем для висячих стропил. Наиболее распространёнными являются комбинированные стропильные конструкции скатных крыш. Рекомендуется расчет сложных стропильных систем поручить профессиональным проектировщикам.

Расчет с помощью сложных формул и коэффициентов должен дать значение нагрузки на один метр квадратной стропильной системы. Для жилых домов нормативная средняя нагрузка равняется 50 кг на м².

Расчетная схема стропильной системы

 

Конструкция обрешетки напрямую связана с видом кровельного покрытия. Для мягких видов покрытия (например, ондулин) обрешетка должна быть сплошной. При использовании шифера, металлочерепицы или профнастила, доски на обрешетке следует располагать на расстоянии 25-40 см. Для изготовления обрешетки, обычно, используется обрезная доска толщиной 40-50 мм. Если крыша устроена с малым уклоном, следует установить снегозадерживающие конструкции.

Обрешетка

1. Обрешетка

 

Для каменных строений распространена такая часть стропильной системы как мауэрлат. Его задача скомпенсировать часть нагрузки стропил на стены дома. Кроме того, мауэрлаты соединяют конструкцию крыши и здания. Как правило, крепится мауэрлат при помощи анкеров на бетонный пояс поверху стен. В небольших деревянных домах из бруса или рубленых роль мауэрлата может выполнять последний венец.

Мауэрлат

1. Мауэрлат

 

Устройство стропильной системы мансардной крыши отличается креплением на мауэрлате:

  • В деревянных домах из бруса мауэрлат может фиксироваться на верхнем венце.
  • В домах, имеющих каркас, опираться стропила могут на верхнюю обвязку.
  • В домах из кирпича и камня опорой является нижний венец.

Важно!

Во всех случаях необходимо обязательно гидроизолировать опорные балки. Для этого, как правило, применяется гидроизоляторы рулонного типа.

Рулонный гидроизолятор

Рулонный гидроизолятор

 

В случае монтажа лежней на столбах, размеры столбов должны равняться 100х145 мм ± 5 мм. Если лежень монтируется на стене или на перекрытии, между ними можно установить узкую доску. Лежень можно не использовать для четырехскатной кровли, если используются балки без крышных подкосов.

Лежень

1. лежень — это горизонтальный брус который лежит на внутренней несущей стене и равномерно распределяющий нагрузку от стоек крыши; 2. стойка установленная на лежень; 3. мауэрлат; 4. стропило; 5. обрешетка; 6. несущие стены

 

Вкратце приведем порядок, в котором устанавливаются стропильные системы скатных крыш. Начинать следует с монтажа мауэрлата, на который будет опираться стропильная система. Изготавливается он из бруса размером, примерно 10х15 см и принимает на себя нагрузку стропил. Под брус заводится гидроизоляция в виде рубероида или аналогичного материала. Фиксация мауэрлата производится шпильками или с помощью цементного раствора.

Крепление мауэрлата

1. крепление мауэрлата с помощью металлических шпилек; 2. гидроизоляция

 

В случае если крыша имеет ломанную или комбинированную конструкцию, наиболее распространенной формой фермы является п-образная. Рекомендуется монтаж таких ферм производить внизу, после чего поднимать и устанавливать на крыше. Каркас собирается из доски 5х15 см или бруса 10х10 см и монтируется на крыше на расстоянии 0.5-2 метра. Дистанция между фермами определяет нагрузку, которую должна выдерживать кровля. Чем меньше расстояние между стропилами, тем большую тяжесть выдержит конструкция. Наиболее распространенными являются треугольные фермы.

Стропильные фермы

Готовые треугольные стропильные фермы

 

Важно!

Первыми следует устанавливать крайние фермы, соединив их коньком. Конек с помощью уровня выравнивается по горизонтали, после чего можно ставить промежуточные фермы.

Подобная конструкция с П-образными фермами является оптимальной при ширине кровли не более 6 метров. Для крыш превышающих этот параметр рекомендуется конструкция с дополнительной центральной опорой из бруса. Стропильные ноги и фермы в верхней части между собой соединяются горизонтальными балками.

Для изготовления надежной и прочной стропильной системы мансарды, следует использовать хвойные сорта древесины. Брус, хороший просушенный и ошкуренный, тщательно проверяем на наличие сучков на всех элементах и выбраковываем. Крепеж осуществляется металлическими уголками, скобами на равном расстоянии и накладками.

Устройство стропильной системы крыши

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *