Устройство стропильной системы мансардной крыши

Стропильная система мансардной крыши — устройство, монтаж своими руками

Мансардная крыша своими руками – прекрасная возможность не только сэкономить на проектировании и работе, но и возможность улучшить эстетические показатели своего дома, а также более рационально использовать чердачное пространство.

В этом материале будут рассмотрены особенности конструкции, её виды, а также те достоинства, которые имеет мансардная крыша. Вы также узнаете, как сделать мансардную крышу, какие основные этапы имеет этот процесс, и что стоит учесть при проведении монтажных работ.

Мансардные крыши – виды и особенности

Для начала разберём, что же являет собой мансарда. Итак, это жилое помещение, находящееся сразу под кровлей. Её обустройство обходится на порядок дешевле, нежели возведение отдельной пристройки к дому или же дополнительного этажа.

Нет надобности вносить существенные конструктивные изменения в постройку, что также немаловажно.

Впрочем, обустройство мансарды не редкость и во вновь возводимых постройках она используется очень часто под гостиные, библиотеки, спальни, рабочие кабинеты, детские комнаты и прочее.

В зависимости от типа кровли различают такие виды мансардных крыш:

• Односкатные – плоскость под наклоном фиксируется на несущие стены с разной высотой. Наиболее простой и не затратный вариант.
• Двускатные – характеризуются наличием двух скатов, с разносторонним расхождением.
• Полу- и вальмовые – в наличии четыре ската для более рационального использования доступной площади.
• Ломаные – наиболее востребованный и распространённый вариант, обеспечивающий внутри наибольший простор. Несмотря на некоторую сложность возведения, такие мансардные крыши пользуются всё большей популярностью.
• Кровли в виде конуса, купола и пирамиды – актуальны для строений со сложным конфигурированием.

Основные преимущества:

1. Существенное расширение доступного для жилья пространства.
2. Повышение общей эстетики дома.
3. Утепление мансарды утепляет и дом в целом.

Недостатки:

1. Дополнительные затраты на обустройство.
2. Отсутствие возможности установки стандартных окон.
3. Сложный процесс возведения.

Устройство мансардной крыши

Конструкция мансардной крыши включает в себя следующие элементы:

• Кровля – основа всей крыши, оберегающая строение от атмосферных проявлений.
• Обрешётка – доски, удерживающие кровлю и изолятор.
• Коньковыйпрогон – наружная сторона кровельной конструкции.
• Стропила (наслонные) – ребра жёсткости, придающие конструкции требуемую прочность и надёжность.
• Внутренние опоры – вертикальные балки для придания дополнительной устойчивости.
• Мауэрлат – основа, на которую монтируется вся стропильная система мансардной крыши.
• Диагональные скосы – брус, соединяющий вертикальный стойки и продольные балки со стропилами.
• Изолятор – многослойная прослойка для поддержки требуемого температурного режима. Включает в себя шумо-, тепло- и пароизолятор.

Основные этапы строительства мансардной крыши своими руками

Как и возведение любой иной постройки, устройство мансардной крыши начинается с предварительного проектирования конструкции. Для более простого для вас и точного расчёта основных компонентов, а также получения чертежа можно использовать наш онлайн калькулятор.

В процессе расчётов определяется угол наклона скатов, общий вес кровли, шаг укладки обрешётки и стропил, суммарная длина пролётов и многое иное.

https://www.youtube.com/watch?v=2fSdhbpgj7Y

Что касается предполагаемых нагрузок, то для их примерного расчёта можно использовать статью «Расчет стропильной системы».

Важно помнить, что схема мансардной крыши предусматривает предварительный просчёт высоты потолка – он должен быть не менее 2,5 м. Линия излома, для достижения этого показателя должна иметь высоту порядка 2,8 м – сюда входит высота чистового пола, размер уложенного утеплителя и внутренней обшивки. 

Обустройство ломаной кровли гарантирует максимальное увеличение доступного пространства с требуемой внутренней высотой по всему периметру. Угол расположения нижних стропил при этом составляет 60 градусов. Для верхних возможен произвольный угол уклона, но обязательно с учётом ветровой и снеговой нагрузки в регионе. Да и об эстетическом аспекте забывать не стоит.

Если каркас мансардной крыши предусматривает прямые кровельные скаты, это существенным образом повлияет на ширину помещения в сторону её уменьшения.

По окончании расчётов, наступает черёд выбора материалов. Для монтажа понадобится следующее:

• Брус из дерева с сечением 50х100 мм и более;
• Доска 150х50 мм;
• Необрезная доска;
• Крепёжные элементы – саморезы, гвозди и прочее;
• Стальные уголки, скользящие крепежи;
• Отожжённая проволока, сечением в 3-4 мм.

Монтаж мансардной крыши

Отвечая на вопрос, как построить мансардную крышу, важно помнить, что её обустройство предусматривает чёткое соблюдение основных производственных этапов. Все работы следует проводить в такой очерёдности: 

1. Монтаж мауэрлата – здесь важно предварительно озаботиться обустройством анкеров или шпилек, вмуровываемых с шагом в 2 м в основание конструкции. Под анкера высверливают отверстия, после чего укладывают брус и фиксируют его посредством гаек;
2. Установка балок перекрытия – здесь важно соблюдать верную очерёдность действий. В первую очередь монтируют торцевые крайние балки с их выравниванием по горизонтали, после чего по имеющемуся уровню проводят укладку промежуточных балок (для указателя плоскости можно задействовать шнур из капрона, уровень или же нивелир);
3. Продолжают монтаж мансардной крыши установкой опорных стоек и их вертикальным выравниванием. Для фиксации применяют особые укосины, с последующим монтажом горизонтальных прогонов. Число стоек должно соответствовать числу балок перекрытия по параллельным плоскостям обустраиваемой мансарды;
4. Установка стропильной системы – в точном соответствии с предварительно заготовленным шаблоном. Наклонные ноги и прогоны выставляют согласно чертежу и фиксируют на вертикальных опорах. Соединение проводят посредством досок или стальных фиксирующих накладок;
5. Зашивка фронтонов – всю поверхность кровли обшивают обрешёточной доской, оставляя при этом свободными оконные проёмы, форточки и прочее;
6. Кровельный пирог – без него не обходится ни одна крыша мансарда. Пароизолятор укладывают снизу стропил и фиксируют скобами. Сверху идёт слой теплоизолятора, над которым, при шаге в 0,5 м монтируют обрешётку. Сверху стропил проводят укладку гидроизолятора.
7. Завершающий этап – монтаж кровельного покрытия. Его тип зависит, как от пожеланий владельца, так и от общих эстетических требований к постройке, а также тех климатических условий, которые характерны для определённого региона.

Вот, собственно и всё. Ответ на вопрос, как построить мансардную крышу своими руками, получен. Процесс этот не из самых простых, но при должном терпении, внимательности и чётком следовании вышеизложенным рекомендациям нет ничего невозможного.

Вся информация на сайте предоставлена исключительно в ознакомительных целях. Пользователь несет самостоятельную ответственность за все возможные последствия, возникшие по причине использования полученной информации.

Ни при каких условиях и обстоятельствах ответственность за последствия, которые прямо или косвенно повлекло за собой использование информации или программного обеспечения, размещенного на этом сайте, не может возлагаться на владельцев сайта и быть основанием для судебного разбирательства или иного преследования.

© 2019 Kalk.Pro. Строительные калькуляторы онлайн — 3D расчеты лестниц, крыш, фундаментов.

Как сделать мансардную крышу: устройство и конструкция стропильной системы

Конструкция этой необычной крыши носит фамилию своего создателя — французского архитектора Мансара.

Именно ему пришла в голову мысль увеличить полезное пространство под крышей, разбив ее скат на два участка – крутой и пологий.

В наши дни виды мансардных крыш исчисляются десятками, поскольку к этой категории причисляют любую кровлю, под которой есть достаточно пространства для жилого помещения. Такое положение дел приводит к путанице в классификации стропильных систем.

Технически корректно можно говорить лишь о классической мансарде, которую застройщики иногда называют ломаной крышей.

Двускатные, арочные, купольные, сводчатые, вальмовые и полувальмовые кровли нельзя назвать мансардными. У них отсутствует главный «родовой признак» данной конструкции – перелом ската, расширяющий проходное подкровельное пространство.

Растущая популярность ломаной крыши вполне объяснима. Построив частный дом с мансардой, мы существенно экономим средства, поскольку вместе с крышей получаем просторное и практически бесплатное помещение.

Под низкой двускатной кровлей сделать это не удастся. Здесь в лучшем случае хватит места для небольшого чуланчика.

Стропильная система

Является несущей основой мансардной кровли и должна выдерживать не только собственный вес, но также расчетные ветровые и снеговые нагрузки. Стропильная система мансарды связывает воедино балки перекрытия, кровельные скаты, стены и потолок. Это обстоятельство требует грамотного расчета и умелой реализации.

Размеры мансарды и ее конструкция зависят от ширины здания и требуемой высоты помещения (от 2,5 до 3,5 метра). Поэтому не спешите заказывать пиломатериалы для ее строительства, а лучше заранее подготовьте подробный чертеж и проработайте узлы всех соединений.

На схеме стропильной системы нужно четко увязать между собой высоту, шаг и сечение стоек, длину и наклон стропил, определить места установки окон, выбрать размер обрешетки и материал для обшивки фронтона.

Особенно тщательно нужно продумать и выполнить крепление стропильных ног к мауэрлату и самого мауэрлата к стене здания. Любой серьезный просчет здесь может привести к тому, что крыша мансардного типа будет оторвана и разрушена при штормовом ветре.

Для упрощения расчета можно воспользоваться готовыми вариантами конструктивных решений узлов стропильной системы, где указаны основные размеры и способы крепления.

А так выглядит схема самой простой стропильной системы мансардной крыши.

Рис. 1 Схема стропильной системы

Как видно из рисунка 1, стропильная система мансардной крыши состоит из нижних стропильных ног (наклонные стропила), верхних (висячих) стропил, вертикальных стоек, горизонтальной связующей перекладины и конькового бруса. Если размер мансарды невелик, то от конькового бруса можно отказаться. Его функцию выполнит сплошная обрешетка, создающая диафрагму жесткости.

Жесткость стропильной системы в боковом и вертикальном направлениях обеспечивает треугольная форма коньковой и боковой ферм. Объемная жесткость конструкции достигается за счет установки подкосов, образующих треугольники с вертикальными стойками.

Как правило, ломаная мансардная крыша строится из массива древесины (сосна, ель). Иногда для этой цели используют более легкий и прочный клееный брус, позволяющий увеличить шаг стропил без потери жесткости. Клееный брус, в отличие от обычного не нуждается в дополнительной пропитке, защищающей древесину от грибка, насекомых и огня.

Особо прочная конструкция мансардной крыши требует использования стальных тонкостенных конструкций. Они долговечны, огнестойки и просты в сборке, но значительно дороже деревянных.

Последовательность строительства мансардной крыши и особенности сборки

Стропильную конструкцию мансарды начинают собирать с двух крайних пролетов, примыкающих к фронтону здания. Для сборки каркаса стропильной системы можно использовать брус сечением 100х100 мм либо доску размером 50х150 мм.

Шаг стропильных рам выбирают в диапазоне от 0,5 до 2 метров. Чем большую снеговую нагрузку придется выдерживать кровле, тем меньшим нужно делать это расстояние.

Специалисты-кровельщики устройство мансардной крыши выполняют в таком порядке:

• в балки перекрытия на 1/3 их толщины врезают вертикальные стойки;
• стропильные ноги нижнего ската выравнивают в одной плоскости со стойками и ставят на опорную балку (мауэрлат), закрепляя их с помощью скоб или металлических пластин;
• ставится брус-затяжку перекрытия мансарды, которая служит основой для подшивки потолка;
•  монтируются стропильные ноги (висячие стропила) двух верхних скатов.

Если расстояние между стенами здания превышает 8 метров, то в конструкцию стропильной системы вводят вертикальную коньковую стойку (бабку) с двумя подкосами.

Вместо укладки балки-мауэрлата можно использовать крепление стропильной системы мансарды непосредственно к стене. Для этого в стену на глубину 200-250 мм  заделывается арматурный анкер, к которому резьбовым соединением крепится балка перекрытия.

Заканчивают устройство мансардной крыши монтажом обрешетки. Если кровля дома будет из мягкого материала, такого как битумная черепица, то обрешетка под нее должна быть сплошной. Для этого можно использовать обрезные доски толщиной 30 мм и шириной 120-140 мм или OSB плиту толщиной от 12 до 16 мм.

В том случае, когда крыша будет накрыта металлочерепицей, шифером или профнастилом, обрешетку кладут реже, оставляя зазор между досками в 10-15 см. К стропилам ее крепят саморезами по дереву.

по теме:

Стропильная система мансардной крыши, устройство и расчет

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 м2 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/м2. 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.

Стропильная система мансардной крыши:расчет и установка

Приступая к строительству мансарды, необходимо иметь хороший проект. Вид кровли должен гармонично сочетаться с видом всего здания. Выбирая конструкцию верхнего этажа, необходимо выяснить, как устроена стропильная система мансардной крыши, каков ее шаг. Конструкция стропильной системы является основой кровли.

Важными являются все узлы, опоры, расстояние между ними, материал и ограждения. Это опорный скелет кровли, определяющий ее надежность и долговечность, кроме того, стропильная система позволяет выполнять ее прямую функцию – защищать от непогоды.

Если планируется строить мансарду своими руками, необходимо подобрать не очень сложную схему конструкции. Стропильная система во многом зависит от того, какой тип кровли будет выбран, какой шаг стропил и какой вид мансардной крыши будет предпочтительным.

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

Виды мансардной крыши

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

• Двухскатными, с двумя скатами по сторонам.

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

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

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

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

• Сводчатая, имеющая форму дуги в разрезе.

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

Особенности мансардной крыши

Характерными особенностями мансардной кровли, в отличии от стандартных крыш является воздействие на конструкцию не только снаружи, но и изнутри. Внешние в виде осадков и ветра и внутренние в виде конденсата, возникающего из-за разницы температур в помещении и на улице.

Поэтому конструкция верхнего этажа и стропильная система должны иметь дополнительную пароизоляцию и теплозащиту – слои материала, уложенные на некотором расстоянии между собой.

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

Как правильно устанавливать теплоизоляцию и гидроизоляцию

Правила для стропильных систем

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

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

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

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

Материалы стропильной конструкции

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

• железобетонные конструкции, применяемые в основном для промышленных зданий;

• комбинированные конструкции.

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

Расчет стропильной системы

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

• система стропил ломаной крыши;

Расчеты для систем с наклонной конструкцией, ломаной кровли легче и быстрее, чем для висячих стропил. Наиболее распространёнными являются комбинированные стропильные конструкции скатных крыш.

Рекомендуется расчет сложных стропильных систем поручить профессиональным проектировщикам. Расчет с помощью сложных формул и коэффициентов должен дать значение нагрузки на один метр квадратной стропильной системы.

Для жилых домов нормативная средняя нагрузка равняется 50 кг на м².

Расчетная схема стропильной системы

Обрешетка и мауэрлат

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

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

Опоры стропильной системы

Устройство стропильной системы мансардной крыши отличается креплением на мауэрлате:

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

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

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

Монтаж

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

В случае если крыша имеет ломанную или комбинированную конструкцию, наиболее распространенной формой фермы является п-образная. Рекомендуется монтаж таких ферм производить внизу, после чего поднимать и устанавливать на крыше.

Каркас собирается из доски 5х15 см или бруса 10х10 см и монтируется на крыше на расстоянии 0.5-2 метра. Дистанция между фермами определяет нагрузку, которую должна выдерживать кровля. Чем меньше расстояние между стропилами, тем большую тяжесть выдержит конструкция.

Наиболее распространенными являются треугольные фермы.

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

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

Для изготовления надежной и прочной стропильной системы мансарды, следует использовать хвойные сорта древесины. Брус, хороший просушенный и ошкуренный, тщательно проверяем на наличие сучков на всех элементах и выбраковываем.

Крепеж осуществляется металлическими уголками, скобами на равном расстоянии и накладками.

Устройство стропильной системы крыши

Устройство и монтаж стропил для мансарды своими руками

Времена однотипных серых домов остались далеко в прошлом. Сегодня каждый пытается сделать свой дом необычным и оригинальным.

Отмечается и возвращение в строительную моду таких декоративных элементов, как эркеры, карнизы, мезонины, а также возведение разнотипных мансард, которые придают дому оригинальность.

Так например, продумано сконструированная стропильная система мансардной крыши создает возможность при минимальных затратах значительно расширить полезную площадь дома.

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

Разновидности стропильных систем

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

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

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

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

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

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

Строение стропильной системы мансардной крыши

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

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

Основными элементами стропильных конструкций мансардных крыш являются:

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

Мансарда, стропильная система

Учтите: нагрузка на мансардную крышу в среднем составляет около 200 кг/м2, поэтому стропила должны иметь определенный запас прочности чтобы ее выдержать. 

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

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

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

Расчет стропильной системы мансардной крыши с разным количеством скатов

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

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

Стропильная система крыши: составление проекта

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

Разные схемы-проекты стропильной системы мансардной крыши, их отличия

Для расчета предполагаемых нагрузок существуют специальные формулы.

Для определения снеговой нагрузки воспользуетесь формулой: S=Sg*µ.В которой:S — нагрузка снеговая,

Sg — вес покрова снега на 1 м2 площади (данный показатель можно найти в СНИП  — разделе «Стропильные системы»),

µ —коэффициент, зависящий от угла наклона кровли (он составляет 1,0 — для плоских крыш с наклонным углом в 25 градусов, и 0,7 — для крыш с наклоном от 25 до 60 градусов).Для расчета ветровой нагрузки применяется следующая формула:W = Wo*kВ которой:Wo — норма ветровой нагрузки, определяющаяся по таблице СНИП индивидуально для каждого района страны,

k — коэффициент, который определяет колебание ветровой нагрузки в зависимости от высоты дома и типа местности его расположения.

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

 

Высота дома	А-открытые местности (степь, побережье)	Б – местности с препятствиями (города, леса)
5м	0,75	0,85
10м	1	0,65
20м	1,25	0,85

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

Онлайн-программа для расчета

Материалы для изготовления стропильной системы

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

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

Пропитка стропил мансардной крыши антисептиком

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

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

Ферма — металлическая стропильная система мансардной крыши, фото

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

Технология строительства каркаса двускатной крыши мансарды

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

Основными элементами стропильной системы двускатной мансардной крыши являются:

• детали линейного типа (колонны, балки, стержневые системы);
• элементы плоскостные (панели, плиты, настилы);
• пространственные части (своды, оболочки, объемные элементы).

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

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

Совет: древесину перед началом всех работ следует высушить. 

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

Перед укладкой мауэрлата под ним прокладывается гидроизоляция

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

Монтаж деревянного каркаса

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

Фиксация бруса к мауэрлату

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

Произведение затяжки на коньке

Важно: уделите особое внимание качеству крепления деталей, ведь от этого зависит устойчивость конструкции. 

Далее поверху стропильных ног натягивается пароизоляционная пленка и устанавливается обрешетка.

Монтаж обрешетки

Хорошее пособие о стропильной системе мансардной крыши — видео: 

Итог

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