Мансардная крыша: стропильная система, расчет и установка стропил с чертежами монтажа и фото планов работ ломаной крыши

Стропильная система ломаной крыши: расчет, проектирование и монтаж

Двухскатная крыша с ломаным скатами, угол наклона которых различается в верхней и нижней части, считается одним из наиболее популярных типов кровли в частном строительстве. Не смотря на техническую сложность конструкции такого типа, она применяются при возведении не только фешенебельных коттеджей, но также обычных дачных домиков. В этой статье вы узнаете, что такое стропильная система ломаной крыши, как выполняется расчет, в чем преимущества, а также особенности монтажа.

В классическом понимании ломаная крыша — двухскатная крыша пятиугольной формы, геометрия скатов которой изменена таким образом, что верхняя часть имеет угол 20-30 градусов, а нижняя 50-60 градусов. Ее прародительницей стала традиционна треугольная кровля, которую видоизменили с целью более рационального использования подкровельного пространства, оборудование там жилых помещений или места для складирования вещей, запасов. Сначала строители действовали скорее по наитию, а впоследствии архитекторы, отметившие эффективность применения, стали создавать все больше проектов с кровлей такого типа.

Преимущества и особенности конструкции

Есть ряд причин, по которым в проект дома включается ломаная кровля, чаще всего они вытекают из достоинств:

  • Она позволяет максимально эффективно распорядиться пространством, расположенным под крышей. Там может быть оборудовано полноценное жилое помещение с достаточно высоким потолком, с естественным освещением, которое можно использовать в качестве кабинета, спальни, детской.
  • Она улучшает внешний вид строения, делая более эффектным. При использовании современных кровельных материалов даже самая простая ломаная кровля, вносит «изюминку» в облик строения, делая дизайн эксклюзивным, дорогим.
  • В дом с такой кровлей органично вписывается просторный балкон, благодаря чему подобные проекты пользуются особой популярностью среди заказчиков.
  • Великолепно справляется с защитой от ветра и атмосферных осадков. Склоны сконструированы таким образом, что снег не задерживается на них, а свободно соскальзывает.

Чаще всего застройщики прибегают к сооружению кровли с ломаными скатами в ситуациях, когда мансарда дома будет использоваться для жилья. Это на самом деле проверенный временем, наиболее оптимальных вариант, не лишенный своих особенностей:

  • Высокая стоимость. Для постройки этой конструкции необходимо большое количество высококачественного материала, так что она обойдется значительно дороже простой двухскатной.
  • Техническая сложность, в виду которой осуществить сборку способны профессионалы с высоким уровнем столярных навыков. Для начала строительства нужен сложный расчет и грамотный чертеж. К тому же минимальное количество работников — три человека, бригаде меньшего состава это не под силу.
  • Возможные потери тепла во время отопительного сезона, что приводит к большему расходу дров, газа или электричества.
  • Высокая стоимость установки специальных мансардных окон.

Стропильная система

Стропильная система ломаной кровли — совокупность всех опорных элементов каркаса, количество и сечение которых определяет расчет. Так как подобная кровля имеет сложную геометрию она состоит из множества частей, чем она массивнее, тяжелее, тем больше элементов, тем они должны быть прочнее.

Визуально систему опор можно разделить на две части: верхняя, в форме равнобедренного треугольника, а нижняя — трапеция с большей стороной внизу. Профессионалы советуют использовать висячие и наслонные стропила в комбинации, чтобы конструкция была более надежной.

Вот как она выглядит:

    Верхние наслонные стропила. Изготавливаются из прочных, надежный, ровных досок, не имеющих сучков размеров 50х150 мм или 100х150 мм. Они крепятся под углом, которые определяет расчет, одним концом упираясь в конек, а другим в опорную стройку. Стропила испытывают нагрузку на прогиб, на распирание, которые определит расчет воздействующих сил. Шаг установки варьируется от 60 до 120 см. Крепление выполняется жесткого типа.


Затяжка. Горизонтальная стягивающая балка, изготавливающаяся из бруса прямоугольного сечения. Она служит, чтобы разряжать распирающую нагрузку стропил, связывая между собой стропильные пары. Чем выше расположена затяжка, тем толще она должна быть. А еще она выполняет функции каркаса для потолка мансарды.

  • Бабка. Вертикальная подвеска, связывающая между собой конек с затяжкой, перенося на него вес, минимизируя прогиб. Чтобы сделать бабку необходим брус и специальный подвесной крепеж.
  • Конек. Место встречи двух стропил, которое можно усилить с помощью конькового прогона, в качестве которого используется также брус.
  • Стойки. Вертикальные опоры, которые подпирают верхним концом наслонные стропила, а нижним опираются в балки перекрытий. Чаще всего стойки изготавливают из бруса прямоугольного сечения, длина этого элемента должна составлять предполагаемой высоте потолка плюс 20-30 см. Комфортным считается потолок 2-2,5 м. Стойки будут исполнять роль каркаса для создания мансардных стен.


    Висячие стропила. Они нижней по принципу ползуна крепятся к балкам перекрытия, а верхней упираются в затяжку. Стропильные ноги также выполняются из досок, подвергаются воздействию на прогиб, но не распирание. Длины стропил должно хватать для формирования комфортного свеса, отступающего от стены не менее, чем на 40-50 см. Если ноги недостаточно длинные, свес компенсируют кобылками.

  • Подкосы. Опорные элементы, располагающиеся под углом к висячим стропилам, задача подкосов гасить прогиб стропильных ног, перенося часть веса балку перекрытия.
  • Балка перекрытия. Основа будущего полового перекрытия мансарды, выполненная из бруса.
  • Мауэрлат. Прочный брус квадратного сечения 100х100 мм или 150х150 мм, который кладут в основание кровли для распределения веса равномерно вдоль несущих стен, предотвращать опрокидывание стропил во время порывов ветра.
  • Выбор и подготовка материала

    Как вы понимаете, основным материалом для стропильной системы ломаной крыши является древесина. А это, к сожалению, горючий, не влагостойкий, подверженный гниению материал. Эти качества, безусловно, являются недостатками, которые легко устранить, проведя обработку антипиреном, антисептиков, влагозащитной пропиткой. Обрабатывать дерево для эффективной защиты этими составами необходимо в несколько слоев. Расчет необходимого объема антисептика производят согласно рекомендациям производителя.

    Используйте высококачественный материал из хвойных пород, без сучков. Если они все же есть, уберите, обработайте специальным средством. Нешлифованное дерево следует предварительно ошкурить, кору в обязательном порядке удалить.

    В качестве кровельного материала используется металлочерепица, профнастил, шифер, ондулин, шинглас. Так как конструкция сама по себе массивна, специалисты советуют отдавать предпочтение более легким материалам, чтобы излишне не перегружать стропильную систему. Вес в таком случае станет определяющим фактором при выборе. Обрешетка изготавливается сплошного или решетчатого типа, из необрезной доски или из влагостойкой фанеры. В качестве утеплителя применяются минеральная вата на базальтовой основе или пенопласт. Декоративная обшивка может быть выполнена из сайдинга, блок-хауса или вагонки.

    Нюансы монтажа

    Начинать возведение кровли необходимо, выполнив расчет нагрузки, которой она будет подвергаться. Для этого складывают вес каждого из материалов кровельного пирога, найти который можно в справочной литературе. Затем определяются временные нагрузки от выпадающего снежного покрова. Когда эти показатели складываются, получается такой показатель, как общая нагрузка, который колеблется в районе 40-50 кг/м2. Согласно этим параметрам определяется, каким запасом должна обладать стропильная система, сечение элементов каркаса. Избавить вас от этих вычислений может специальная программа для расчета, доступная для использования в интернете. После этого составляется чертеж, отражающий расположение всех элементов с рассчитанными размерами.

    Дальнейшие действия относятся к собственно монтажу ломаной кровли:

    • Производится закупка всех необходимых материалов. Лучше приобрести их с небольшим запасом, чтобы не оказаться в ситуации, когда чего-то не хватает.
    • Все деревянные элементы распиливаются в размер согласно шаблону. Быстрее всего это сделать болгаркой или циркулярной пилой.


    Нижние стропила, подкосы, стойки на земле соединяются вместе, образуя, так называемые, фермы.

  • Готовые фермы поднимаются на верх для установки.
  • Фермы соединяются затяжками, настилаются верхние наслонные стропила.

  • Создается обрешетка, монтируется утеплитель, укладывается кровельный материал.
  • Фронтоны, свесы обшиваются выбранным материалом, оборудуются оконные проемы.
  • Если расчет выполнен грамотно, стропильная система ломаной крыши является прочной, надежной конструкцией мансардной кровли, которая прослужит не одно десятилетие при условии регулярного контроля за состоянием.

    Видео-инструкция

    Стропильная система ломаной крыши: нюансы расчетов и проектирования + примеры строительства

    Популярность ломаных крыш обусловлена экономичностью строительства и возможностью рационально применить чердачное пространство. Именно они используются для организации утепленных и неутепленных мансард. Технология сооружения кровельных конструкций с переменным углом наклона скатов отличается от традиционной двухскатной схемы.

    Потому желающим обзавестись мансардным этажом и успешно проявить себя на поприще кровельщика необходимо знать, как устроена стропильная система ломаной крыши и каким образом вычисляются размеры материалов для ее сооружения.

    Содержание

    Расчет ломанной стропильной системы

    Самый яркий и выразительный представитель класса ломаных крыш – пятиугольная конструкция с явной разницей в углах наклона скатов. Даже не углубляясь в специфику ее сооружения, можно понять, что устроена она из двух водруженных друг на дружку ярусов. В нижнем солидном ярусе располагается мансарда, подарившая второе название ломаным крышам. Менее объемный ярус-верхушка, венчающий нижнюю часть, определяет форму конструкции в районе конька.

    Кратко о специфике стропильной конструкции

    Стропильный каркас для обеих частей мансардной крыши сооружают по правилам, которые диктует обычная технология строительства скатных крыш. Нижнюю часть каркаса ломаной крыши строят путем установки наслонных стропильных ног. В устройстве верхней части могут использоваться как наслонные, так и висячие стропилины. Низ наслонных стропилин имеет право опираться на мауэрлат или на балки перекрытия. Опорой для верха чаще всего служит деревянная рама, одновременно играющая роль каркаса одной из стенок мансарды. В устройстве верхнего яруса ориентируются в основном на удобство работы для исполнителя.

    По традиции угол наклона скатов нижней части ломаной крыши значительно круче, чем верхней. Они-то и создают излом – наглядный показатель применения ломаной технологии в строительстве крыши. Однако крутизна верхней и нижней частей скатов может быть равной, из-за чего ломаная конструкция будет выглядеть, как обычная двускатная. Но стоят ее стандартным для ломаных крыш методом, потому что каркас нижнего яруса обязан обеспечить возможность организации эксплуатируемого пространства. Т.е. стропильная система должна обладать необходимыми элементами с заданной несущей способностью для устройства стен и потолка утепленной или холодной мансарды.

    Виды нагрузок и их совокупность

    Мудреные формулы, согласно которым производится расчет стропильной системы ломаной крыши проектировщиками строительных предприятий, мы приводить не будем. Строители их знают и без нас. Тем, кто решил соорудить одну-две крыши на загородном участке, столь фундаментальные сведения вовсе не нужны. В интернете предостаточно программ, совершающих за пару секунд сложные математические операции по вычислению сечения стропил, опор и балок. Лучше разберем, какие данные потребуются для ввода в программу, а также какие виды нагрузок на перекрытие, стропила верхнего и нижнего яруса следует учесть.

    Саму программу качайте здесь – по этой ссылке (для работы нужен только Excel). Дальше мы будем приводить примеры работы конкретно с ней.

    Зачем нужны пределы

    На каждый элемент стропильной системы ломаной крыши будут действовать различные виды нагрузок. Сумма нагрузок не должна приводить к деформациям и повреждениям, требующим обязательного ремонта. Несущие конструкции по правилам рассчитываются с учетом двух предельных значений, это:

    • Предельная прочность – состояние, превышение которого приводит к разрушению строительной конструкции, к потере выносливости или устойчивости.
    • Предельная деформация – состояние, превышение которого приводит к недопустимым прогибам, в результате которых не только изменяется геометрия сооружения, но нарушаются узловые сочленения.

    По обоим видам указанных предельных состояний проектировщиками производятся вычисления. Самостоятельному кровельщику эти тонкости не слишком нужны. В имеющихся в интернете расчетных программах с заложенными в них формулами уже учтены пределы. Они введены в расчетный алгоритм в виде сигнальных значений типа:

    • Нтр. прочность – размер элемента стропильной системы, уменьшение которого приведет к состоянию потери прочности.
    • Н тр. прогиб – размер элемента, уменьшение которого повлечет угрожающую деформацию.

    Обращаясь к автоматической вычислительной помощи, на подобные значения необходимо обращать пристальное внимание. Это предельный минимум, указывающий на то, что реальные проектные значения должны быть больше.

    В списке нагрузок, действующих на кровлю, значатся вес зимних осадков, сила ветра, собственная масса, вес мебели и людей, эксплуатирующих мансарду. Нагрузки могут действовать одновременно, поочередно или в любом сочетании типа снег + мебель + человек; снег + ветер и т.д. Расчеты проводят по максимуму в стремлении предусмотреть вероятность воздействия наибольшей нагрузки.

    Как определить вес снегового покрова

    Для определения веса снегового покрова особых познаний не нужно. Выполняется оно путем выяснения принадлежности площадки строительства к конкретному «снежному региону». Нашли на карте регион с присвоенной ему цифрой, затем посмотрели в табличке, сколько снега будет давить на горизонтальную поверхность.

    Для стропилин верхнего и нижнего яруса ломаной крыши показатели веса снега будут различными. Скаты ломаной крыши в большинстве случаев неравнозначны по углу наклона. У твердых осадков больше возможности задержаться и полежать на близкой к пологой верхушке, чем на крутых скатах нижней части. Следует учесть, что на скатах крутизной до 30º вес снега принимают равным единице среднестатистического значения, принятого в регионе на основании многолетних наблюдений метеослужбы. Считается, что на скатах крутизной 60º и более снег не задерживается совсем, т.е. равен нулю. Значение веса снега в интервале между указанными наклонами находят методом интерполяции. Например, если угол наклона 45º, то табличный показатель следует умножать на коэффициент 0,5, для 50º на 0,33 и т.д.

    Как найти ветровую нагрузку

    Ветровая нагрузка нужна для расчетов устойчивости стропильной системы. Для ее определения опять же используем карту районирования, но уже составленную по значениям давления ветра. Этот показатель необходим для стропильных ног обоих ярусов крыши, потому что пологую часть порывистый ветер способен сорвать и унести, а крутую банально опрокинуть. Определенные по карте сведения о силе ветра корректируют посредством умножения на коэффициент, разработанный для разных типов местности.

    В регионах с высокой ветровой нагрузкой увеличивается частота крепления стропильных ног к стенам, т.е. они крепятся проволочными скрутками чаще, чем через одну. Для устойчивости увеличивается количество ветровых связей – подкосов, опор, досок или реек, прибитых к трем и более стропилинам. Их вес необходимо учитывать при расчете общего веса кровельной конструкции.

    Нагрузка от массы кровли

    Вес кровли – сборная характеристика с индивидуальными параметрами. По сути, это масса кровельного пирога конкретной утепленной или холодной конструкции с определенным видом покрытия и устроенной специально под покрытие сплошной либо разреженной обрешеткой. Рассчитывается она на метр кровельной площади.

    Усредненные значения веса покрытий можно найти по табличке. Нужно учесть, что при использовании рельефных кровельных материалов вес снегового покрова следует увеличить на 10%. К примеру, если производится монтаж шифера или профнастила с крупной волной, следует помнить, что снеговой покров в углублениях может скапливаться и долго лежать.

    Вес обрешетки зависит от вида покрытия. Устройство мягкой кровли требует сплошного настила из доски, листов влагостойкой фанеры или плит ОСП. Профилированную жесть, шифер, глиняную черепицу монтируют на установленные с определенным шагом бруски. Вес обрешетки увеличится за счет установки диагональных ветровых связей в регионах с высокой ветровой нагрузкой. Массу утепления и самой стропильной системы с подкосами, опорами, прогонами и прочими элементами также рассчитывают в индивидуальном порядке.

    Для предварительных расчетов есть ориентировочные усредненные показатели:

    • вес деревянной обрешетки от 10 до 12 кг/м²;
    • вес наслонных стропильных ног с прогоном от 5 до 10 кг/м²;
    • вес висячих ног стропильной фермы от 10 до 15 кг/м².

    Вычисленные с помощью программ показания не слишком сильно должны отличаться от приведенных цифр. Для утепленных мансард список нагрузок следует пополнить весом обшивки. В случае применения утеплителя с коэффициентом теплопроводности мало отличающимся от 0, 04 Вт/м×°С, его массой разрешается пренебречь.

    Мы показали, где и как найти значения для ввода в расчетные системы. Все остальные сведения для математического определения сечения стропильных ног, балок, опор вводятся согласно проектным данным. В случае если расчетная система предупреждает о том, что «условие не выполнено» или не обеспечена несущая способность, размеры элементов следует увеличить.

    Сооружение ломаной стропильной системы

    Перед тем, как приступить к устройству стропильной системы для будущей ломаной крыши, надо сделать проект и произвести расчеты элементов конструкции. Будем считать, что этап проектирования пройден.

    Рассмотрим один из типичных примеров сооружения мансарды с двумя ярусами наслонных стропилин, водруженными над кирпичной коробкой. Крепить стропильную систему будем к мауэрлату – деревянной раме из бруса 150×200мм, уложенной заподлицо с внутренним периметром стен. Вдоль наружного края коробки уложен ряд кирпичей, маскирующих мауэрлат и снимающий часть распорной нагрузки. Верхняя плоскость мауэрлата должна быть выше кирпичной обвязки на 2-3 см.

    Установка балок перекрытия

    Сооружение перекрытия начинаем с установки крайних балок, выносá которых определяют ширину карнизных свесов. Далее по натянутой между крайними балками шнурке устанавливаем промежуточные элементы с шагом, равным расстоянию между стропильными ногами. Для утепленных крыш шаг рекомендовано сделать равным ширине плиты теплоизоляции, чтобы утеплитель плотной сидел в предназначенном для него межстропильном пространстве. Для неутепленных конструкций шаг рассчитывается так, чтобы поместилось цельное количество стропильных ферм с одинаковыми расстояниями между ними.

    Размер бруса для сооружения перекрытия 100×200мм. При укладке балок выравниваем их верхнюю плоскость, если не получается выставить в строго горизонт. Выравнивание производим путем подтески мауэрлата или подкладки щепы под балку. После крепления балок к мауэрлату крепим к их торцу короткий брус, так, чтобы они сформировали плоскость для торцовых карнизных свесов. Шаг между короткими балками не имеет значения, может быть 1м или около того.

    Строительство стенок мансарды

    Отмечаем на устроенном перекрытии линии расположения ряда опор для стропильных ног нижнего яруса. Одновременно с опорной функцией они играют роль каркаса для стенок мансарды.

    Действуем следующим образом:

    • Устанавливаем угловые опоры, для изготовления которых используем брус 100×150мм длиной на 10см больше, чем чистовая высота мансардного потолка. Выверяем вертикальность опор отвесом, крепить будем только после того, как убедимся в безупречности установки. Для устойчивости фиксируем их положение временными раскосами. По аналогии монтируем опоры посередине фронтонных стенок.
    • Угловые опоры соединяем шнуркой, чтобы обозначить место установки промежуточных стоек. Для изготовления промежуточных опор подойдет материал 50×150мм с равной угловым опорам высотой.
    • Поверх двух рядов опор укладываем прогоны, изготовленные из доски 50×150мм. Временные распорки более не понадобятся, построенные стенки будущей мансарды устойчивы и без них.
    • На прогоны ребром устанавливаем доску, она сформирует потолочное перекрытие мансарды.
    • Поверх потолка строящейся мансарды укладываем доску 25×150мм. Ее не нужно устанавливать по оси строения. Лучше проложить параллельно, отступив от оси 20-30см.

    Результат приложенных усилий – готовый каркас мансарды и опоры для установки верхнего яруса стропильных ног.

    Монтаж стропилин нижнего яруса

    Стропилины нижнего яруса ломаной крыши изготавливаются и устанавливаются стандартным наслонным методом:

    • Доску 25×150мм необходимой длины прикладываем к торцу сооружаемой конструкции и карандашом по факту отмечаем линии верхнего и нижнего запила. Это шаблон, который можно применять для изготовления всех стропилин нижнего яруса, если отклонений в геометрии стропильной системы нет.
    • Если есть сомнения в безупречности предшествующей работы, устанавливаем только крайние ноги и натягиваем между ними шнурку. По шаблону на остальных стропилинах делаем только верхний запил. Нижнюю линию отмечать будем по факту, совмещая верхнюю плоскость заготовки со шнуровым ориентиром.
    • Устанавливаем стропильные ноги. Крепим их к балкам перекрытия скобами или металлическими уголками, а вверху к прогонам двумя-тремя гвоздями.

    Бывает, что для перекрытия нижнего ската по всей длине, одной доски не хватает. В подобных ситуациях стропилину монтируют из двух коротких досок, сшитых обрезком материала аналогичного сечения длиной от 1м и более. Правда, желательно все же заказать пиломатериалы необходимой длины, чтобы не ослаблять конструкцию сшитыми участками.

    Установка стропильных ног верхних скатов

    Для изготовления и установки верхних стропилин сначала надо отметить центральную ось. Для этого обрезок дюймовки следует прибить к крайней потолочной доске мансарды строго вертикально. Одно из ребер обрезка должно в точности совпадать с обозначенной на схеме центральной оси стропильной системы ломаной крыши, далее:

    • Примеряем к торцу дюймовку для производства шаблона и отмечаем на ней линии запилов, верхнюю из которых проводим прямо вдоль обозначенной обрезком оси.
    • Изготавливаем по шаблону пару стропильных ног верхних скатов. Если не сомневаемся в геометрии сооруженного каркаса, делаем сразу несколько заготовок. В противном случае поступаем так же, как и с нижними собратьями.
    • Устанавливаем первую пару стропилин, призвав к содействию две пары рабочих рук. В одиночку с установкой не справиться, верхней опоры ведь у них нет. Чтобы только что водруженная стропильная ферма не упала, подпираем ее подкосом.
    • Монтируем остальные стропильные фермы верхнего яруса. Подпираем их подкосами через 3-4 штуки. Угол наклона подкосов должен быть более 45º. Направление их наклона следует чередовать.

    Заметьте, для того чтобы предотвратить растяжение и прогиб потолочных досок мансарды, каждую верхнюю стропильную ферму необходимо оснастить подвеской из доски примерно 25×150мм.

    Со спецификой узловых соединений стропильной системы крыши ломаного типа ознакомит фото подборка:

    Обшивка фронтонов и сооружение обрешетки

    Вдоль линии конька и линий перелома скатов обрешетку делают сплошной, независимо от запроектированного типа и шага ее установки. Поперек направления стропильных ног прибиваются две доски с зазором 2-3мм между ними. Аналогичный сплошной настил устраивается в ендовах, если они имеются, вокруг мансардных окон и отверстий для проходки дымоходной трубы. В случае применения мягких разновидностей кровельных покрытий обрешетка устраивается сплошная по всей площади скатов.

    Если толщина утеплителя равна или больше ширины стропилины, вперед обрешетки устраивается контробрешетка, сооружаемая путем установки дистанционного бруска. Необходим он для формирования зазора между гидроизоляцией и кровельным материалом. Прибивают дистанционный брусок с наружной стороны системы к ребру стропилины. Если толщина плит теплоизоляции позволяет оставить вентиляционный зазор без дистанционных ухищрений, в установке дистанционного бруска необходимости нет. Не нужен он также в строительстве неутепленной крыши.

    По завершении работ по устройству стропильной системы обшиваются карнизы, фронтонные стенки, именуемые в деревянном домостроении щипцами. Обустраиваются прилегающие к фронтонным стенкам короткие свесы, после чего наступает время укладки кровельного покрытия.

    Видео подборка для самостоятельных строителей

    Желающим наглядно представить процесс сооружения ломаной крыши в помощь три ролика с пошаговым производством работ:

    Рассмотреть в рамках одной статьи все варианты сооружения стропильных конструкций для ломаных крыш невозможно. Различаются типы кровли, архитектурные параметры, регионы. Есть немало нюансов, применяемых в конкретных условиях строительства. Однако приведенные нами примеры отлично демонстрируют общий технологический принцип. Эти сведения о правилах расчета и схемах строительства должны помочь и домашним мастерам, и хозяевам, контролирующим работу наемной бригады. Ваши вопросы, если таковые будут, оставляйте в комментариях.

    Как установить стропильную систему двускатной крыши

    Стропильная система — одна из завершающих стадий строительства дома. От того, насколько правильно она исполнена, зависит долговечность самого строения и комфортность проживания в нём. Простота исполнения позволяет выполнить работы самостоятельно при участии помощника.

    Стропильные системы под мансарду

    Сегодня наблюдается настоящий бум использования в загородном строительстве различных архитектурных элементов, которые в условиях промышленного строительства, казалось бы, навсегда ушли в прошлое. Речь идёт о таких устройствах, как эркеры, мансарды, мезонины и им подобных. Они позволяют значительно увеличить площадь полезного пространства и придают зданию оригинальный красивый вид.

    Особой популярностью пользуются мансарды, позволяющие устроить в подкровельном пространстве полноценное жилое помещение. Для этого используются специальные стропильные системы, призванные обеспечить возможность создание такого помещения при условии достаточной прочности конструкции.

    Устройство ломаной мансардной кровли позволяет получить полноценное жилое помещение на втором этаже

    Виды стропильных систем

    Основные типы стропильных систем для устройства мансарды представлены двумя вариантами:

    • двускатная;
    • ломаная стропильная система.

    Фотогалерея: что такое мансарда

    Однако на практике кровли загородного дома настолько разнообразны, что классифицировать их практически невозможно. В конструкции используются самые различные элементы:

    • вальмовые скосы;
    • скворечники;
    • навесы;
    • полувстроенные светопрозрачные конструкции (оранжереи);
    • фонари и другие архитектурные решения в самых оригинальных и порой неожиданных сочетаниях.

    Фотогалерея: проекты домов с двускатной крышей и мансардой

    Элементы и узлы стропильной системы мансардной крыши

    Очевидно, что наиболее прочной конструкцией является двускатная крыша. Но для получения достаточно просторного помещения при таком устройстве стропил нужно уменьшать угол между скатами, а это ведёт, к повышению ветровых нагрузок на кровлю. Разумный выход находится в создании полумансарды, когда от пола до потолка устанавливаются стойки на высоту 1,3–1,8 метра, а уже к ним крепятся стропила.Такое устройство требует установки низких ригелей, чтобы компенсировать распирающие нагрузки от стропильных ног на стойки.

    Для увеличения полезного объёма мансарды ригели, образующие её потолок устанавливают максимально близко к коньковому узлу

    Использование ломаной крыши позволяет упростить форму помещения мансарды и получить больший объём жилого пространства.

    Возведение ломаной крыши позволяет получить мансарду гораздо больших размеров, чем устройство обычной двускатной кровли

    Основными элементами стропильной системы являются:

    1. Опорное основание — мауэрлат. Его назначение — распределение нагрузок от стропил на стену.
    2. Стропило — балка, воспринимающую нагрузку от кровельного пирога.
    3. Брус коньковый — предназначен для восприятия нагрузки от стропила в верхней части, часто применяется для крепления и позиционирования стропил.
    4. Стойка, укосина, распорка. Дополнительные детали для усиления несущей способности стропил и компенсации изгибающей нагрузки на стропило от кровельного пирога.
    5. Лежень — опора для стойки. Размещается на переводах.
    6. Переводы — поперечные балки, формирующие основу для потолочного перекрытия.
    7. Ригель — горизонтально устанавливаемая связь между противоположными стропилами, увеличивающая их несущую способность.
    8. Внутренняя и наружная обрешётка. Набивается перпендикулярно стропилам.

    В простой конструкции двускатной кровли некоторые элементы, например, ригели и затяжки, могут отсутствовать

    При монтаже стропильной системы широко применяются дополнительные детали для усиления крепления элементов конструкции.

    Применение современных крепёжных элементов позволить эффективно усилить конструкцию и значительно сократить время монтажа

    Расчёт стропильной системы

    Исходные данные для расчёта берутся из предварительно разработанного проекта. Для примера рассмотрим схему устройства кровли при наличии мансарды.

    В проектном чертеже указываются размеры, места усановки и материал всех элемениов кровельной системы

    Основным показателем, рассчитываемым в первую очередь, является шаг стропил в зависимости от планируемого финишного покрытия. Так, для установки керамической черепицы шаг стропил должен быть не более 60 сантиметров, а если планируется установить пластиковое покрытие или мягкую кровлю, этот показатель может быть увеличен до 120–150 сантиметров. Опять же, нужно учитывать характер нагрузок — сочетание воздействия ветра и снега — и установить оптимальный угол между скатами кровли.

    Порядок расчёта количества стропил

    Для примера рассмотрим устройство кровель для дома длиной 10 метров. Принимаем в первом приближении расстояние между стропильными ногами равным 80 сантиметрам. Тогда их понадобится: 1000 : 80 + 1 = 13,5. Поскольку число стропил должно быть целым, округляем результат до 13. В таком случае точное расстояние между ними составит 1000 : 13 = 769 (миллиметров). Это точное значение промежутка между осями стропильных ног.

    При расчёте потребности в материалах нужно учитывать их раскраиваемость. В случае с материалами из древесины их длина может составлять 4 или 6 метров. В процессе проектирования нужно подбирать размеры деталей с учётом образования наименьшего количества обрези. Обрезки древесины хвойных пород непригодны даже на дрова для печей.

    Материалы для стропильной конструкции

    Традиционным материалом для стропил в России является древесина. Лучшим вариантом считается лиственница, однако, по цене и доступности её не всегда можно использовать. Поэтому применяются брусья из древесины хвойных пород. Размер сечения зависит от конструкции здания.

    Всё большее распространение получают составные профилированные материалы из древесины. К таковым относятся:

      Двутавры деревянные. Эти изделия интересны тем, что они изготавливаются в основном из отходов древесины. Опорные поверхности из многослойной водостойкой фанеры и стенка из ОСП. Такие конструкционные материалы имеют несущую способность не меньшую, чем цельный брус. Требования к антибактериальной противопожарной обработке гораздо мягче, материал уже прошёл все защитные обработки в процессе производства. При этом он не подвергается растрескиванию, а его механические свойства одинаковы во всех направлениях.

    В индивидуальном строительстве всё чаще используются деревянные материалы, повторяющие по форме металлические

    Швеллер из древесины по прочности превосходит брус, а весит меньше

    Металлическая стропильная конструкция подвержена коррозии и требует регулярного ухода

    Устройство стропильной системы двускатной крыши с мансардой

    В основе стропильной системы с двускатной крыши лежит треугольник — наиболее жёсткая фигура.

    1. Сразу после установки мауэрлата монтируются переводы и делается временный настил для удобства и безопасности при выполнении работ.
    2. Устанавливаются стропильные фермы, в первую очередь — крайние, фронтонные. Они состоят из двух стропил, соединённых между собой верхней затяжкой. По ходу установки производится контроль совпадения очередной стропильной ноги с плоскостью уже установленных узлов. Для этого используется натянутый между фронтонными стойками строительный шнур. Производится временное крепление стропильных ног к мауэрлату.

    Сначала устанавливаются крайние стропильные фермы со стороны фронтонов

    После установки всех стропил производится их окончательное крепление в узлах стыка с мауэрлатом и коньком

    Перечислены только основные элементы стропильной системы. Могут быть использованы и дополнительные детали для увеличения прочности конструкции.

    Монтаж стропильной системы кровли с учётом формирования мансарды

    Стропильная система двускатной крыши может формироваться двумя способами:

    1. Сборка основной конструкции внизу с последующим подъёмом на перекрытие и установкой на мауэрлат.
    2. Монтаж стропильных ног подетально непосредственно на месте установки.

    Более производительным и удобным способом является первый вариант.

    Сборка стропильных ферм внизу

    Такая работа производится в следующем порядке:

    1. Необходимо изготовить простейший стапель для сборки ферм. Единственное требование к нему — расположение опорных элементов стропил строго по горизонтали.
    2. Детали первой фермы нужно выполнить по заранее подготовленным чертежам. Она представляет собой совокупность минимального набора основных деталей, обеспечивающих жёсткость конструкции.
    3. Произвести сборку первой фермы, установить дополнительный крепёж.
    4. Изготовление последующих ферм производится с использованием первой в качестве шаблона, детали изготавливаются по месту. Для точности и полного соответствия детали каждой последующей фермы нужно крепить к шаблону струбцинами. По готовности ферма убирается в сторону.

    Все стропильные фермы изготавливаются по единому шаблону, которым является первая собранная конструкция

    Видео: сборка стропильных ферм «на земле»

    Установка стропильных элементов

    Стропила, как основной несущий элемент скелета кровли, должны быть надёжно соединены между собой. Для этого придумано множество разных способов, в том числе специфических, предназначенных для отдельных видов строений. Особого отношения требует стропильная система деревянного дома. К мауэрлату балка крепится скользящим устройством, а коньковое соединение производится на шарнире. Это связано с постоянными сезонными подвижками сруба, которые необходимо компенсировать.

    Фотогалерея: способы соединения стропильных ног

    Установка опорных стоек и прогонов

    Это ответственная операция, потому что на этом этапе формируется поверхность лицевой отделки стен и потолка мансарды. Поэтому порядок исполнения такой же, как при установке стропил:

      Первыми устанавливаются стойки на фронтонах с упором нижней части на мауэрлат. Они формируют контур помещения мансарды. Стойки вырезаются из бруса: в нижней части под прямым углом, в верхней — под углом наклона стропильной ноги. Стойка устанавливается внутрь стропильной ноги и крепится металлическими пластинами к стропилу и мауэрлату. Они крепятся саморезами длиной 45–50 миллиметров.

    Стойки крепятся к прогонам и мауэрлату при помощи металлических уголков

    Для изготовления всех деталей стропильной системы используется брус одинаковых размеров, как правило, размером 50х150 или 40х150 миллиметров.

    Видео: быстрый монтаж стропильной системы

    Обрешётка

    Это обязательный элемент стропильной системы. В случае когда в подкровельном пространстве формируется тёплое мансардное помещение, обрешётку делают дважды:

    1. Наружная обрешётка выполняется для крепления финишного покрытия кровли. Кроме того, если каждая её доска крепится к стропилу двумя гвоздями, она служит скрепляющим элементом каркаса. Кроме того, под обрешёткой формируется утепляющий и влагозащитный пирог кровли.
    2. Внутренняя обрешётка служит каркасом для утепления мансарды и установки чистовой отделки стен и потолков.

    Кроме того, устанавливаются ещё и контробрешётки, при помощи которых организовывается вентиляционная система подкровельного пространства.

    Контробрешётка кладётся параллельно стропильным ногам и обеспечивает зазор для внтиляции подкровельного пространства

    Для обрешётки используется доска размерами 25х100 миллиметров обрезная или необрезная. Необрезную доску нужно предварительно ошкурить. Доску шире указанного размера применять не рекомендуется. При короблении она может деформировать финишное покрытие или повредить кровельный пирог.

    Крепление досок обрешётки производится гвоздями длиной не менее 70 миллиметров и не менее двух штук на каждое пересечение. Такой способ увеличивает сопротивляемость конструкции ветровым нагрузкам.

    Шаг обрешётки зависит от материала финишного покрытия — для керамической черепицы и мягкой кровли он должен быть минимальным (порядка пяти сантиметров), для металлочерепицы или профнастила допускается расстояние между досками до 70 сантиметров.

    Правильно уложенный кровельный пирог обязательно содержит вентиляционный зазор между утеплителем и кровельным материалом, который помогает быстро отводить влагу

    Видео: обрешётка стропильной системы

    Отделка стропил

    Стропильная система после монтажа всех элементов кровли становится практически недоступной для осмотра и обслуживания. Поэтому перед установкой каждой детали на место её нужно тщательно обработать защитными составами. На рынке стройматериалов достаточно специальных средств для защиты деревянных конструкций от поражения бактериями и гнилью, а также различных противопожарных пропиток.

    Перед установкой деталей стропильной системы их нужно обработать специальными защитными составами

    При этом нужно учитывать, что проведение защитных операций на готовой конструкции не всегда эффективно, поскольку необработанными остаются скрытые поверхности.

    Любые средства защиты древесины сертифицируются государственными инстанциями, поэтому при покупке нужно требовать у продавца сертификат соответствия. Он выдаётся санитарными органами и пожарной инспекцией. В первую очередь гарантируется безопасность состава для человека и его соответствие объявленным качествам.

    Какие из них выбрать, решает сам потребитель в зависимости от своих финансовых возможностей. В принципе, всегда можно нарваться на подделку, но выяснится это только после многолетней эксплуатации.

    Пропитки могут наноситься широкой фальцевой кистью или валиком, но нередко используется и краскопульт.

    Видео: монтаж стропильной системы двускатной крыши с мансардой

    Надёжная кровля во многом определяет длительность жизненного цикла строения. Правильно устроенная кровля обеспечивает комфортность и стоимость проживания в доме. В условиях России, когда отопление необходимо большую часть года, правильно устроенная утеплённая кровля сохраняет до 30% тепла. А качественное утепление возможно только при качественной стропильной системе.

    Стропильная система мансардной крыши? Легко!

    Доброго времени уважаемые читатели блога.

    Продолжаю рассказ о том, как я строю свой дом, и сегодня я поговорю о стропильной системе дома. У меня были раздумья, о том какую систему делать, и хорошенько взвесив все за и против остановился на одном варианте, каком? Читайте дальше – все расскажу!

    В этой статье я расскажу о том, как я составил проект стропильной системы, как рассчитал шаг стропил, как производилась установка стропил мансардной крыши, также расскажу как крепятся стропила моего дома.

    Небольшой план статьи:

    1. Выбор стропильной системы
    2. Расчет шага стропил
    3. Готовим заготовки стропил
    4. Подъем и сборка стропильной системы
    5. Краткий вывод по статье
    6. Новости дома

    Теперь поподробнее каждый пункт.

    Выбор стропильной системы

    Когда я планировал дом, то было много вариаций о виде крыши дома. То, что, крыша будет мансардной – даже не обсуждалось, но какой формы?

    Изначально я хотел сделать ломаную крышу – а-ля 90-е, но когда начал рассчитывать балки перекрытия дома, то осознал свою ошибку, и стал искать другой вариант. В этом варианте у меня получился большой прогиб потолочных балок в перекрытии первого этажа. Это было не допустимо – пришлось думать дальше.

    Часть первого варианта моего дома

    В итоге остановился на двускатной мансардной крыше, с высотой стен у мауэрлата 120 см. Эта высота оказалась вполне удобна при моем угле крыши. Я свободно не нагибаясь могу дотянуться до стены дома рукой, правда уперевшись лбом в потолок)))

    Внешний вид фасада дома получился весьма привлекательным. Монтаж кровли такой крыши был также удобен, по крыше можно свободно ходить. Небольшая проблемка была с материалом, но немного подождал, и мне напилили необходимую доску.

    Да и рассчитать такую крышу оказалось очень легко, как и монтировать стропила. Все детали легко заготовить заранее.

    Расчет шага стропил

    Шаг и сечение стропил я выбирал исходя из расчетов, принцип такой-же, как и для перекрытия, только учитывается не вся длина стропила, а только ее горизонтальная проекция.

    Вообще конечно есть специализированные формулы, где учитывается средняя снеговая нагрузка, в зависимости от региона. В отдельной статье я планирую рассказать, как рассчитать стропильную систему для любого региона. Я практически пренебрег этим, просто взяв нагрузку как для перекрытия дома.

    Расстояние между стропилами крыши вышло 60 сантиметров, толщина стропил двускатной крыши или, правильнее, сечение получилось 180х50 мм. Этого вполне хватит в наших краях, снега практически нету, вот фото, дату сами видите ))) Этот момент меня конечно бесит в нашем климате, но что поделать…

    Обратите внимание на снег по обочинам и на крышах домов

    Конечно иногда вываливает за зиму сантиметров 60-70 наберется, но такое бывает раз в лет 10-15 наверное. Только ветра у нас дуют практически не переставая, и с крыш все сметает. Таких красивых крыш как на фото ниже в Забайкалье практически не встретишь…

    Красотища.

    Готовим заготовки стропил

    После того как были сделаны все расчёты, то я просто подобрал оптимальный угол крыши, взяв за основу, то — что доски длиннее 6 метров мне не достать (6 метров то только одна пилорама в деревне пилит, и то только пятерку и брус), свесы не менее 60 сантиметров от стены, внешний вид должен получиться привлекательным.

    Прямо в визио ставил две доски прямо на проекте фасада, подобрав самый оптимальный угол. Когда с углом закончил то измерив расстояние от конька до мауэрлата (проект изначально делал в масштабе, дабы не бодаться потом с размерами) нарисовал чертеж в компасе, распечатал, и по чертежу изготавливал стропила для крыши.

    Чертеж части у мауэрлата Чертеж стропила целиком Чертеж у конька

    Немаловажным фактом будет сделать правильный запил стропил. Как запилить строила можно посмотреть на моем чертеже и на этом видео, Ларри рассказал, как это сделать разными способами.

    Видео в процессе подготовки

    У меня коньковая крыша с наслонными стропилами, на конек опираются все стропила и поэтому он был изготовлен достаточно мощным.

    Конек сколочен из лиственной доски сечением 22х50 сантиметров и итоговое сечение получилось 22х10 см, при длине конька 9,6 метра. Очень мощная и тяжелая штука, которую мы кое как вшестером запихали на свое место.

    Вот конек опирается на опору

    Для конька подготовлены места в фронтонах дома, и дополнительно два опорных столба, в итоге конек опирается на землю в четырех точках.

    Это конек сидит на своем месте в фронтоне

    Подъем и сборка стропильной системы

    Когда были подготовлены стропила и установлен конек дома, то я со своим братом начал установку стропил мансардной крыши. Стропила были изготовлены из сосны, поэтому их было по силам поднимать одному человеку на земле и другому принимать на втором этаже дома.

    Все стропила были аккуратно сложены по мауэрлату снаружи дома, затем я забрался на несущую центральную стену дома, принимал стропила, а брат их мне подавал. Одному собирать стропильную систему конечно можно, но забегаетесь и запрыгаетесь, лучше сразу позвать помощника.

    Крепили одновременно, я к коньку, брат к мауэрлату. Вообще правильно рассчитанные и запиленные стропила никуда не деваются, когда их закинешь на свое место. Просто сидят и ждут, когда их прибьешь.

    Здесь хорошо видно как сколочены стропила между собой

    А да, забыл сказать, предварительно была сделана разметка согласно рассчитанному расстоянию между стропилами — на коньке и на мауэрлатах дома, чтобы вся крыша получилась ровной и все стропила были на своих местах.

    Крепление стропил в каркасном доме не вызывает никаких затруднений. Главное не нарушать принципа работы узлов каркасного дома и все получится.

    К коньку стропила крепятся гвоздями в косую с двух сторон, затем проколачиваются между собой, образуя своеобразный замок, который при всем желании не растащишь.
    Стропила снаружи конька были преднамеренно заготовлены немного длиннее, затем лишнее просто отпилилось пилой. Зато получился хороший запас для приколачивания.

    Так как крыша коньковая, то вопроса о том, как крепить стропила к мауэрлату у меня не возникало. Я их просто крепил гвоздями на 120 в косую с двух сторон. Думаю, никуда ничего не должно убежать.

    Крепление стропил к мауэрлату

    Выносы фасадов изготовлены из таких же стропил, только они отпилены так, что стыкуются вплотную друг к другу, так как расположены в одной плоскости. Опираются они на заранее выпущенный конек, и балки мауэрлата. Это была полная импровизация, и как она себя поведет покажет время. Надеюсь ничего никуда не убежит и не упадет. Все-таки не только две точки держат, но и обрешетка.

    Свесы дома, еще не доделаны софиты

    После установки всех стропил я взялся за установку затяжек. Затяжки у меня идут с таким же шагом, как и стропила, и изготовлены из доски 150х50 см.
    В центре затяжка прибивается к несущей стене, и на нее – же опирается. Концы затяжек вывешены по уровню, на них в последствии был навинчен черновой потолок мансарды. Скрепилась крыша очень прочно, особенно после установки обрешетки и потолка.

    По потолку я свободно ходил сверху, когда таскал мешки с опилками, да и вес опилок он держит вполне спокойно.

    Черновой потолок, на нем сейчас ветрозащита, а на ней 25 сантиметров опилок

    Сделаем краткий вывод:

    Весь процесс сборки стропильной системы можно разбить на несколько отдельных этапов работы.

    1. Узнаем расстояние от конька до мауэрлата дома — для проведения правильных расчетов.
    2. Делаем расчет шага стропил, и их сечение. Подбираем исходя из возможностей и наличия материалов в продаже.
    3. Подбираем оптимальный угол стропильной системы. Я опирался на привлекательность дома.
    4. Расчитываем места расположения запилов и их углы, или как сделал я — чертим стропилину в «полный рост».
    5. Изготавливаем стропила, оставляем запас с каждого конца. Сверху отпилите после проколачивания, снизу по нитке — также после установки всех стропил.
    6. Раскладываем стропила по мауэрлату, в примерном их расположении.
    7. Поднимаем стропила на свое место. Используем помощника, одному будет тяжко.
    8. Проколачиваем стропила на местах. На пять гвоздей я колотил стропила между собой, на два каждую к коньку и на три гвоздя к мауэрлату.

    Новости дома

    Из домашних новостей, особо ничего необычного не происходило, закрыл очередную сессию, весь январь учился, следующая в мае. Закрыл довольно хорошо, скрин приложил )))

    Типа студент

    Лера решила изготовить огромного дракона, с размахом крыльев около метра, что получится увидим вместе! Пока готов только каркас.

    Думаю, пора закончить статью на этой ноте, думаю установка стропил мансардной крыши теперь не будет для вас чем-то сверхъестественным, даже если делаете не сами, то проконтролировать то точно сможете.

    Если есть вопросы или предложения, ну или конструктивная критика – то добро пожаловать в комментарии. Не забываем подписаться на обновления.

    С Вами был автор блога Сергей Меньков, всего доброго!

    Строительство мансардной крыши своими руками

    Использовать всю возможную площадь, придать дому оригинальность и значительно уменьшить потери тепла через крышу — вот задачи, которые решает мансарда. При наличии некоторого запаса прочности у фундамента таким способом можно превратить одноэтажный дом в двухуровневый. Привлекает еще то, что построена мансардная крыша своими руками может быть даже без наличия особых строительных навыков. Важно не ошибиться с выбором материалов и сделать все по правилам.

    Окна в обычном этаже располагаются в стенах. В мансардах стен нет или почти нет. Их заменяет кровля. Потому и окна делают особенными: они не только должны пропускать свет в достаточном количестве, но и выдерживать ветровые и снеговые нагрузки, которые на крыша намного больше, чем на стенах.

    Мансардные окна

    При планировании мансарды стоит учитывать рекомендации СНиПа. Они рекомендуют площадь окон делать не меньше 10% от площади пола. Так что если мансарда будет разделена на несколько помещений в каждом должно быть окно.

    Устройство мансардных окон в крыше

    Из всех приведенных на фото способов устройства окон в крыше с мансардой, проще всех реализуется наклонная установка. При этом необходимо обеспечить должную степень гидроизоляции примыкания, а также использовать специальные модели с усиленной рамой и армированным стеклом — нагрузка на поверхность бывает значительной.

    Плюсы наклонного мансардного окна:

    • большее количество света, не такие резкие границы света и тени;
    • поверхность крыши остается ровной, не усложняется ее рельеф;
    • относительно легкая установка.

    При планировании такого окна необходимо помнить, что его площадь увеличивается с ростом угла наклона. На какой высоте удобнее установить такое окно и как увеличивается его высота в сантиметрах в зависимости о наклона, смотрите на фото.

    Чем круче наклон относительно пола, тем меньше должна быть высота окна

    Ширина рамы окна должна быть на 4-6 см меньше, чем шаг между стропилами. Тогда его легко можно будет установить, не нарушая строение каркаса. Если окно буде шире, необходимо делать усиленную балку над ним, рассчитать нагрузку.

    Если нужно иметь большее по площади окно, проще поставить два нешироких рядом. Смотрятся они ничуть не хуже, чем одно большое, а проблем будет меньше.

    Два окна рядом смотрятся ничуть не хуже, чем одно широкое

    При установке окна-дормер геометрия крыши усложняется: появляется ендова сверху и по бокам. Из-за этого стропильная система становится более сложной и при планировании и при сборке. Возрастает также сложность укладки кровельного покрытия. Все ендовы — места самого вероятного появления протечек. Потому тут необходимо все делать очень тщательно. В регионах с большим количеством снега желательно над такими окнами устанавливать снегозадержатели: чтобы при резком сходе их не снесло.

    Устройство вертикального окна-дормера в мансардной крыше

    Плюс такого окна: возле него можно стоять в полный рост. Но света они пропускают меньше, сложнее становится рельеф и крыша становится более проблемной.

    Утопленное окно обычно используют, если делают через него выход на балкон. В других случаях такой способ устройства — не лучший вариант: света попадает мало, тени получаются очень глубокими, что для глаза утомительно, геометрия тоже становится сложнее, хотя и не в такой степени, как в предыдущем варианте.

    Самый простой способ — сделать окно в торцевой части мансарды. В этом случае не нужна усиленная рама или армированные стекла. Вполне достаточно просто качественных стекол. Именно этот вариант чаще всего можно увидеть на дачных мансардах: это самый недорогой вариант, который запросто реализуется своими руками.

    Стропильная система

    При самостоятельном строительстве частных домов с мансардной выбирают обычно ломанную крышу. Она позволяет получить помещение значительной площади, большее, чем под двускатной.

    При равной ширине основания (дома) мансардное помещение под ломанной крышей получается больше, чем под обычной двускатной. Стропильная система становится сложнее, но двускатная крыша с мансардой под ломаной крышей все равно боле популярна

    Конструкция ломаной мансардной крыши такова, что свесы можно опустить довольно низко, придав дому интересный вид. Но длинный свес крыши выполняют не только декоративную роль. Они еще закрывают верхнюю часть стены от осадков и отводят основную массу воды подальше от фундамента. Хотя при планировании нужно иметь в виде, что при сильных ветрах они увеличивают парусность. Из-за этого необходимо использовать более мощные доски и балки. Потому размер свеса крыши выбирают исходя из нескольких соображений, основное из которых — погодные условия.

    Угол наклона

    Зависит от кровельного материала, но больше всего — от региона и погодных условий. Классический вариант приведен на рисунке: нижние скаты по отношению к плоскости пола мансарды наклонены на 60°, верхние — на 30°. Исходя из этих данных и параметров вашего здания можно рассчитать все длины. Только стоит учесть, что согласно СНиП высота потолка в мансарде не может быть меньше 2 м. Тогда по определению это — чердак. Комфортно же себя человек будет чувствовать, если потолок будет поднят на высоту не менее 2,2-2,3 м. Исходя из этого по правилам геометрии рассчитываете требуемые длины.

    Углы наклона в классической варианте

    При классическом варианте нагрузка от осадков на боковые поверхности может не учитываться. Осадки смогут удержаться только на верхней части, угол наклона которой меньше 45°.

    Вообще же наклон боковых поверхностей обычно колеблется между 45° и до 80°. Чем круче скат, тем большей парусность он обладает, это необходимо учитывать: в регионах с сильными ветрами лучше делать более пологие крыши. Тогда ветровые нагрузки будут восприниматься намного лучше.

    Виды стропильных систем ломаных крыш

    Конструкция ломаной мансардной крыши — один из вариантов стропильной системы (самый распространенный)

    Для изготовления каркаса ломаной крыши своими руками чаще всего используют пиломатериалы из сосны, сорт — не ниже 2. Выбор сечения бруса и досок зависит от размеров крыши, выбранного кровельного покрытия (его веса), ветровой и снеговой нагрузки в регионе, шага установки стропил. Все эти параметры учитываются при расчете. Методика прописана в СНиП 2.08.01-89 и ТКП 45-5.05-146-2009.

    Один из вариантов построения каркаса с висячими стропилами

    Выше на рисунке приведет чертеж каркаса с висячими стропилами. Он может быть реализован только в том случае, если основание верхнего треугольника будет не более 4,5 метров (в данном случае это ширина мансардного помещения). Если больше, придется делать наслонные стропила, которые должны опираться на несущую стену посредине (мансарда получится разделенной на две части рядом балок).

    Еще один вариант верхней части изображен на фото ниже (картинка кликабельна). В этом случае боковые стропила усилены подкосами. Они значительно увеличивают жесткость системы.

    Есть второй способ добиться похожего эффекта — установить схватки — на рисунке они только намечены еле видными линиями. Длину боковой стропильной ноги делят на три, в этих местах устанавливают схватки. Они понадобятся, если кровельное покрытие будет иметь солидный вес.

    Вариант устройства стропильной системы ломанной крыши — с подкосами, увеличивающими жесткость системы

    Для небольшого по разверам здания каркас крыши может быть вообще простой: вверху две висячие стропильные ноги, затяжка, балки перекрытия, стойки и боковые стропила (на фото внизу).

    Устройство стропильной системы ломанной мансардной крыши для небольшого дома

    Как расчитать ломаную крышу

    Мансардная ломанная крыша небольшого дома (ширина не более 6-7 метров) строилась уже столько раз, что на основании опыта можно сказать, какие материалы стоит использовать. Многие параметры зависимы от других материалов. Например, шаг установки стропил завязан с параметрами утеплителя. Чтобы при утеплении было как можно меньше отходов, монтаж был проще, необходимо чтобы расстояние от одной стойки до другой было чуть меньше ширины утеплителя (на 20-30 мм). Так, если вы собрались использовать минеральную вату, ее ширина 60 см. Тогда стойки нужно устанавливать так, чтобы просвет между двумя соседними был 57-58 см и не больше.

    Ширина доски для стропильной ноги снова-таки определяется исходя из утепления. Для средней зоны России необходимая толщина базальтовой ваты составляет 200-250 мм. Это еще не все. Чтобы теплоизоляция могла высыхать, необходим вентиляционный зазор в 20-30 мм (без него конденсат постепенно сгноит древесину и приведет в негодность минеральную вату). Итого получается, что по минимуму ширина стропильной ноги должна быть 230 мм. Толщина доски — не менее 50 мм. Это в регионах с несильными ветрами и не очень обильными снегопадами. Подводя итоги, для всех стропил — коньковых и боковых — требуется доска 230*50 мм.

    Если пиломатериал с такими характеристиками получается слишком дорогим, можно будет утепление сделать в двух направлениях: часть вдоль стропил, часть, набив обрешетку, поперек. Закладывать минимально можно 100 мм базальтовой ваты, следовательно можно взять стандартную доску 50*150 мм и оставить на вентзазор 50 мм, или заказать нестандартную 130*50 мм. Это смотрите, что выгоднее по деньгам.

    Для стоек и балок лучше брать брус не менее 80*80 мм, лучше — 100*100 мм. Особенно в зонах со сложными погодными условиями — при обильных снегопадах или сильных ветрах.

    Более точный расчет заказывайте у специалистов. Это длительный процесс, состоящий из сбора нагрузок от кровельного материала, самих элементов конструкции, ветровых и снеговых нагрузок. После чего по определенной формуле идет подбор элементов. Более подробную информацию, о том как проводится расчет, смотрите в следующем видео.

    Мансардная крыша своими руками: порядок монтажа

    Устройство мауэрлата на мансардных крышах ничем не отличается от стандартного исполнения. Если дом сложен из бруса или бревен, в качестве мауэрлата можно использовать верхний венец. Его только предварительно обрабатывают пропиткой с высокими защитными свойствами.

    Если стена сложена из пеноблоков, поверх нее устраивается армированный монолитный пояс. На кирпичной стене или сложенной из ракушняка, других подобных материалов, устройство такого пояса необязательно. На стену укладывается в два слоя гидроизоляция, а сверху — обработанный антисептипком брус — 150*150 мм или бревно. Его закрепляют вмурованными шпильками.

    Как крепить мауэрлат и стропильные ноги к нему

    При сборке всех элементов используют длинные гвозди — не менее 150 мм длиной. В наиболее ответственных местах соединять три и более элемента лучше на болты или шпильки с двусторонней резьбой. Желательно все стыки укреплять стальными накладками или уголками.

    Первый способ

    Установку стропил мансардной крыши делают двумя способами. Первый: собирают части на земле, потом в готовом виде поднимают наверх. Там первыми выставляют крайние конструкции, которые станут фронтонами. Их выставляют вертикально, закрепляют. Часто удобнее закрепить их длинными брусками, прибитыми к стене (временными). В подготовленные углубления в мауэрлате (их делают с требуемым шагом) вставляются следующие собранные конструкции. Они выставляется строго вертикально, тщательно закрепляется. При необходимости устанавливают дополнительные временные распорки, которые фиксируют их в нужном положении. Устанавливаются боковые балки.

    Как строить ломаную крышу таким способом, собирать узлы смотрите в видео ниже.


    Второй способ

    Второй метод — строительство ломаной крыши ведут последовательно собирая элементы прямо на месте. Это метод удобнее, если конструкция получается большая и в собранном виде ее можно поднять только с использованием специальной техники (крана).

    Сначала настилаются балки перекрытия. К ним крепятся стойки и затяжки, ставятся временные распорки, удерживающие их в вертикальном направлении. Далее собираются стропильные верхние и боковые ноги, устанавливаются затяжки и укосины.

    При монтаже соблюдается следующая последовательность действий: сначала устанавливаются и выставляются в нужное положение крайние элементы, надежно закрепляются. При необходимости используют временные распорки. Между ними натягивается леска, канат, шнурок, которые будут служить ориентиром при монтаже всех последующих элементов. Этот нехитрый ход позволяет получить идеальную геометрию (не забывайте проверять угол уклона, вертикальность или горизонтальность).

    Поверх стоек крепят затяжки — бруски, к которым затем фиксируются боковые стропила и на которые устанавливается затяжка верхнего треугольника. Затяжки крепят при помощи металлических уголков. Так как балки получаются длинные, они провисают. Это в дальнейшем устраняется — после установки верхних стропильных ног — при помощи вертикальных балок фиксированной или регулируемой высоты. А временно их можно подпереть стойками (чтобы не тянули всю систему).

    Один из этапов строительства мансардной крыши своими руками

    Чтобы проще было выдерживать нужный угол при установке боковых стропильных ног, изготавливают шаблоны, по которым делают запилы. Но так как геометрия зданий, построенных своими руками, редко бывает идеальной, может понадобится корректировка. Для проверки получаемого угла наклона из нескольких досок сбивают еще один шаблон, которым проверяется правильность установки.

    Если стандартной длины пиломатериала — 6 метров — не хватает, или заказывают требуемую длину (дорогое удовольствие) или наращивают. При наращивании к месту стыка прибивают две доски размером не менее 0,6 метра (по 30 см с каждой стороны от места стыка). Их прибивают гвоздями с двух сторон или используют болты.

    Надежный способ наращивания стропил. Длина «заплатки» — не менее 60 см

    После установки боковых стропил остается установить верхние. Для них тоже изготавливается шаблон, запиливается предварительно на земле, а устанавливается наверху.

    Почти готовый каркас

    Верхняя часть может быть сделана по-разному. Ее строение зависит от ширины основания. Как ее сделать, смотрите на фото внизу.

    Как можно сделать верхний треугольник на ломаной крыше

    Так как устройство мансардной ломанной крыши не предусматривает наличие конька, на затяжку посередине набивается брус, к которому крепятся укосы, фиксирующие треугольник в необходимом положении.

    Верхняя часть фиксируется укосами, прибитыми к проложенному в середине брусу

    Га этом можно считать, что мансардная крыша своими руками собрана. Остается смонтировать кровельный материал и заняться утеплением (можно в таком порядке, можно одновременно). Особенности утепления мансардных крыш описаны тут.

    Узлы и их чертежи

    При монтаже стропильной системы могут возникнуть вопросы по сборке узлов — мест пересечения и соединения нескольких элементов конструкции. На фото вы видите чертежи ключевых соединений.

    Как сделать соединение элементов стропильной системы ломаной крыши

    Второй вариант соединения боковых наслонных стропил и верхнего треугольника. Для более надежного крепления использованы болты.

    Как сделать крепление верхнего теугольника и стропильной ноги на мансардной крыше своими руками

    Способы крепления стропильных ног к мауэрлату или, как в данном случае, к боковой балке показаны на рисунке ниже. Чтобы проще было монтировать тяжелый элемент, снизу к стропилу прибивают упорную доску (брусок), которая ограничивает ее движение: доска упирается в край и не дает ей опустится ниже.

    Несколько вариантов крепления стропил к мауэрлату

    Чертеж конструкции мансарды

    В последнее время наблюдается возвращение к применению различных архитектурных элементов, которые были незаслуженно забыты в эпоху индустриального строительства. Снова можно встретить эркеры, мезонины, мансарды, которые делают экстерьер дома более интересным, и при сравнительно небольших затратах позволяют увеличить внутреннее пространство. Например, стропильная система мансардной крыши 8х10 увеличит затраты примерно на 4500 долларов, при этом позволит добавить к площади дома 60-65 м 2 полезной площади.

    Виды стропильных систем мансардной крыши

    На практике применяется несколько видов стропильных систем для мансарды. Их классифицируют по типу и форме крыши: двух-, трех- и четырехскатные, вальмовые и полувальмовые, ломаные. Наиболее простой вариант – это двухскатная стропильная система мансарды. Ее преимущество – простая и надежная конструкция, способная выдерживать большие нагрузки. При этом имеются и недостатки – простая форма не позволяет создать интересный дизайн, что, впрочем, компенсируется добавлением декоративных элементов. Более существенен другой недостаток – ограниченное внутреннее пространство, которое существенно меньше, чем в случае с ломаной крышей.

    Идея Избавиться от недостатка площади можно, построив полумансарду – то есть, помещение с боковыми стенами 1,5-1,8 метров в высоту. Это позволит увеличить внутренний объем при сохранении преимуществ конструкции двускатной крыши.

    На чертеже представлен пример устройства мансардной крыши по типу полумансарды со стенами 1,8 м в высоту

    Наиболее интересной с архитектурной точки зрения является стропильная система ломаной мансардной крыши. Она позволяет проявить фантазию, разумеется, при условии соблюдения строительных норм и, прежде всего, прочностных характеристик. Такая конструкция может иметь правильную и ассиметричную форму. Конфигурация выбирается исходя из особенностей дома и планировки внутреннего пространства мансарды. В некоторых случаях стропильная система мансардной крыши позволяет создать достаточно интересное внутреннее пространство, особенно если имеется возможность спланировать второй свет или антресоли. Важно максимально полно и эффективно использовать объем – это непростая, но очень интересная задача, которая позволяет при сравнительно небольших затратах увеличить полезную площадь и сделать дом более комфортным.

    Совет Поскольку в местах примыкания пола мансарды к крыше пространство ограничено, тут целесообразно организовывать места хранения, устанавливать мебель, прокладывать инженерные коммуникации.

    Места у стен мансарды лучше всего использовать для установки удобных шкафчиков, полок и встроенной мебели

    Элементы и узлы стропильных систем мансардной крыши

    Стропильная система – это основа крыши, ее скелет, на который монтируют кровельный пирог и внутреннюю обшивку мансарды. Нередко ее используют в качестве основы при прокладке инженерных систем и коммуникаций. В свою очередь стропильная система мансардной крыши состоит из составных узлов и элементов, совокупность и взаимное расположение которых обеспечивает передачу ветровых и снеговых нагрузок с кровли на несущие стены здания:

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

    Нагрузки, действующие на стропильные конструкции мансардных крыш, достаточно велики и в среднем достигают 200 кг/м 2 . Впрочем, в каждом конкретном случае это определяется, исходя из особенностей конструкции кровли, а так же имеющихся в данном районе ветровых и снеговых нагрузок. В любом случае, стропила должны гарантированно выдерживать эти нагрузки и иметь необходимый запас прочности, способный противостоять очень сильному ветру или обильному снегопаду.

    При расчете нагрузки на стропильную систему очень важно учитывать вероятное количество осадков и силу ветра

    Параметры и основные узлы стропильной системы мансардной крыши определяются расчетами. Расчеты позволяют определить длину, профиль и сечение каждого элемента конструкции и особенности сопряжения деталей между собой. От прочности соединения узлов стропильной системы мансардной крыши в значительной степени зависит прочность всей конструкции. Наиболее распространенные типы соединений: шпунтованное, шурупное, болтовое и сварное. Выбор типа соединения зависит от расчетных нагрузок, используемого материала и особенностей конструкции.

    Расчет и чертеж стропильной системы мансардной крыши

    Выбрав тип, и определив дизайн мансарды, необходимо выполнить расчёт стропильной системы мансардной крыши. При этом надо учитывать, что стропила не только обеспечивают прочность и надежность кровли, но и формпируют внутреннее пространство мансарды. Допускается, что часть площади будет иметь небольшую высоту потолка. Там, как правило, располагают мебель, или используют для организации мест хранения. Не смотря на некоторые ограничения, внутреннее пространство должно быть достаточно просторным и не вызывать дискомфорта.

    Стропильную систему можно рассчитать так, чтобы внутреннее пространство мансарды было просторным и комфортным

    Первый этап проектирования – выбор схемы стропильной системы мансардной крыши. В схеме определяется тип и расположение элементов стропильной системы. В частности, определяется тип стропил: наслонные или висячие. Отличие между этими элементами в следующем: наслонные стропила на мансардном этаже опираются на боковые стены или иные опоры. Висячие стропила образуют единую, жестко связанную между собой конструкцию. В зависимости от ширины пролета, схема стропильной системы мансардной крыши может быть усилена дополнительными связями.

    На схеме показаны основные элементы и части стропильной системы мансардной крыши и их взаимное расположение

    Далее необходимо выполнить расчеты, в которых учитывают ветровые и снеговые нагрузки, которые будут действовать на кровлю. От этих параметров зависит материал, сечение и расстояние между стропилами мансардной крыши. Рекомендуется применять так называемый «запас прочности». Это означает, что полученный результат необходимо умножить на повышающий коэффициент, тем самым гарантируя повышенную надежность стропильной системы мансарды. С учетом особенностей эксплуатации величина этого коэффициента принимается от 1,5 до 3.

    Важно При проведении расчетов необходимо учитывать вес кровельной системы. В частности, при использовании керамической черепицы сечение бруса для стропил должно быть не менее 70х150 мм, при шаге, равном 0,5 м.

    Достаточно часто стропильная система мансардной крыши создается из деревянных конструкций. Рекомендуется выбирать древесину, обладающую высокой прочностью и при этом минимально подверженную гниению. Оптимальным вариантом можно считать лиственницу, впрочем, возможно использование и более дешевой древесины с достаточной прочностью. В этом случае необходима более тщательная обработка антисептическими составами. Желательно, чтобы эти составы имели и огнезащитные компоненты.

    Стропила мансардной крыши необходимо обработать специальным антисептиком, препятствующим гниению древесины

    Однако не всегда возможно применить дерево для изготовления стропил. При больших нагрузках требуется применение бруса с большим профилем сечения, либо существенное уменьшение расстояния между элементами. Это приводит к значительному утяжелению всей конструкции мансардной крыши и, как следствие, к необходимости увеличения несущей способности стен мансарды. В этом случае нередко используют металлические стропила мансардных крыш.

    Результаты расчетов отражаются в чертежах, где указываются все проектные решения, принятые для данной стропильной системы мансарды. Если работа выполняется самостоятельно, то допускается вместо подробного чертежа разработать упрощенный эскиз стропильной системы мансардной крыши. При этом эскиз должен иметь все сведения и параметры, необходимые для сборки и установки стропил.

    Пример схематического чертежа мансардной стропильной системы с указанием основных параметров и расстояний

    Устройство стропильной системы мансарды на примере двухскатной крыши

    Устройство стропильной системы мансардной крыши зависит от типа кровли, выбранного для проекта дома. Наиболее простой, и в то же время надежной и эффективной можно считать классическую двускатную крышу. Конечно, она выглядит просто, по сравнению со сложными, ломаными кровлями, но в то же время содержит многие основные элементы и части, характерные для всех типов стропильных систем мансардной крыши.

    Стропильная система двускатной мансардной крыши состоит из нескольких основных частей и элементов. В общем случае это:

    • Линейные части и элементы — балки, колонны, стержневые системы;
    • Плоскостные части и элементы — плиты, панели, настилы;
    • Пространственные части и элементы — оболочки, своды, объёмные элементы.

    На практике используются не все части и элементы стропильной системы мансардной крыши. В частности, для двухскатной кровли используют стропильные ноги, ригели, связи, подкосы и распорки. Их размеры и взаимное расположение определяется при проектировании. В сборе все эти элементы образуют ферму стропильной системы мансардной крыши.

    Шесть примеров устройства стропильной фермы с указанием высоты конька и расположения стропил

    Ферма является важнейшей частью стропильной системы мансардной крыши. Количество ферм зависит от длины фасада и выбранного шага установки. Тип фермы и шаг установки – взаимосвязанные величины, чем сложнее и прочнее пространственная конструкция элемента, тем больший шаг можно применять при установке. В свою очередь важным элементом фермы являются стропила для мансарды, или, как их еще называют, стропильные ноги.

    Стропильные ноги – важнейший элемент фермы, от расстояния между которыми зависит устойчивость крыши

    Достаточно подробно рассказывает о стропильной системе мансардной крыши видео, приложенное к статье. Из него вы узнаете обо всех тонкостях устройства стропильной системы и выполнения монтажных работ. Рассмотрены варианты кровельных систем от простой двухскатной до более сложной – ломаной. Следуя указаниям и рекомендациям, имеющимся в видео инструкции, даже начинающий мастер способен разобраться в особенности этой работы и выполнить ее самостоятельно.

    Монтаж стропильной системы крыши мансарды

    Работы по установке стропил мансардной крыши еще называют стропиловкой. Это совокупность работ по разметке и установке стропил. При этом также выполняются работы по выведению горизонтали конька и торцовке фронтона. Выполнить стропиловку можно и своими руками. Хорошим пособием для этого может стать видео инструкция, расположенная ниже.

    Монтаж стропильной системы мансардной крыши имеет немало особенностей, многие из которых неизвестны начинающим мастерам. Установку каркаса необходимо производить на гидро- и теплоизоляционный материал. Это увеличивает срок эксплуатации и уменьшает тепловые потери. Еще одна распространенная ошибка – покрытие элементов защитными составами после их установки. Обработку антисептиком необходимо выполнять до начала монтажа, тогда вся поверхность окажется обработанной, и стропила прослужат дольше.

    Мастеру на заметку Древесина для стропильных работ должна быть предварительно высушена, ее оптимальная влажность составляет примерно 18%.

    Качеству крепления стропильной системы мансардной крыши необходимо уделить особое внимание. Можно правильно выполнить проект мансарды, приобрести качественные материалы и профессиональный инструмент, но если соединение деталей стропильной системы выполнено некачественно, то через некоторое время потребуется капитальный ремонт. Выбор крепежа – отдельный раздел проекта, в котором определяется длина и диаметр метизов.

    Для сборки стропил мансардной крыши необходимо использовать оцинкованный крепеж нужного размера. Попытка сэкономить на крепеже не дает существенного результата, зато способствует возникновению серьезных проблем при эксплуатации. Расстояние между крепежными элементами выбирается пропорционально их размерам. Шаг крепежа не должен быть очень маленьким, чтобы не снизить прочностные характеристики самой детали.

    Установка стропильной конструкции двухскатной мансардной крыши деревянного загородного дома

    Первую ферму монтируют с одного из торцов, поверяя при этом правильность установки по вертикали и горизонтали. Затем, с другого торца, монтируют вторую ферму, и также выверяют ее вертикальность и горизонтальность. Между фермами параллельно натягивают два строительных шнура, которые будут являться ориентиром для установки промежуточных стропил мансардной крыши.

    Совет Для временной фиксации ферм можно использовать подкосы, изготовленные из некондиционных пиломатериалов или обрезков.

    После того, как все фермы будут установлены на своих местах, приступают к монтажу боковых и коньковых прогонов. Собрав стропильную систему мансардной крыши, можно переходить к другим видам работ: заполнению и обшивке фронтонов, устройству кровельного пирога, тепло- и звукоизоляции, внутренней обшивке и отделке.

    Читайте также:  Расчет вальмовой крыши - онлайн калькулятор с чертежами и фото + расчет стропильной системы и площади четырехскатной крыши
    Добавить комментарий