Квартирный вопрос, для многих, стал проблемой номер один. И если увеличить жизненное пространство вширь не получается, то приходится искать иные пути и обустраивать под жилье неожиданные помещения. Одним из возможных решений стала мансардная крыша, во внутреннем пространстве которого организуют помещения, приспособленные для жилья.
Сегодня такое решение пользуется большой популярностью. И это вполне объяснимо, ведь стропильная система мансардной крыши в своем современном исполнении позволяет найти наиболее рациональный вариант конструкции, которая позволяет достичь удобных форм комнат под надежной, а, значит, и долговечной крышей.
Стропильная система мансардной крыши: фото конструкции несущей системы ломаной крыши
Стропильные конструкции мансардных крыш
Мансардная крыша, как и любая конструкция кровли, состоит из двух систем:
- ограждающей, включающей кровельный пирог, гидро-, паро- и теплоизоляцию;
- силовой, куда входит, во-первых, стропильная система, и, во-вторых – мауэрлат.
Мауэрлат распределяет нагрузки, которые испытывают стропила мансардной крыши, на несущие стены
Стропильная система мансардной крыши – это ее силовой каркас со множеством видов и разновидностей. К тому же она считается самой оптимальной в силу своей относительной простоты и небольших затрат на увеличение внутреннего пространства.
На заметку: к примеру, квадратный метр полезной площади мансардной крыши 8х10 обходится порядка 70–75 долларов.То есть оборудовать мансарду в 60–65 м 2 гораздо дешевле, чем построить такую же площадь «с нуля».
Классическая мансарда – стропильная система
Будучи основой для мансардной крыши, система стропил помимо своего веса должна выдерживать и расчетные нагрузки от ветра и снега. Если учесть к тому же, что это звено, связующее воедино кровельные скаты, балки перекрытия, стены и потолок, то очевидно – расчет стропильной системы мансардной крыши должен быть выполнен тщательно и грамотно.
Связь между полезной площадью мансарды и углом наклона крыши
Конструкция и размеры мансарды зависят от многих параметров, в частности, от ширины дома и высоты помещения. Поэтому сначала необходимо подготовить соответствующие чертежи и проработать все узлы соединений. Схема стропильной системы мансардной крыши должна содержать исчерпывающую информацию об
- увязанных между собой высоте, шаге и сечении стоек;
- длине и наклоне стропил;
- месте расположения мансардных окон;
- размере обрешетки
- материале для обшивки фронтона.
Расчеты системы можно значительно упростить, если использовать таблицы, в которых представлены готовые конструктивные решения узлов несущей системы с указанием способов крепления и основных размеров.
Конструкция стропильной системы мансардной крыши
Стропила для мансарды бывают двух видов.
Типы стропильных систем
- Висячие, имеют две опоры, скажем, стены, колонны и т. п. Они одновременно работают на изгиб и на сжатие, передавая таким образом несущим стенам горизонтальные усилия. Самые простые висячие стропильные фермы состоят непосредственно из стропилин и нижнего пояса – затяжки (ригеля), опирающегося на мауэрлат. Такая система оправдывает себя, если опорные стены друг от друга отстоят не больше 6–6,5 м.
- Наслонные стропила имеют по центру дополнительную опору, к примеру, внутреннюю стену или колонну, поэтому они работают только на изгиб. Такая конструкция снижает нагрузки, под воздействием которых находятся несущие стены. Наслонная несущая система может перекрывать расстояние до 10 м, а при установке дополнительных прогонов и стоек – до 16 м.
- Несущая система мансардного этажа нередко включает эти оба типа
Простейшая стропильная система мансарды
Как видно из верхнего рисунка, в несущую систему мансардной крыши входят нижние стропильные ноги (наклонные), верхние (висячие) стропила, вертикальные стойки, связующая горизонтальная перекладина и коньковый брус. Для небольшой мансарды наличие конькового бруса необязательно. Его вполне можно заменить сплошной обрешеткой, которая создает диафрагму жесткости.
Как известно, самой жесткой фигурой в геометрии является треугольник, поэтому коньковые и боковые фермы, выполненные в треугольной форме, способны обеспечить жесткость системы в двух направлениях – боковом и вертикальном.
Конструкция несущей системы для мансарды
Что же касается объемной жесткости, то для этого устанавливают подкосы, также образующие треугольник вместе с вертикальными стойками.
Материалы в конструкции стропил для мансарды
Наиболее популярными материалами для мансардной стропильной системы являются древесина и металл.
Как правило, систему собирают из массива древесины таких пород, как сосна и ель. Брусья и доски в обязательном порядке проходят обработку антисептиками и антипиренами, которые защищают их от грибка, плесени, насекомых и огня.
Нередко для этих целей используют клееный брус, который имеет определенные преимущества перед обычным:
- он более прочный и легкий;
- позволяет увеличить расстояние между стропилами мансардной крыши без потери жесткости;
- не требует дополнительной пропитки.
Металлические стропила мансардных крыш
Для придания особой прочности мансардной конструкции применяют стальные тонкостенные конструкции. Они отличаются долговечностью, выносливостью и простотой в сборке, огнестойкие, но, к сожалению, стоят значительно больше деревянных.
На заметку: поскольку ЛСТК собирают, используя болты и заклепки, такие конструкции можно при необходимости разбирать и переделывать, заменять любую деталь или перестраивать всю крышу.Стропильная система двускатной мансардной крыши
Мансардная крыша в зависимости от угла наклона подразделяется на три основных типа:
- классическая: уклон ската 45 градусов, ширина дома 6–8 м;
- остроконечная: уклон – 60 градусов, ширина – от 6 м:
- ломаная: имеет два неравнозначных ската, как правило, с уклоном в 30 и 60 градусов. Такая конструкция часто встречается в домах шириной до 6 м.
Проект загородного дома с двускатным мансардным этажом
Особенности стропил для мансарды с двумя скатами
В двускатной крыше используется принцип висячих стропил. Опираясь только на наружные стены и друг на друга, они образуют единое подкровельное пространство – пустоту без стен и опор посредине чердачного помещения. Стропила для мансарды висячего типа называют также беспрогонными.
Стропильная система двускатной крыши
Устройство стропильной системы мансардной крыши в данном случае имеет некоторые особенности, например, затяжку-ригель, которая в противовес распору, создаваемому стропильными ногами, скрепляет их и противоположные скаты, располагают не у основания стропил мансарды, а выше. Высоту выбирают таким образом, чтоб ее хватило для устройства мансардного помещения.
Если систему висячих стропил использовать для мансарды с пролетом от 6 м, то фермы подпирают раскосами или стойками. Располагают их на прогонах, установленных на перекрытии. Нижняя часть их ног имеет ограничение – длина не должна превышать 4,5 м.
Как известно, шаг стропил варьируется в промежутке от 0,6 до 1 м. Как посчитать это расстояние для конкретной кровли?
Первоначально в расчетах будем использовать среднее значение шага – 0,8 м. Проведем расчеты для кровли с длиной ската в 23 м. Для ее устройства в среднем потребуется с учетом округления в большую сторону 23/0,8=29 стропильных ног. Добавим еще 1– это элемент, который обязательно устанавливают по краям каркаса. Итого, получилось 30 элементов. Осталось откорректировать шаг: 23/30=0,77. Таким образом, стропила необходимо устанавливать с расстоянием 0,77 м между ними.
Установка стропил мансардной крыши
Монтаж стропил для мансарды схематически проводят в следующем порядке.
Стропиловка двускатной крыши
- Верхний брус крепят к стойкам, причем первый по счету одновременно будет служить подстропильной рамой.
- Устанавливают мауэрлат.
- Монтируют стропильные ноги с шагом 60– 100 см. Сначала устанавливают фермы, крайние к фронтону и протягивают уровень, в соответствии с которым устанавливают промежуточные элементы.
- Стропила в верхней части каркаса соединяют между собой.
- Для кровель длиннее 7 м устанавливают коньковую балку.
Правила крепления стропил
К мауэрлату их крепят жестким или скользящим способом. В первом варианте практически полностью исключена возможность взаимодействия между закрепленными элементами.
Крепление к мауэрлату: скользящее и жесткое
Для этого
- используют металлические уголки для крепления нижней части стропил с дополнительной жесткой опорой на подшивной брус;
- крепят на запил, выполненный на стропильной ноге и дополнительно фиксируют соединение, используя скобы, гвозди, проволоку.
Скользящее сопряжение элементов обеспечивает стропилам свободу перемещения в определенных пределах. Оно больше подходит для деревянных домов, так как исключает деформацию несущей системы при усадке дома. Выполняют его, используя «салазки», скобу, гвозди.
Крепление к коньку: встык и внахлест
Крепление к коньку выполняют:
- соединением стропил встык, обрезав верхние края под определенным углом.
- креплением на прогон по одному
- соединением внахлест.
Сложность заключается в том, что необходимо учесть несколько важных составляющих: снеговую нагрузку, порывы ветра, угол наклона скатов, вес самих стропил, утеплителей, гидроизоляции, кровельных материалов. Стропила могут быть комбинированными, металлическими или деревянными.
Мансардная крыша должна быть легкой, чтобы не нагружать фундамент. Застройщики все чаще используют тонкостенные металлические стропила мансардных крыш, их стоимость гораздо выше деревянных, но скорость и простота монтажа таких систем покрывает этот недостаток с лихвой.
В самостоятельном строительстве стропильная система мансардной крыши традиционно изготавливается из дерева, поэтому за основу возьмем именно этот материал.
Полезно знать
Чтобы правильно рассчитать стропильную конструкцию мансарды, необходимо суммарно учесть 3 вида нагрузок, действующих на кровельную систему. Во-первых, следует вычислить вес самой мансардной крыши: кровельный материал, обрешетка, контробрешетка, гидроизоляция, стропила, теплоизоляционный слой мансарды, пароизоляция, чистовая отделка. Для этого потребуется знать вес каждого материала на 1м 2, такие параметры указываются в инструкциях и сертификатах заводов–изготовителей.
Например, полимерно-битумной гидроизоляции потребуется 5 кг/м 2 , один квадратный метр минваты весит 10 кг, стандартной обрешетки из доски в 25 мм — 15 кг, ондулин приблизительно 3 кг, металлочерепица — самый тяжелый кровельный материал. При подсчете нагрузки сложите все показатели и умножьте на поправочный коэффициент 1,1.
Во-вторых, конструкция стропильной системы мансардной крыши должна выдерживать снеговые нагрузки, в некоторых районах этот показатель превышает более 500 кг на м 2 . Формула для расчета снеговой нагрузки:
S=Sg x µ, где
Sg — масса снега на 1м 2 горизонтальной поверхности, показатель устанавливается нормативными документами для каждого климатического района в отдельности;
µ — коэффициент, зависящий от уклона крыши: угол в 25 о – коэффициент 1,0, 25-60 о – 0,7, если уклон выше 60 о коэффициент не учитывается.
И наконец, ветровые нагрузки. Для их расчета применяется формула:
W = Wo x k, где
Wo – нормативные данные, которые определяются индивидуально для каждого района;
k – поправочный коэффициент для разного типа местностей и высотности здания.
На основании суммарной нагрузки на стропильную систему мансардной крыши, определяется длина, шаг и поперечное сечение стропильной ноги. Далее мы привели таблицу рекомендуемых параметров для устройства стропильной системы в умеренном климатическом поясе (Московская область):
| Расстояние между стропилами мансардной крыши, м | Длина ноги, м | ||||||
| 6 | 5.5 | 5.0 | 4.5 | 4.0 | 3.5 | 3 | |
| Поперечное сечение балок, мм | |||||||
| 0,6 | 50*200 | 50*200 | 50*175 | 50*150 | 50*150 | 40*175 | 40х150 |
| 0,9 | 75*250 | 75*200 | 75*175 | 75*175 | 50*200 | 50*175 | 50х150 |
| 1,1 | 100*200 | 75*200 | 75*200 | 75*175 | 75*175 | 75*150 | 75х150 |
| 1,4 | 100*200 | 100*200 | 75*200 | 75*200 | 75*200 | 75*175 | 75х150 |
| 1,75 | 100*250 | 100*200 | 100*200 | 100*200 | 75*200 | 75*200 | 75х150 |
| 2,15 | — | 100*250 | 100*250 | 100*200 | 100*200 | 100*175 | 100х150 |
Для других элементов стропильной системы мансардной крыши существуют свои параметры:
- мауэрлат выполняется из бруса 150*150, 100*150, 100*100 мм;
- ригель – 100*200-150 мм;
- прогоны – 100*200-150-100 мм;
- енды, диагональные ноги – 100*200 мм;
- затяжка – 50*150 мм;
- подкос – 150*150, 100*100 мм.
- подшивочная доска – 25*100 мм.
Стропильная система двускатной мансардной крыши, чертеж основных элементов фермы
Основные узлы
Стропильные конструкции мансардных крыш не зависимо от проекта включают в себя множество сопряжений и стыковых узлов, они соединяются между собой, врубаются в затяжку и мауэрлат, имеют вспомогательные элементы системы: ригели, бабки, опоры либо подкосы, дополнительно скрепляются скобами, болтами, хомутами. Устройство стропильной системы мансардной крыши должно предусматривать равномерное распределение всех нагрузок на основание и несущие конструкции строения.
Схема стропильной системы мансардной крыши, основные узлы и элементы
В зависимости от архитектурного решения, определяется вид мансардной крыши, в свою очередь от конфигурации кровли зависит не только внутренний интерьер мансарды , ее полезная площадь, но и какой вид стропильной системы применим в каждом конкретном случае: висячий или наслонный.
Наслонная система, опирание ноги на коньковый брус и мауэрлат
Наслонные стропильные ноги опираются на несущие стены мансарды, а в середине поддерживаются промежуточными опорами, в таких системах нагрузки передаются исключительно на изгиб. Висячие опираются только на мансардные стены, обычно устанавливаются при монтаже мансардного этажа , где нет внутренней несущей стены, они не создают горизонтальную нагрузку, только на сжатие и изгиб.
Висячая система устраивается, если расстояние между опорами-стенами не более 6,5 м, установка дополнительной опоры дает возможность перекрыть мансарду шириной до 12 метров, если требуется перекрыть более широкий участок, то на каждые 3 метра устанавливается своя опора.
Висячие и наслонные стропила мансардной крыши
Если по проекту мансарды предусмотрен не один, а несколько уклонов, как в классической мансардной крыше, то обычно чередуются висячие (верхние) и наслонные (нижние) стропила.
Посмотрите, как устанавливается стропильная система мансардных крыш, видео урок поможет разобраться во всех тонкостях устройства ломаной конструкции.
Несущие элементы системы обеспечивают прочность и устойчивость всей конструкции мансардной крыши. У мансардной крыши несущими элементами являются: обрешетка, стропила, мауэрлат. Конструктивные особенности системы определяются видом мансардной крыши: односкатной, вальмовой, многоскатной, щипцовой и пр.
Стропильная система мансардной крыши, схема расположения узлов односкатного перекрытия
Форма крыши мансарды зависит от перекрываемой площади и архитектурного замысла, для обустройства полноценной мансарды лучше выбирать простые виды мансардных крыш, чтобы балки и стойки не загромождали пространство внутри.
Мансарда, стропильная система вальмовой четырехскатной крыши
Этапы монтажа стропильной системы мансарды
Технология монтажа мансардной крыши требует определенной последовательности:
- установка мауэрлата;
- укладка поперечных балок;
- монтаж вертикальных стоек;
- затяжка боковых стоек или установка конькового бруса;
- разметка шага и монтаж стропильных ног;
- установка вспомогательных узлов: ригелей, подкосов, подстропильных ног;
- обрешетка, гидроизоляция, настил кровельного материала.
Крепление мауэрлата является важным этапом для устройства всей системы, это основа конструкции
Технология стыковки
Не смотря на то, что алгоритм возведения стропильной системы достаточно прост, установка стропил мансардной крыши требует грамотного подхода к монтажу стыковочных узлов. Основная нагрузка в системе приходится на ноги, поэтому от качества их монтажа на мауэрлат, а так же от надежности их соединения между собой зависит безопасность и прочность крыши, да и мансарды в целом.
Стропильная система мансардной крыши, фото крепления висячих стропил к мауэрлату
Существует 2 варианта соединения стропила с мауэрлатом: скользящее и жесткое. В деревянных мансардных конструкциях нельзя делать все соединения жесткими, так как дерево при определенных условиях сжимается и расширяется, а при жестком соединении возникают распорные нагрузки на несущие узлы, в совокупности это приводит к деформации элементов стропильной системы мансарды.
Как правильно крепить наслонные стропила для мансарды
Важно: Жесткое соединение используется, если стропила наслонные, тогда нога жестко крепится к мауэрлату, но при этом на коньке, между собой или на прогоне узлы системы должны крепиться скользящим соединением.Если на мансардной крыше применяется жесткая система крепления, то необходимо исключить какие-либо усилия: скользящие, крутящие моменты, повороты, сдвиги. Для жесткого крепления существует два способа соединения:
- врубка в стропильной ноге;
- нашивка подпорного бруса.
Седло (врубка) делается на ноге, запилы должны обеспечить плотное прилегание деталей, и не должны превышать 1/3 высоты бруса. Для жесткого крепления стропило упирается врубкой в мауэрлат, 2 гвоздя забиваются с боков, под углом друг к другу, крест на крест, третий гвоздь забивается сверху, вертикально. Рекомендуется дополнительно усилить крепления металлическими пластинами, уголками, болтами.
Скользящий способ соединения заключается в том, что в мауэрлате выпиливается выемка под ногу, затем детали соединяются между собой специальным металлическим уголком — салазки. Так крепится наслонная система.
Скользящее крепление мансардной стропильной системы
Независимо от способа соединения мансардной стропильной системы, стропила и мауэрлат прикручивают между собой проволокой или дополнительно соединяют анкерами, чтобы исключить сдвиг крыши от сильных порывов ветра. Подкосы, бабки, распорки и бабки крепятся скобами и хомутами.
Как нарастить и усилить стропила мансарды
Зачастую стропильной ноге не хватает длины бруса, чтобы не заказывать специальные доски, и не удорожать строительство мансарды, их наращивают.
Важно: Так как жесткость стропильной системы в местах стыковки теряется, соединения следует делать там, где изгибающий момент стремится к нулю.Стропила из бруса сращиваются косым прирубом. В деталях делают наклонные запилы, их длина должна быть равна удвоенному сечению, а торцы высотой, равной сечению бруса, умноженному на коэффициент 0,15. Стык крепят болтами. Подобное соединение балок гармонично вписывается в дизайн мансарды, и позволяет оставить несущие элементы крыши открытыми.
Иногда стропила мансарды крепят внахлест, доски друг на друга должны заходить не менее чем на метр, затем они крепятся гвоздями или болтами в шахматном порядке. Если мансардные стропила наращиваются встык, то запил должен быть строго в 90 о, элементы прикладываются торцами, с двух сторон накладываются доски, затем конструкция крепится болтами либо гвоздями.
Варианты удлинения стропильной ноги
Если сечение материала недостаточно, то доски усиливают. Спаренные стропила состоят из двух и более досок, плотно прилегающих друг к другу, прошивается такая конструкция гвоздями в шахматном порядке. Составные стропила делают из двух досок, между которыми вставляются вкладыши длиною 2 высоты доски. Расстояние между вкладышами не должно превышать 7 высот ноги. Верхняя часть составных стропил может состоять из одинарной доски.
Способы усиления стропильной ноги
Как стыковать стропила наверху
Соединение стропил мансардной крыши между собой наверху имеет несколько вариантов. Если конек не предусмотрен, доски обрезаются под углом, крепятся между собой гвоздями, и дополнительно при помощи металлических и деревянных накладок. Висячие системы при сложной стропиловке многоскатной мансардной крыши, крепятся в шип, одинарным или двойным зубом.
Верхнее соединение стропил на безконьковой мансардной крыше
Если стропильной системой предусмотрен конек, то к коньковому брусу стропила можно крепить внахлест, либо запилив торцы под нужным углом, обязательно следует усилить стыки металлическими или деревянными накладками.
Стыковка стропил на коньковом брусе
Сборку стропильных ферм лучше проводить на земле, а затем поднимать и устанавливать конструкцию на мансардный этаж. Прежде всего, необходимо сделать шаблон. Для этого доска прикладывается по месту, отчерчивается угол запила для верхнего стыка, и отмечается паз для крепления к мауэрлату, затем таким же образом примеряется вторая доска.
На земле по полученным отметкам доски запиливаются, стыкуются между собой, шаблон поднимается на крышу и примеряется. Если геометрия мансардной крыши соблюдена, то всю стропильную систему можно изготовить по одному шаблону, но в случае небольших отклонений, рекомендуется делать только верхний запил и стыковку, а врезку в мауэрлат делать по месту.
Приветствую, камрады! Нам предстоит разобраться, как устроена стропильная система мансардной крыши. Я познакомлю вас с ее основными элементами, их функциями и поделюсь собственным опытом строительства мансардного этажа. Но сначала - несколько определений, которые помогут нам избежать путаницы.
Мансардными традиционно называется вполне конкретный вид крыш - ломаные, то есть с двумя скатами с переменным уклоном. Однако традиционное определение неполно. На самом деле так можно назвать любую крышу, позволяющую разместить под ней мансарду - жилое помещение, ограниченное скатами кровли.
Полумансардная крыша отличается от мансардной тем, что опирается на капитальные боковые стены высотой не менее полутора метров. Полумансарда более выгодно использует пространство: у нее нет участков с низкими потолками, непригодных к эксплуатации в качестве жилой площади.
Вот основные виды мансардных крыш:
| Изображение | Тип и краткое описание |
 |
Односкатная : единственный скат кровли опирается на капитальные стены разной высоты. Для эффективного использования всей площади мансарды меньшая из стен должна иметь высоту не менее 1,5 метров, что подразумевает увеличение затрат на строительство. |
 |
Двускатная : представляет собой в разрезе равнобедренный или (реже) несимметричный треугольник. Использует полезную площадь менее эффективно, чем ломаная. |
 |
Вальмовая : вариант четырехскатной с двумя парами скатов разной площади. |
 |
Полувальмовая крыша отличается от вальмовой наличием укороченных вертикальных фронтонов. |
 |
Ломаная имеет два ската с переменным уклоном. Она выгодна наиболее рациональным использованием площади мансардного помещения: участки с низким потолком у боковых стен имеют минимальные размеры. |
Элементы
Чтобы не заставлять читателя путаться в терминах, я приведу еще несколько определений. Вот основные элементы стропильной системы:
| Изображение | Элемент стропильной конструкции |
 |
Мауэрлат: уложенный на капитальную стену или монолитное перекрытие брус, служащий опорой для стропил. |
 |
Стропильные ноги: наклонные брусья, которые служат опорой для кровли. Висячие стропила (то есть опирающиеся только на стены здания) позволяют построить крышу шириной до 6-6,5 метров. Наслонные стропила (с промежуточными опорами) позволяют увеличить пролет до 12 метров при наличии одной опоры и до 15 метров при наличии двух опор. |
 |
Ригель, или затяжка : брус, стягивающий стропила двускатной крыши. Его задача - исключить деформацию стропильной системы в случае больших снеговых нагрузок. |
 |
Стойка : вертикальная опора под стропильной ногой, обеспечивающая ее устойчивость при сильном боковом ветре. Кроме того, стойки обычно служат основой каркаса боковых стен мансарды. |
 |
Лежень : горизонтальный брус, на который опираются стойки. |
Схемы
Теперь пришла очередь чертежей и схем.
Двускатная крыша
Большой пролет кровли вынуждает использовать центральную стойку, на которую опираются наслонные стропила. Боковые стойки придают скатам дополнительную жесткость и служат каркасом для стен мансарды.
Устойчивость по отношению к снеговой нагрузке обеспечивает пара ригелей: первый служит основой для горизонтального утепленного потолка, второй скрыт в холодном чердаке.
Еще одна, более простая стропильная система двухскатной крыши с мансардой. Центральная стойка отсутствует. Укороченный ригель делает потолок ломаным: горизонтальная центральная часть соседствует с наклонными участками.
Ломаная крыша
У ломаной мансардной крыши стойки всегда устанавливаются точно под изломом. Стягивающий изломы друг с другом ригель обеспечивает максимальную жесткость конструкции. Увы, у такой схемы есть серьезный недостаток: потолок остается сравнительно низким даже в центре мансарды, хотя высота конька позволяет поднять его еще на несколько десятков сантиметров.
Укороченный ригель, соединяющий верхние стропила примерно в середине их длины, позволяет поднять потолок практически без ущерба для прочности стропильной системы.
Вальмовая крыша
Здесь жесткость обеспечивается накосными (угловыми) стропилами со стойками в середине их длины. Стойки соединяются между собой горизонтальными связями. Нарожные стропила опираются на накосные и образуют прочное основание для кровли.
Особенность вальмовой крыши - отсутствие вертикальных фронтонов, поэтому естественное освещение обеспечивают врезанные в кровлю мансардные окна.
Односкатная крыша
У единственного ската на первое место выходит проблема обеспечения устойчивости к снеговой нагрузке, поэтому при пролете свыше 4,5 метров стропилам нужны дополнительные опоры.
На схеме показаны варианты их монтажа:
- При пролете до 6 метров достаточную жесткость обеспечит установка косой подстропильной ноги;
- Центральная стойка с парой подстропильных ног позволяет увеличить пролет до 12 метров;
- Две промежуточные стойки с косыми ногами и связкой между ними дают возможность сделать 16-метровый пролет.
Полувальмовая крыша
Высота фронтонов позволяет переложить на них основную нагрузку. На фронтоны опирается сборная ферма, которая служит опорой для боковых стропил. Для большей жесткости стропильные ноги связаны между собой ригелями и продольными прогонами.
Узлы
Как своими руками выполнить монтаж соединений стропильной системы? К вашим услугам - описание способов монтажа основных узлов.
Крепление мауэрлата к стенам
Мауэлрлат изготавливается из бруса сечением 100х100 - 150х150 мм. Брус должен быть в обязательном порядке обработан антисептиком. Стены под ним гидроизолируются во избежание капиллярного подсоса воды древесиной; обычно роль гидроизоляции выполняет пара слоев рубероида.
Для крепления мауэрлата обычно используются анкерные шпильки, установленные при заливке армопояса по периметру стены. Под них в брусе сверлятся отверстия, а после укладки брус притягивается к армопоясу гайками с широкими шайбами.
Крепление стропил к мауэрлату
Для максимальной жесткости соединения стропильных ног с мауэрлатом в них обычно делается вырез на треть ширины стропила. Для крепления могут использоваться:
- Стальные скобы . Они вбиваются в оба бруса с двух сторон;
- Оцинкованные уголки . Они крепятся к обоим брусьям несколькими саморезами с длиной не менее 2/3 толщины стропила.
Оцинкованные уголки и накладки используются для соединений стропильных ног между собой, со стойками, с горизонтальными прогонами и балками перекрытия. Накладки можно заменить толстой (не меньше 15 мм) проолифленной для защиты от сырости фанерой.
Крепление ригеля к стропилам
Соединение ригеля со стропилами двускатной или ломаной крыши испытывает наиболее сильные нагрузки зимой, когда на кровле лежит снег. Сделать его максимально прочным поможет простая инструкция: ригель соединяется со стропилом внакладку и крепится к нему парой болтов с гайками и широкими шляпками через предварительно просверленные отверстия.
Материалы
Лучший материал для стропильной системы - кедр, легкий, прочный и стойкий к гнили. Однако на практике куда чаще используются более дешевые: ель, пихта и сосна. У всех нагруженных элементов стропильной системы (стропильных ног, ригелей и стоек) должны отсутствовать пороки древесины, влияющие на прочность:
- Крупные выпадающие сучки;
- Косослой (отклонение направления волокон от продольной оси бруса);
- Косые трещины;
- Гниль.
Типичное сечение лежней и стоек - 100х50 мм. Сечение стропил определяется их длиной и шагом между стропильными ногами: чем он больше, тем большая нагрузка ложится на отдельный брус. Подобрать оптимальное сечение стропила можно по таблице строчкой ниже.
Мой опыт
При строительстве мансарды я выбрал ломаную крышу. На монтаж стропильной системы был закуплен сосновый брус сечением 50х100 мм. Шаг между стропильными ногами - 90 см, наибольшая длина пролета - 3 метра. Угол наклона кровли - 30 градусов для верхних скатов и 60 для нижних.
Обрешетка под кровельный материал (профлист) собрана из необрезной доски толщиной 25 мм. Именно из необрезной - просто потому, что ее цена ниже, а внешний вид при укладке под кровлю не имеет никакого значения. Шаг обрешетки - 25 см.
Ригель стягивает верхние стропила примерно в середине их длины. Подвесной потолок из ГКЛ собран на потолочных профилях, закрепленных к стропильным ногам и ригелям прямыми подвесами.
Конструкция стропильной системы доказала свою прочность: четыре сезона она успешно противостоит типичным для севастопольских зим сильнейшим ветрам.
Заключение
Надеюсь, что мне удалось ответить на все накопившиеся у читателя вопросы. Как всегда, дополнительные материалы вашему вниманию предложит прикрепленное видео. Жду ваших комментариев и дополнений. Успехов, камрады!
Мансарда в доме – это всегда интересно, красиво и выгодно. Однако не каждый мастер возьмется выполнять все работы самостоятельно. Причины: незнание технологических тонкостей и сложная стропильная система мансардной крыши. Но построить мансарду самостоятельно можно, главное – хороший проект и трезвая оценка собственных сил, финансовых возможностей. А мы подскажем и расскажем, какие виды стропил бывают, и разберем устройство стропильной системы мансардной крыши различных типов.
Составление проекта должно учитывать все нюансы. При неправильных просчетах, застройщик рискует получить в итоге не то, что планировалось сделать. Чем проще крыша, тем удобнее ее сделать своими руками. Типы крыш бывают:
- Двухскатной, где скаты спускаются по обеим сторонам;
- Ломаной, состоящей из двух и более скатов разных углов наклона;
- Вальмовой с треугольной формой скатов;
- Полувальмовой – скаты торцевого типа располагаются примерно на половине расстояния высоты;
- Купольной для строений многоугольной или круглой формы;
- Сводчатой – в разрезе такая крыша имеет форму дуги.
Мансардную крышу различают как вентилируемую и невентилируемую. Выбирается тип в зависимости от климатических особенностей региона, например, в зонах с большим количеством осадков лучше строить вентилируемые объекты.
Виды стропильных систем
Стропильная система мансардной крыши выбирается в зависимости от планировки строения и различается так:
- Наслонная стропильная система мансарды обустраивается в случае, когда несущая перегородка проходит посередине строения. Конструкция перераспределяет весовую нагрузку и подходит для строений, где расстояние между внешними стеновыми панелями и внутренней опорной системой не превышает 7 м.
- Висячие стропильные системы применимы при отсутствии внутренних перегородок, стен. Опираемые на мауэрлат и коньковый прогон, они подходят для строений, где расстояние между внешними стенами и конструкцией не превышает 14 м.
- Комбинированные стропила мансарды чаще всего нужны в строениях, где вместо перегородок обустраиваются колонны. Получается, что часть конструкции стропил опирается на колонны, а часть выполняется в висячем варианте. Отсутствие вспомогательных элементов, снижение нагрузки на фундамент и никаких загромождающих элементов – основные достоинства системы, потому данный вариант применяется чаще всего.
Важно! Виды стропильных систем выбираются на стадии проектирования, чтобы правильно рассчитать нужную крепость фундамента. В случае, когда решение о строительстве мансарды возникает на заключительном этапе возведении объекта, потребуется точная схема стропильной системы мансардной крыши и полный перерасчет массы дома с учетом новых данных. Пренебрегать процессом нельзя, особенно в зонах со слабым грунтом. Иначе в итоге получится, что дом быстро просядет, а грунтовые воды приведут фундамент в негодность за короткое время.
Конструкционные особенности стропильной системы
Основные узлы мало отличаемы от обычной двухскатной крыши:
- Мауэрлат – основание крыши, берущее на себя вес.
- Стропила – элементы системы, формирующие наклонность скатов. Верх закрепляется на конек, низ – на мауэрлат или стойку.
- Стойка – элемент, поддерживающий конек или заднюю часть стропильной ноги.
- Подкосы нужны для упрочнения и поддержки стропильных ног. Подкос имеет косой срез и служит для предупреждения прогиба стропил под тяжестью массы.
- Затяжки – горизонтальная стяжка пары стропил, размещаемая в верхней или нижней части.
Важно! Стропильные элементы часто выполняются из древесины самого высокого сорта. Приобретается брус влажностью не более 15-18%, предварительно обрабатывается составами против гниения, антипренами.
Схема сборки стропильной системы для мансарды
Мансардная стропильная система – дело достаточно хлопотное, поэтому лучше поручить сборку мастеру. Но если такого нет, советы и видео помогут выполнить простейшую конструкцию самостоятельно.
- На верхнюю обвязку стен укладывается брус мауэрлата. Если дом бревенчатый, можно обойтись верхними венцами, усиленными скобами.
- Смонтировать балки перекрытия. Крепление на мауэрлат или выступы стеновых панелей. Самое простое крепление – без выноса, опора на стены, а вот с выносом – это когда балка выносится за периметр дома для обустройства свеса. В этом случае расстояние между концом балки и стеновой панелью должно быть не менее 0,5-1,0 м.
- Монтируются вертикальные стойки. Для этого определяется середина балки перекрытия, затем от нее откладываются равные промежутки – расстояние должно быть равно ширине мансардного помещения.
- Затяжки закрепляются на стойках, при этом получается, что каждая пара стоек выглядит как буква «П».
- Монтаж нижних стропильных элементов проводится с креплением на стойке. Крепежи – саморезы или гвозди, на мауэрлат крепеж в виде ползунка подвижного крепления, компенсирующий усадочные проявления бруса.
- Установка стропил мансардной крыши верхней части производится с соединением каждой пары металлической накладкой или бруском.
- Финальная обработка включает укладку гидроизоляционной мембраны, обрешетки. Обрешетка для мягкого кровельного материала сплошная, для профлистов и другого жесткого материала – разреженная.
Предложенный монтаж стропильной системы – самый простой. Обустроить такую конструкцию своими руками вполне возможно, следует лишь произвести правильные расчеты, стропильной системы, чертежи мансардной крыши, схемы помогут выполнить работы без ошибок.
Стропила с выносом за стеновую панель
Такой вариант применяется при малом объеме внутреннего пространства. Придется опирать стропильную ногу на балку верхнего перекрытия. Мауэрлат тут не нужен, а вот усиливающие подкосы обязательны. Для упрочнения основания можно залить ж/б пояс. Крепление балок перекрытия к монолитному поясу производится анкерами, куда врубаются опорные стойки на максимальную толщину бруса.
Важно! Выносная конструкция формирует карниз: для деревянных домов ширина от 0,5 м, для выполненных из бетона и камня – от 0,4 м.
Схема работ:
- Установить крайние балки перекрытия, формирующие контур свесов. Сечение балок 150*200 мм.
- По натянутому между крайними балками шнуру, монтируются остальные брусья: расстояние между ними равно шагу стропильных ног. Утепленные крыши требуют шага стропил 0,6 м, в случае монтажа стропил с указанным шагом их можно выполнить из бруса сечения 50*150 мм.
- Вытесав шипы подготовить опоры.
- Установить угловые стойки и скрепить их временными опорами.
- Отвесом определить место точек опоры балок и выбрать отверстия для них.
- Установить рядовые стойки и пару несущих опор по центрам фронтона мансарды.
- Уложить прогоны из досок 50*150 мм. Закрепить прогоны уголками.
- Соединить опоры брусками, закрепив их также уголками на прогоны.
- Скрепить ригели, для чего подойдет временный крепеж дюймовкой. Отступление от края каркаса 300-350 мм.
- Выполнить шаблон для нижнего ряда стропилин: приложить доску-заготовку к торцу прогона и балки, определить место среза излишков, примерить и подтесать.
- Смонтировать торцевые стропильные стойки.
- Изготовить шаблон для верхней части стропильных ног.
- Примерить шаблон и соорудить ярус, как будет стропильная система фото мансардной крыши наглядно покажут всю конструкцию.
- Если шаблоны подходят идеально, изготовить нужное количество стропильных ног, смонтировать их на место, укрепить бабкой ригели, чтобы избежать их провисания и жестко пришить их к коньковой зоне. Нижняя часть не требует жесткой подшивки, она должна быть свободной.
Финальное завершение – установка каркаса фронтона, обшивка обрешеткой и кровельным материалом. Если не совсем понятно, как сделать данный проект, смотрите видео от профессионалов, материал поможет разобраться в тонкостях строительства.
Мансарда из каркасных модулей
Мансардная крыша стропильная система которой подразумевает вариант каркасных модулей намного проще предыдущей. На перекрытие монтируются не группы отдельных опор, а готовые блочные модули боковых стен будущего помещения мансарды. Подобные конструкции мансардных крыш, их стропильной системы позволяют работать не на высоте, а внизу, просчитывая и промеряя каждый шаг. Поэтапный процесс такой:
- Заранее сделать по проекту стенки мансарды, причем продольные брусья выполняют роль прогонных и лежневых элементов. Вместе со стойками эти элементы разложить на ровной площадке и отметить угольниками гнезда под опорные точки боковых стен – сделать по ним пропилы.
- На стойках выбрать шип.
- Соединить продольный брус со стойками вертикального направления и получается модуль рамы (двойной). Это будущие стенки мансарды.
- Поднять рамы наверх и установить на место. Временно закрепить установленные рамы распорками и затем прикрутить скобами.
- Выбрать на краях балок гнезда для монтажа нижнего ряда стропил, при необходимости, доработать гнезда стамеской.
- Верхний стропильный ярус выполняется на земле, для чего предварительно заготовки подгоняются к нужным элементам.
- Основание верхнего треугольника мансардной конструкции является растяжкой, при этом длина его равна расстоянию между установленными плоскостями (вертикальными) уже смонтированных рам.
- По краям растяжки выбрать гнезда, а на нижних пятках – шипы.
- Собрать стропила для мансарды верхнего яруса, для дополнительного закрепления смонтировать ригель, а узел конька усилить деревянной накладкой треугольной формы.
- Предварительное изготовление стропильных ног на мансарду, позволит избежать работ на высоте. Выпилить нужно только верхний скос, опираемый на верхнюю стойку стеновой панели и на растяжку верхних стропильных ферм.
- Примерить нижнюю стропильную часть к торцу, отметить зону формы шипа на нижней пятке, выпилить шипы по сделанному чертежу.
Теперь остается только перебраться наверх и поднять все стропила. Установить сначала фермы, закрепив их на верхнюю обвязку стенок, а затем устанавливают нижнюю часть, прикрепляя к перекрытиям (балкам) скобами. Получается вполне комфортный этаж, стропильную систему для которого собирали на земле. Для облегчения понимания задачи строительства мансардной кровли, модульной стропильной системы, смотрите видео. Все остальные этапы выполняются по стандартной схеме обычной двускатной конструкции, выше приведена мансарда и стропильная система.
Мансардная крыша позволит расширить жилую площадь дома. Вы не только сэкономите пространство, но и потратите меньше финансов на строительство дома. Общая площадь строения становится намного больше, а размеры фундамента и крыши остаются те же. Технология монтажа двускатной ломаной крыши не отличается особой сложностью и нуждается только в тщательном расчете и проектировании. В данном материале мы поэтапно рассмотрим как сделать мансарду на крыше.
Площадь мансарды можно увеличить за счет правильного излома скатов под разными углами на одном или нескольких уровнях. При этом следует учесть, что ломанная конструкция мансардной крыши будет намного тяжелее чем обычная двускатная крыша. Если вы строите новый дом, при проектировании необходимо заложить более прочный фундамент и стены дома. Делая реконструкцию старого здания, нужно тщательно обследовать основание и состояние несущих стен.
Обратите внимание! Нельзя допускать погрешности при подборе параметров, составляющих стропильной системы, и проведении расчетов, чтобы избежать разрушений стен дома и самой конструкции крыши во время эксплуатации дома. Доверьте этот подготовительный этап работ профессионалам.
Расчеты мансардной крыши проводятся с учетом СНиП раздела «Нагрузки и воздействия». Размеры помещения зависят от выбранного угла наклона скатов крыши. Для устройства жилой комнаты необходимо сохранить высоту потолка не ниже 220 см. Ломаная конструкция крыши дает возможность максимального использования потолочного перекрытия с нужной высотой помещения.
Нижние стропила устанавливаются под углом в 60 градусов и более. На выбор угла наклона влияет предпочтение владельцев дома, расположение здания в определенной сейсмической зоне и другие факторы.
Элементы крыши
При проектировании мансардной крыши дома учитываются выбранные для строительства материалы. Конструкция крыши в разрезе напоминает многослойный пирог с начинкой разного предназначения. Давайте посмотрим из чего состоит кровельная система:
- На стропильную систему укладывается слой гидроизоляционного материала.
- Вторым слоем идет материал пароизоляции.
- Для жилых помещений необходимо уложить слой утеплителя.
- Завершает конструкцию кровельный материал.
От того какой утеплитель будет выбран для мансарды зависит шаг стропил. Чтобы не было обрезков и перерасхода материала стропила устанавливаются на расстоянии равном ширине или длине плит материала.
На устройство обрешетки влияет выбор кровельного материала. Это может быть разреженная обрешетка с разным шагом или сплошная.
Используемые для обустройства мансардной крыши материалы должны быть обработаны средствами против гниения, для влагоустойчивости и против возгорания.
Используемая древесина и другие материалы должны соответствовать санитарным требованиям и быть экологически чистыми.
Для возведения стропильной системы мансардной крыши вам понадобятся:
- Молотки и топоры.
- Плотницкие ножницы и ножовки.
- Отвес и уровень.
- Рулетка и отожженная проволока.
- Крепежные детали.
- Необрезная доска.
- Доска размером в 159 на 50 мм.
- Брус с поперечным сечением в 100 на 50 мм.
Инструмент выбирайте качественным и тогда работы по монтажу стропильной системы будут проведены намного быстрее и качественней.
Основанием любой системы стропил выступает мауэрлат. В качестве опоры по периметру здания используют толстую доску или хорошего качества брус. При проектировании двускатной ломаной крыши мауэрлат устанавливают на стены здания имеющие больший размер. С помощью уложенного на верху стены бруса весь груз стропильной системы с кровельным материалом равномерно передается на стены и основание строения. Кроме этой функции, мауэрлат выполняет функцию прочного крепления всей системы стропил.
В верхнем поясе стены из камня или блоков специально делают монолитный железобетонный пояс с вложенными вертикальными металлическими шпильками, предназначенными для прочной посадки мауэрлата. В кладку стены из кирпича вмуровывают отожженную проволоку. Для установки мауэрлата в верхнем венце деревянного строения используют нагели, сделанные из дерева. Также необходимо уложить надежный гидроизоляционный слой на верхний брус несущей стены.
Если стропильные ноги запроектированной крыши будут упираться в верхний пояс несущей стены специально сделанным вырезом или скошенным под определенным углом концом, необходимо устанавливать мауэрлат. В том случае, когда ширина помещения практически равняется размеру стены, стропильные ноги будут упираться в вынесенные за пределы здания опорные балки. Такие опорные балки укладываются по всему периметру здания поперек длинной стороны строения. Они должны быть прочными и качественно обработанными специальными средствами защиты. Обычно число опорных балок ровняется числу собранных стропил. Для крепления балок на стену используют такие же крепежи, как и для мауэрлата. Обязательно укладывается гидроизоляционный слой.
Обратите внимание! Крепление опорных балок и мауэрлата к стене должно быть выполнено с особой тщательностью, чтобы избежать смещения всей кровельной системы во время сильных порывов ветра и обильных осадков.
Монтаж ломаной крыши мансарды начинают с установки опорных стоек. Устанавливаются опоры параллельно оси здания и напротив друг друга. Расстояние между противоположными опорами должно быть таким как запроектированная ширина мансарды.
Сначала на фронтонах делается монтаж арок П-образной формы. Арочная система состоит из двух опор, для соединения которых используется горизонтальная перемычка. Чтобы арочная конструкция получилась прочной, для опор и перемычек нужно выбирать брус, по сечению равный ширине уложенной на потолочное перекрытие опорной балки. Рассмотреть узлы соединения вы можете на представленной внизу схеме. (схема крепления конструкции).
Обратите внимание! Все стойки крепятся строго вертикально, а перемычки должны располагаться горизонтально. Для проверки правильного монтажа используются отвес и уровень.
Точно также делается монтаж следующей арки на противоположный фронтон. Обязательно сделать нивелировку установленных элементов стропильной системы. От П-образной арки на одном фронтоне протягивается веревка к конструкции на другом фронтоне. Проверить расположение шнура, оно должно быть только горизонтальным. Если обнаружена ошибка, одна из арок снимается и подгоняется до нужного размера. Снова делается проверка.
Шнур оставляют и по нему устанавливаются промежуточные конструкции. Количество П-образных арок ровняется количеству стропил, рассчитанных в проекте. Расстояние между двумя опорными стойками равно шагу стропильных ног. Все установленные стропила своей верхней частью должны быть прикреплены к верхней части опорной стойки. Именно такое крепление позволяет достичь запроектированной жесткости всей системы стропил крыши, используемой для обустройства мансарды.
Для крепления стоек П-образной арки к балке применяют шиповые соединения, большие гвозди или скобы, сделанные из металла. Представленное в конце статьи видео поможет вам лучше разобраться в креплении отдельных элементов стропильной системы мансардной крыши. Установленные на стойки раскосы помогут им сохранить вертикальное положение во время эксплуатации здания.
Обратите внимание! П-образные арки соединяют друг с другом в горизонтальной плоскости перемычками, располагая их параллельно уложенному мауэрлату.
Подъем и крепление стропильных ног
Наступил момент поговорить о установке стропильных ног будущей системы стропил. Ломаная конструкция изготавливается из стропильных ног, расположенных на разных уровнях и несущих разную нагрузку.
Стропила первого уровня крепятся внизу к поперечной опорной балке или мауэрлату. К опорным стойкам установленной арки крепится верхний конец ноги. Угол крепления зависит от размещения стоек. Чем ближе к центральной оси здания находится стойка, тем меньше угол крепления стропила. При размере мансарды практически равной ширине дома угол крепления приближается к показателю - 90 градусов. Установка стропил начинается со сторон обоих фронтонов.
Подрезание элемента конструкции с обоих сторон делается под таким углом, чтобы достичь плотного прилегания края к стойке и нижней опоре. В тех случаях, когда проект крыши дома предусматривает свес скатов крыши, срез в нижней части элемента имеет несколько другую форму. Посмотрите, как сделан срез и как устанавливается нога на мауэрлат на картинке, расположенной внизу. Для крепления используются скобы или гвозди.
Обратите внимание! Чтобы соединение стропила первого уровня и опоры было более прочным, в качестве дополнительного крепления нужно использовать обожженную проволоку.
Сделать монтаж всех элементов первого уровня конструкции и продолжить установку системы переходом на фронт работ второго уровня. Если ширина потолочного перекрытия больше 8 метров, нужно устанавливать коньковый брус. Он поможет распределить все виды нагрузок на каркас крыши равномерно. Для монтажа конька на фронтонах в месте прохождения оси здания строго вертикально крепятся большие стойки. Между двумя большими опорами горизонтально укладывается коньковый брус. Обязательно правильность монтажа проверяется уровнем.
От того, как правильно будет установлена высота укладки конька, зависит наклон верхних стропильных ног конструкции. Второй уровень элементов системы верхней частью крепится к коньковому брусу, а основание ноги соединяется с верхом арочной конструкции. Для качественного крепления торцы стропильных ног срезаются под углом.
Верхняя часть стропильной системы ломаной мансардной крыши может иметь вид похожий на букву Л. В этом случае парные стропильные ноги вверху соединяются между собой встык или врубкой в полдерева. Для соединения встык используются металлические или деревянные накладки. Для врубки понадобятся болтовые соединения.
Первая пара стропильных ног подгоняется наверху. Потом снимается вниз и по ней крепятся остальные стропильные ноги. Готовые конструкции поднимаются наверх и крепятся. Монтаж верхнего уровня начинают с крайних стропил. После установки каждой пары делают нивелировку.
Наступает момент последнего этапа установки мансардной ломаной крыши. На готовую стропильную систему устанавливают обрешетку и укладывают слой гидроизоляционного материала. Потом делают вентиляционный просвет и укладывают подготовленное кровельное покрытие.
Внутри стропильной системы сначала укладывается слой теплоизоляционного материала, а затем укрывается вся система слоем пароизоляционного материала. Наступает момент, когда можно делать внутреннюю обшивку мансарды. Материал для обшивки выбирается по личному предпочтению или согласно составленному дизайнерскому проекту оформления всего здания.
Во время строительных работ могут возникать дополнительные вопросы. Узнать ответы вы сможете прочитав другие статьи на нашем сайте.
Видео
