Расчеты и строительство стропильной системы мансардной крыши. Расчет, крепление и установка стропильной системы мансардной крыши Устройство мансардной крыши частного дома чертеж

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

Схема креплений стропил.

Основная информация о стропилах для крыш

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

Стропильная система мансардной крыши.

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

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

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

Особенности монтажа стропильной системы

Монтаж стропильной системы крыши.

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

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

Существует несколько разных типов мансардных кровельных систем, а именно:

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

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

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

Узлы крепления стропильной системы.

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

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

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

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

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

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

Пошаговая инструкция по монтажу стропил

Схема усиления стропил дополнительными подкосами.

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

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

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

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

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

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

Виды стропильных конструкций.

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

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

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

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

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

Мансардная стропильная система может быть различной конфигурации, при правильном монтаже отличается надежностью, функциональностью. Стропильная конструкция является мощнейшим каркасом , способным выдерживать нагрузку не только всей кровли, но и влияние внешних природных факторов.

Каркас из стропильных досок - основа всей кровельной мансардной конструкции , которая способна выдерживать вес всей кровельной системы. Перед тем, как обустраивать кровлю для мансарды, необходимо знать, в каком порядке устанавливать все необходимые элементы стропильной конструкции.

К элементам строения стропильной системы крыши, предназначенной для мансарды, являются:

• Мауэрлат . Основа всей кровельной конструкции, которая способна выдерживать и равномерно перераспределять нагрузку от системы кровли на опорные стены. Мауэрлат представляет собой доски, которые крепят к внешним стенам здания, к ним же крепят элементы стропильной конструкции;
• Стойки из балок или стропильные ноги , которые образуют каркас конструкции кровли. Доски для стропильных ног должны выдерживать нагрузку кровельного пирога вместе с внешним покрытием;
• Вертикальные стойки . Стойки устанавливают для удержания центральной части стропильных брусьев и предохранения их от изгиба, а также для поддержания конькового бруса;
• Прогоны . Дополнительные брусья, которые устанавливаются под углом для поддержания стропильных ног ;
• Коньковый брус . Монтируется на системах большой длины (более 7 метров) и служит для создания жесткости конструкции ;
• . Дополнительная деревянная конструкция, которая крепится к стропильной системе и служит основанием для кровли .

Кроме того, есть дополнительные элементы: балки, прогоны, ригели, которые устанавливаются в различных частых каркаса кровли для создания жесткости крепления и прочности конструкции в целом.

Стропильная система мансардной крыши: чертежи и фото плана ниже.

План чертежа стропил

Виды стропильных систем мансардных крыш

Стропильные конструкции крыш для теплого помещения могут быть различными, соответственно, монтаж таких конструкций будет отличаться. Кроме того, стропильная система может иметь:

• Висячую конструкцию . Опирается на боковые стены помещения одним краем конструкции и вверху при соединении стропил - на коньковый элемент ;
• Наслонную конструкцию . Чаще всего монтируется в зданиях пролетом более 10 м. При такой структуре кровельной конструкции стропильная система имеет опору на внешние стены и перегородку внутри здания.

Стропильные системы для мансард могут быть при монтаже :

• конструкции;
• кровли;
• Ломаной двухскатной;
• кровли;
• конструкции;
• Купольной системы (конусной);
• Сводчатой системы.

Классику мансардного помещения представляет вид прямоугольной конструкции, которая монтируется внутри покрытия, опираясь верхними углами на скаты, а нижние входят в опорную систему.

Наслонные стропила

Установка стропил мансардной крыши и расчет шага

Решающим показателем расчета шага стропил крыши теплого помещения является выбор внешнего покрытия кровли. Так, для разных видов необходимо устанавливать стропила для мансардной крыши следующим образом:

• Под . Шаг между досками сечением 50 на 50 мм должен соответствовать 60-80 см;
• Под . Необходим брус сечением от 50х100 мм до размеров 50х150 мм. Шаг при монтаже под шифер должен соответствовать 600-800 мм;
• Под . При сечении стропильной ноги 50х150 мм величина шага не должна превышать 95 см и должна быть не менее 60 см;
• Под . Сечение бруса может быть 50х100 мм, а также 50х150 мм. При такой доске шаг необходимо делать не меньше 60 см и не более 90 см.

Кроме того, большое значение при расчете шага имеет уклон ската кровли . Если уклон составляет 15%, то расстояние между досками стропил рекомендуется делать не менее 80 мм. С увеличением градуса уклона ската кровли пропорционально увеличивается расстояние между стропилами.

Шаг стропил

Как вынести стропила за линию стены

Стропильные бруски выводят за линию внешней стены с целью увеличения чердачного жилого помещения. Особенности такого способа в том, что опорой нижней стропильной балки является доска перекрытия, а не доска мауэрлата.

При этом устанавливают усиливающие подкосы под крайнюю часть треугольных боков.

В таком случае не всегда целесообразно устанавливать мауэрлат, но бетонную заливку делать необходимо , так как к бетону анкерами будут крепиться балки перекрытия.

При выносе стропил за внешнюю линию должен образоваться карниз, ширина которого для домов из дерева должна быть не менее полуметра, для сооружений из камня или бетона - не менее 400 сантиметров.

Вынос стропил за линию внешней стены необходимо производить в следующей последовательности:

• Установить внешние перекрывающие балки , сечением не менее 15*20 см. Они служат контуром свесов и должны формировать прямоугольник (исходя их формы кровли);
• Натянуть шнур между крайними балками и установить остальные балки с шагом 0,6 м (для теплого помещения);
• Отмерить такое расстояние от левого до правого края, которое должно соответствовать короткому катету треугольника, и отметить точки путем вырубки гнезд установки крайних опор;
• Изготовить опоры по размерам гнезд из бруса 10*15 см. Длина опорных досок должна быть более 10 см;
• Установить временные распорки для монтажа угловых стоек;
• С помощью отвеса на шнурке, закрепленном на стойках, выверить равномерность точек выборки для опор;
• В центральной части фронтонов мансарды смонтировать две опоры ;
• Установить прогоны на опоры , жестко прикрепив их уголками;
• Противоположные опоры соединить брусками , их также с помощью уголоков прикрепить к прогонам. Под каждый брус установить временную опору;
• Брус, который выполняет функцию ригеля, временно скрепить дюймовкой на расстоянии от края на 200-300 мм. Чтобы было удобно монтировать верх стропильной конструкции, установить временный досчатый настил;
• Из обрезных досок следует изготовить шаблоны , по которым потом монтируются противоположные фермы:
• Шаблон изготавливается методом прикладывания заготовки к балке и торцу прогона, и соответствует стропилинам нижнего ряда . Отметить по размеру линии пазов для устранения излишков;
• Установить стропильные ноги с торца , а затем с нижнего уровня мансарды;
• Далее по шаблону установить верхнюю часть стропильного каркаса;
• Во избежание провиса ригелей необходимо к фермам крепить бабки снизу - шарнирным способом, сверху - жестким креплением .

Стропильные доски при помощи связок из проволоки прикрепляют к стенам и устанавливается фронтонный каркас.

Вынос стропил за стену

Как рассчитать стропильную систему

Перед расчетом стропильной системы необходимо определенно знать форму крыши.

При этом следует учесть, что для комфортного проживания в мансардном помещении высота стен комнаты должна быть не меньше двух метров, а длина - от трех метров .

Проект мансарды подразумевает расчет стропильной системы, соответствующей размерам и нюансам здания.

Если предусмотрена наслонная система, то необходимо устанавливать дополнительную опору .

Кроме того, следует иметь ввиду:

• Коньковую балку необходимо монтировать при длине кровли более семи метров , так как она значительно утяжеляет конструкцию;
• Не стоит забывать об оконной системе в крыше, для которой необходимо дополнительно сооружать каркас ;
• Обязательно учесть нагрузки со стороны климатических факторов : ветра, снега, которые могут иметь значение для определения свеса кровли;
• Массу кровельного пирога , которая определяется из расчета одного кв. метра всей его конструкции. При этом необходимо результат умножить на коэффициент (от 1,5 до 3), для запаса прочности.

Кроме того, следует учитывать особенности настила и эксплуатационных качеств кровли.

Пример расчета

Монтаж стропильной системы

Монтаж начинать следует с балок для перекрытия, которые крепят на мауэрлат, к ним крепят стропильные ноги. Важно учитывать .

• Отметить в центре балок место установки конькового элемента и опор;
• На равном расстоянии установить стойки из досок, равным по сечению балкам перекрытия. Крепить из следует уголками, предварительно временно закрепив гвоздями для определения точности установки;
• Первую пару стоек скрепляют затяжками из брусков;
• На получившуюся конструкцию в П-образной форме крепятся стропила, которые устанавливаются либо на мауэрлат, либо на балку перекрытия с помощью вырубки паза;
• Установить коньковые стропила, соединив их болтами с шайбами или металлическими накладками;
• Жесткость конструкции обеспечивают подкосы, которые крепятся к центру бокового стропила и стойке и бабки, которые монтируются в центре затяжки.

Другие фермы выполняются аналогично и закрепляются между собой прогонами . Расстояние между фермами может быть от 60 ми до метра.

Для закрепления узлов мансардной конструкции и придания им прочности необходимо сделать их фиксацию скобами . Далее устанавливается обрешетка.

Монтаж стропильной системы

Схема монтажа

Установка обрешетки мансардной крыши

В зависимости от того, какое предусмотрено внешнее кровельное покрытие, существует два варианта обрешетки: сплошная и разреженная .

Сплошная чаще всего монтируется при покрытии :

• Рулонном . Обрешетка в таком случае устанавливается в два настила: нижний - шагом в 30 см из брусков 20 см, верхний - из досок 50х20, которые прибиваются под углом по отношению в нижнему настилу в 30-45°;
• Шифера плоского асбестоцементного;
• Гибкой черепице .

Разреженный тип устанавливается при:

• Стальном, металлическом покрытии . Бруски, сечение которых 5х5 см, шагом 20-30 см укладываются перпендикулярно стропилам. Монтаж производится от карниза вверх. На свесе монтируется настил из досок шириной 70 см. Вдоль конька и ребер крепятся бруски, соединенные встык;
• Металлочерепице ;
• Асбестоцементном шифере ;
• Глиняной черепице .

Шаг укладки обрешетки, толщина досок напрямую зависят от кровельного покрытия и рассчитываются индивидуально в зависимости от нагрузки и особенности укладки.

ВНИМАНИЕ!

Прибивать бруски разреженной обрешетки следует со смещением, чтобы стыки в рядом расположенных рядах не были расположены на одном брусе стропильной ноги.

Доски для обрешетки должны быть немного меньше длины ската .

Обрешетка

Заключение

Таким образом, имеет свои особенности монтажа. Их необходимо учитывать, так как мансарда - это дополнительной место для проживания, и оно должно соответствовать всем критериям заданной функции.

Полезное видео

В данном видео вы узнаете всё о стропильной системе мансардной крыши:

Вконтакте

В стремлении максимально эффективно использовать любую доступную площадь в своем загородном доме владельцы рано или поздно приходят к обустройству мансарды . Причем многие мечтают справиться с этим самостоятельно.

Вот только знают ли они, что мансардная крыша своими руками возведенная, будет на самом деле надежной и долговечной, только если при ее устройстве следовать определенным правилам и требованиям. Было бы не совсем правильно утверждать, что строительство мансардной крыши по технологии сильно отличается от построения других крыш, однако, определенная разница все же есть. Так чем же отличается устройство мансардной крыши?

Разновидности мансардных крыш

Мансардная крыша своими руками – это отличная возможность расширить полезное пространство в частном доме. Каким будут габариты пространства, заключенного между фронтонами постройки и скатами кровли, зависит от формы и конструкции крыши.

Мансардная крыша: фото крыши с ломаными скатами

Крыша мансардного типа бывает нескольких видов:

Односкатная. Это наиболее простой вариант, однако, на практике к нему обращаются довольно редко, по большей части, чтобы сделать мансарды на небольших загородных домиках.

Проекты мансардных крыш с двумя скатами

Различаются следующие типы двускатых кровель: щипцовые и ломаные. Двускатная щипцовая, пожалуй, пока не имеет соперников по популярности. Ни ее проектирование, ни строительство своими руками, как правило, не вызывают особых сложностей.

Мансарда двухскатной крыши

Схема мансардной крыши с симметричной щипцовой системой достаточно простая. Фронтоны таких домов, чаще деревянных, имеют треугольную форму. В несущую конструкцию щипцовой мансардной крыши входят наклонные или висячие стропила.

Конструкция мансардной крыши двухскатной

Ломаная мансардная крыша отличается от щипцовой наличием на каждом из скатов двух скатных плоскостей, пологого и крутого. Уклон верхнего – примерно 20–30 градусов, нижнего – 60–80 градусов. Это экономичный вариант для частного дома, ширина которого не больше 6 м. Сделать ломаную мансардную крышу своими руками немного сложнее, но это вполне окупается полноценной площадью мансардного этажа, которая позволяет обустроить внутри спальню , детскую , кухню и т. д. Каркас мансардной крыши этого типа состоит из ферм, в которых стропила укреплены стойками, а нижний пояс становится основой пола мансарды. Места излома усиливают растяжками.

Конструкция мансардного этажа ломаной и щипковой крыши

Еще одной разновидностью двускатной является полувальмовая. Спроектировать ее в целом можно, как обычную симметрическую стропильную конструкцию с опорой на мауэрлат, с той лишь разницей, что над ее фронтонами имеются небольшие скаты.

Четырехскатная мансардная крыша

Конструкция четырехскатной кровли позволяет обустроить под ней дополнительный этаж – просторный и удобный. Монтаж мансардной крыши с четырьмя скатами, безусловно, сложнее, чем изготовление двускатной системы. Ее стропильная система считается наиболее сложной. Особого подхода требует размещение мансардных окон. В вальмовой крыше их обычно устанавливают в плоскости пирога кровли. Красивые обеспечивают эффективное освещение.

Вертикальные мансардные окна на датской вальмовой крыше

Более практичной в этом смысле является вариант датской. В отличие от классической вальмовой, в их верхней части имеются фронтоны, которые позволяют организовать освещение мансарды при помощи обычных вертикальных окон.

Скелет вальмовой крыши с мансардой

В обычной вальмовой крыше стропила прямые, без переломов. Верхним концом угловые ребра опираются на конек, длина которого зависит, в частности, от запланированной стропильной системы. Четырехскатные крыши тоже бывают ломаными. Реализация такой конструкции достаточно сложна, но позволяет получить в соответствии с планом значительное увеличение полезного пространства мансардного этажа.

Шатровая мансардна – почти вальмовая. Почти, потому что все ее скаты, имеющие форму равнобедренного треугольника, сопрягаются в одной точке, то есть шатровая крыша не имеет конька.

Куполообразная крыша

На этом многообразие мансардных крыш не кончается.

• Многощипковые, представляющие собой комбинацию нескольких двухскатных имеют сложную геометрию со множеством изломов.
• Конические, сводчатые, купольные с изысканным дизайном и т. д.

Все эти варианты считаются очень сложными для исполнения и изначально требуют профессионального подхода. Это целый комплекс задач, начиная от чертежа и расчёта и кончая материалом покрытия, для которых нужно найти правильное решение. Необычность и особая эстетичность этих крыш, как правило, увеличивает количество скатных изломов, которые образуют множество внутренних углов (ендова). Каждый из них несет в себе потенциальную опасность целостности кровли. На этих участках, как правило, задерживается дождевая вода и образуются снежные мешки, которые становятся причиной протечек.

Крыши домов с мансардой: фото основных вариантов перекрытия

Расчет мансардной крыши в этом случае практически невозможен без специальных навыков, поэтому если ваша мечта крыша мансарда своими руками, то выберите проект с меньшим количеством сложных элементов, чтобы не становиться перед необходимостью постоянного ремонта.

Как рассчитать мансардную крышу

Конструкцию мансардной крыши по сравнению с обычной отличает наличие множества дополнительных элементов, к примеру, выходы на крышу или мансардные окна. Довольно часто в проекты мансард включают также балконы или террасы. Все это, естественно, несколько усложняет стропильную систему конструкции, вместе с этим и ее расчет.

Мансардную крышу возводят не только при строительстве дома, это может быть также и реконструкция нежилого чердака в жилое отапливаемое помещение, и тогда ее размеры и площадь могут быть сильно ограничены. Все это учитывается при выборе и расчете стропильной системы . Помимо стропил в несущую систему, как правило, включают стойки, ригели, подкосы, подвесы, и для каждого из них необходимо правильно рассчитать сечение.

Мансардная крыша: чертежи каркаса мансарды

Расчет площади кровли

Следующим этапом проводят расчет площади самой крыши. Простейшие варианты – это одно- и двускатная крыши. Для вычисления площади используют элементарные формулы из курса школьной геометрии: перемножаются длина и ширина ската. Для односкатной это и будет искомая величина, а для двухскатной полученные значения складывают.

Возьмем в качестве примера более сложную, ломаную поверхность. Для подсчета площади всю ее условно разбивают на отдельные элементарные геометрические фигуры, подсчитывают площадь каждой из них и результаты складывают.

План мансардной крыши поможет вычленить требуемые для расчета фигуры

Как рассчитать уклон крыши без погрешностей

Как построить мансардную крышу, чтобы она была комфортной и теплой , но вместе с тем безопасной, устойчивой к различным воздействиям, и уложиться в смету, соответствующую вашим возможностям? При сооружении мансарды необходимо учитывать все требования в целом, так как они, в той или иной степени, взаимосвязаны. К примеру,

• при большом угле наклона нагрузка на стропильную систему намного уменьшается. Это с одной стороны, а с другой – сокращается полезная площадь мансарды, а материальные затраты существенно увеличиваются;
• чрезмерно маленький уклон увеличивает климатические нагрузки, испытываемые кровлей, поэтому расчет ведется с учетом повышенной прочности. Вес конструкции при этом увеличивается, в силу чего существенно растут нагрузки на фундамент.

Связь между углом наклона и стропильной системой

При расчете угла наклона принимаются во внимание следующие факторы:

• климатические условия, в частности, уровень осадков на данной местности, максимальные нагрузки ветровые и снеговые;
• архитектурное решение;
• конструктивные особенности дома и мансарды;
• кровельный материал.

Формулы для расчета угла наклона вальмовой крыши

Для индивидуального подсчета уклона достаточно знания азов геометрии. В разрезе со стороны фронтонов крыша чаще всего имеет треугольную форму. Имея значения высоты и основания, можно с легкостью подсчитать длину стороны и величину сопредельного с ней угла. В расчетах используют таблицы Брадиса, позволяющие по значению тангенса находят сам угол.

Как правильно построить мансардную крышу

Так, как сделать мансардную крышу, чтобы пространство под ней стало максимально удобным и полезным? Не будем заострять ваше внимание на описании и расчете стропильной системы и начнем поэтапное описание сборки мансардой крыши с установки мауэрлата.

Мауэрлата – это брус с квадратным сечением (100х100 или 150х150 мм), на котором держится вся кровельная конструкция. Более того, он равномерно распределяет нагрузку на фундамент и строительные конструкции. Он должен быть тщательно закреплен. К примеру, в кирпичных домах заливают балку из монолитного бетона, в которую монтируют крепежные шпильки, на которые и насаживают мауэрлат.

Мауэрлат, закрепленный к стене

Чтобы возвести ломаную крышу для мансарды прежде необходимо получить каркас для стен. Это – конструкция из установленных вертикально опорных стоек горизонтальными связками. Их высота с учетом требований к мансардному помещению должна быть не меньше 2 м. Стропильная система будет в дальнейшем собираться на каркас, поэтому опорные стойки устанавливают в соответствии рассчитанным до этого шагом стропил.

Возведение каркаса ломаной мансардной крыши

Порядок установки следующий:

• по фронтам здания монтируют П-образные стойки;
• строго горизонтально между ними натягивают шнур, в случае необходимости стойки подгоняют по высоте;
• с ориентиром на шнур устанавливают остальные арки;
• соединяют их горизонтальными перемычками.

Установка стропил

Монтаж стропил начинают с имеющих максимальный угол наклона.

Установка боковых стропил

В основании бруса вырезают паз, а верхнюю часть срезают под определенным углом. Затем каждое стропило крепят пазом к мауэрлату, а верхним концом основной конструкции.

Крепление стропил к мауэрлату

Следующий этап – установка верхних стропил. Здесь очень важно не нарушить центровку конструкции. Для этого можно сделать шаблон из длинных досок соответственно оптимальному углу наклона этих стропил.

Шаблон для верхних стропил

Затем по шаблону, для удобства сначала на земле, изготавливают Л-образные конструкции, подымают их на крышу и прочно закрепляют на каркасе.

В зависимости от выбранного покрытия, на стропила набивают сплошную или разреженную обрешетку.

Кровельный пирог мансарды

Технология строительства крыши мансардного типа, как видите, не очень сложная, тем не менее будет полезно посмотреть как практически как возводится мансардная крыша своими руками. Видео материалы представляют также, как правильно выполнить крепежные узлы.

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

Виды стропильных систем мансардной крыши

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

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.

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

Элементы и узлы стропильных систем мансардной крыши

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

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

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

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

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

Расчет и чертеж стропильной системы мансардной крыши

Выбрав тип, и определив , 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.

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.

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.

Качеству крепления стропильной системы мансардной крыши необходимо уделить особое внимание. Можно правильно выполнить , 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.

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.

С помощью мансарды можно не только увеличить количество используемых помещений. Строение с высоким скатом крыши выглядит более солидно и презентабельно, при этом ее возведение менее затратно, чем строительство полноценного двухэтажного здания. О том, как сделать мансардную крышу своими руками, читайте в этой статье.

Выбор вида крыши и стропильной системы

ломаная : каждый из скатов дополнительно разделен еще на два, расположенных под разным углом; при этом угол наклона верхнего намного меньше; торцы (фронтоны) имеют форму пятиугольника.

Ломаная и двускатная крыши

Строительство двухскатной крыши, безусловно, гораздо проще. Но мансардные помещения в ней, к сожалению, будут тесными, а потолки – слишком низкими. Поэтому для обустройства комфортной мансарды чаще используют ломаные двускатные крыши с небольшим (40-45°) углом наклона скатов. Причем чем меньше этот угол, тем более просторными будут помещения мансарды. Однако при возведении более сложной ломаной конструкции понадобится обязательное устройство дополнительных связей между стропилами (наклонными балками, служащими каркасом крыши).

Существует два вида стропильных систем:
наслонные : стропила опираются лишь на крайние стены;

висячие : дополнительно опираются на капитальные перегородки.

Первый вариант используется лишь при отсутствии таких перегородок. Но, так как нагрузка на несущие стены в этом случае довольно высока, возводить наслонные конструкции можно лишь при расстоянии между капитальными стенами до 8 м. В остальных случаях лучше использовать более прочные висячие конструкции.

Наслонные и висячие стропильные системы

На ломаных мансардных крышах чаще всего монтируют комбинированные системы , при которых стропила, идущие от конька, делают висячими, а нижние боковые – наслонными. Такое устройство особенно эффективно для крыш, имеющих небольшой уклон.

Комбинированная стропильная система

Каркас двускатной ломаной крыши

Для получения полноценной мансарды с высотой потолков 2,5 м высота крыши до ее излома должна быть равна 3,1 м. Рекомендуемые углы наклона – 60 и 30° (допускается наклон верхней части стропил 15-45°).

Устройство мауэрлата

1. При устройстве двускатной крыши мауэрлат крепится с двух сторон здания в местах расположения стропил. Благодаря ему нагрузка от веса крыши равномерно распределена по всей поверхности стены. При небольшой массе крыши допускается его укладка лишь под стропильными ногами, но в нашем случае он должен укладываться по всему периметру стены.

Крепление мауэрлата

2. Для изготовления мауэрлата используется брус из дерева хвойных пород 100×150 мм. Чтобы дерево не прогнило, лучше отделить его от стены слоем гидроизоляции . Для этих целей чаще всего используют рубероид или битум.

Гидроизоляция мауэрлата

3. Мауэрлат крепится к основанию с помощью резьбовых шпилек под широкую шайбу. Для этого в нем высверливаются отверстия точно по размеру креплений. При этом их частота должна быть не меньшей, чем количество стропильных ног, но не более 2 м .

4. В кирпичных стенах он крепится на деревянные пробки. Для упрочения крепления мауэрлата в кладке можно предусмотреть специальные карманы , куда он будет закладываться. Допускается закладка в кладку особой проволоки (катанки) , с помощью которой мауэрлат прикручивается к основанию. При строительстве зданий из газобетона или бетонных плит в стенах для него предусматривается армопояс с вставленными толстыми металлическими шпильками. Их длины должно хватать на обхват мауэрлата и затяжку контргайки.

5. В деревянных строениях в качестве мауэрлата используется верхнее бревно сруба или брус.

В деревянных домах маэурлатом может служить верхнее бревно сруба

Установка прогонов и подкосов

2. Для удобства передвижения по крыше готовится временный настил, заменяющий строительные леса.

Установка П-образного каркаса для крыши

Термины, используемые в строительстве

Прогонами называют дополнительные горизонтальные балки. Они могут быть:
коньковыми : на такой прогон опираются верхняя часть стропил, в ломаных мансардных крышах могут не применяться;

боковыми : располагаются равномерно по всему скату крыши, их количество может быть разным и зависит от размера самой крыши и угла ее наклона.

4. На готовый каркас укладываются стропила из прочного бруса 50×150 мм . Дополнительную жесткость стропильным ногам придают с помощью подкосов (диагональных балок, служащих для усиления конструкции, устанавливаемых под углом 45°, иногда их называют подстропильными ногами).

Крепление стропильных ног

скользящее (шарнирное) : в случае подвижки дома стропила перемещаются вдоль мауэрлата по «салазкам», предусмотренным в креплениях.

Жесткое соединение стропил

Шарнирный вариант является более надежным, так как позволяет избежать смещений или даже разрывов элементов крыши во время сезонных подвижек грунта. При возведении деревянных домов, подверженных усадке, подобное крепление также помогает крыше «подстроиться» под новое положение стен.

Шарнирное крепление стропильных ног

Виды креплений стропил

Совет. Для определения местоположения верхних стропил следует изготовить временную стойку из нескольких брусьев и прибить ее к мауэрлату так, чтобы верхняя часть приходилась ровно на центральную линию крыши. По ней можно без труда выровнять верхние стропила.

Верхняя часть мауэрлата должна быть скошенной. Чтобы избежать ошибок, лучше сделать шаблон из более тонкой доски, которую прикладывают к прогону и рисуют на ней форму запила. В случае, если нижняя часть стропил крепится на запилах, их вырезают уже на месте.

Посмотрите видео о том, как сделать мансардную крышу своими руками: