Стропильная система мансардной крыши

Как сделать стропила мансардной крыши – особенности установки стропильной системы

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

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

Типы мансардных крыш

Система стропил для кровель бывает двух видов:

наслонной – в этом случае балки опираются на несущие стены дома;
висячей – все элементы стропильной конструкции соединяют в ферму и общий каркас и монтируют на крайние опоры.

Тип возводимой мансардной крыши зависит от схемы устройства системы стропил:

Односкатная наклонная. Кровля имеет плоскость, которая опирается на стены, имеющие разную высоту.
Двускатная. Представляет собой кровлю с двумя плоскостями, расходящимися в стороны под определенной величиной угла.
Ломанная. Является разновидностью двускатных крыш. Состоит из плоскостей, имеющих ломанную поверхность.
Полувальмовая и вальмовая. У этих кровель четыре ската.
Шатровая. Такая кровля может быть конической, пирамидальной, купольной.
Сводчатая. Имеет параболические или округлые очертания.

Чаще всего можно встретить двускатный вариант мансардной крыши. Этот факт стал определяющим для архитектуры многих отечественных городов и поселков.

Когда возводится стропильная система двухскатной мансардной крыши — чертежи для нее составляют с учетом определенных данных, среди которых:

геометрические параметры строения;
вид кровельного материала;
климатические и погодные нагрузки;
рельеф участка и окружающей местности.

При разработке проекта следует помнить, что при необходимости иметь большую полезную мансардную площадь, угол наклона стропил нужно делать меньше.

Порядок расчета стропил

Грамотно и точно сделанный расчет стропильной системы мансардной крыши позволит соорудить прочную и надежную конструкцию, способную прослужить много лет.

При проведении вычислений учитывают:

вес элементов мансардного помещения;
ветровые и снеговые нагрузки.

Поскольку данные показатели в разных климатических зонах разнятся, устройство стропильной системы крыш с мансардой может значительно отличаться. Методика расчета стропил при создании наслонных конструкций проще, чем висячих. В некоторых случаях кровельщики используют комбинированные варианты обустройства каркаса.

Когда предстоит строительство мансарды — чертежи стропил и сложные расчеты желательно доверить профессионалам с большим опытом подобной работы. Дело в том, что при выполнении вычислений используют математические формулы и разные коэффициенты.

Благодаря расчету веса кровли узнают величину нагрузки, которую выражают в килограммах на один «квадрат» стропильной конструкции. Обычно среднее значение данного параметра для жилых строений составляет около 50 кг/м².

Расчеты ветровых и снеговых нагрузок в регионах с неблагоприятными климатическими условиями указывают на то, что стропильные системы двускатных мансардных крыш нужно делать со спаренными стропилами и сплошной обрешеткой – они позволят избежать деформаций каркаса.

Этапы обустройства мансардной крыши

Стропильная система состоит из таких элементов:

мауэрлат;
коньковый брус;
стропильные ноги;
вертикальные стойки;
наклонные подкосы.

С целью увеличения надежности каркаса кровли и придания ему необходимой жесткости между стропилами устанавливают подкосы, ригеля, стойки, подбалочники. Основание под настил кровельного покрытия делают разреженным или сплошным.

Монтаж стропильной системы мансардной двухскатной крыши – поэтапный процесс:

Устанавливают верхний брус, имеющий сечение 10х10 или 15х15 сантиметров. Для его фиксации к стойкам задействуют металлические скобы, особые гвозди или саморезы. При этом на первый брус возлагается функция подстропильной рамы.
Укладывают мауэрлат, являющийся одним из главных конструктивных элементов — на него оказываются немалые нагрузки за счет веса кровли и воздействия осадков и ветра. Для этого используют доски толщиной не менее 5 сантиметров или брус, наименьшее сечение которого составляет 5×10 сантиметров. Перед укладкой досок под ними обустраивают гидроизоляционный слой, чтобы влажный воздух не проникал в мауэрлат. Их фиксируют на стенах скобами и гвоздями. Дополнительно мауэрлат привязывают к несущим стенам при помощи толстой металлической проволоки, предварительно вмурованной в стены во время их возведения.
Устанавливают стропильные ноги, соблюдая промежуток между ними, равный 60 –200 сантиметров.
Прежде всего, монтируют крайние к фронтону стропила мансардной крыши. Потом при помощи уровня осуществляют установку других элементов конструкции.
В верхней части каркаса соединяют между собой стропила.
Монтируют коньковую балку – она требуется для кровли, длина которой превышает семь метров. Если данный параметр у крыши меньше, то этот элемент для стропильной системы не обязателен.
Затем приступают к строительству обрешетки, укладке утеплителя и гидробарьера, а затем кровельного материала.

Как сделать стропильную систему правильно

До того, как сделать стропильную систему мансардной крыши, следует ознакомиться с рядом правил:

Стропила и прочие элементы чердачного жилого помещения нужно делать из балок, минимальное сечение которых составляет 10х10 сантиметров. Брус выбирают высококачественный, содержащий на один погонный метр не больше 3-х недостатков.
Осуществляя крепление каркаса мансарды, задействуют специальные гвозди, металлические скобы и обвязку из проволоки.
Влажность деревянных элементов для сооружения крыши с мансардой не должна превышать 15%.
Все пиломатериалы нужно подвергать обработке препаратами и составами с антисептическим эффектом, предохраняющими от гниения.
При строительстве кровли с мансардой оптимальным выбором считается хвойная древесина, менее подверженная воздействию влажного воздуха.
Для вертикальных стоек используют деревянный брус сечением 10×10 сантиметров. Их устанавливают в строго вертикальной плоскости при помощи отвеса. Эти стойки являются основой стен будущей мансарды. Их затем обшивают листами фанеры, гипсокартоном или другим отделочным материалом.
До того, как крепить стропила мансардной крыши, необходимо уделить внимание закладке окон, поскольку потом изменить что-либо будет достаточно сложно.

Устройство ломаной крыши мансарды по чертежам

Ломаная крыша является разновидностью двускатной. Ее используют при необходимости увеличения объема и жилой площади мансардного помещения. Владельцы дома задумываются над тем, как сделать ломаную мансардную крышу, когда хотят создать условия для более комфортного проживания на чердаке.

Стропильную систему для такой кровли рассчитывают по той же методике, что и для двухскатной. Основные этапы их строительства также аналогичны.

Но при возведении ломаной крыши придерживаются следующих правил:

Доски, предназначенные для фиксации стропильных ног, утепляют по всей длине. Благодаря такой мере значительно уменьшаются потери тепла, тем самым создавая более благоприятную атмосферу в помещении.
Сечение стропильных ног и шаг их монтажа, когда создается мансардная крыша с дополнительным скатом, должны соответствовать расчетным данным, учитывающим возможные воздействия и содержащим запас прочности.
Поскольку устройство теплоизоляции приведет к появлению конденсата в месте соприкосновения холодной среды и теплой, применять пароизоляцию следует в обязательном порядке.
Для создания теплоизоляции, нужно применять натуральные материалы, которые пожаробезопасны и экологически безвредны.

Особенности обустройства мансардного этажа

Установку стропил мансарды нужно выполнять так, чтобы каркас обеспечивал максимальную надежность, позволяющую выдержать вес кровельного пирога. Одновременно стропильная система должна быть легкой, чтобы снизить нагрузку на несущие стены строений.

По этой причине основным материалом для строительства мансардных этажей на сегодня по-прежнему является древесина, соответствующая этим требованиям. Для покрытия крыш в этом случае используют керамическую или металлическую черепицу, ондулин. Эти кровельные материалы позволяют создать надежное покрытие с отличными эксплуатационными характеристиками.

При обустройстве мансардного этажа нужно помнить, что в нем следует обеспечить более высокую степень теплоизоляции по сравнению с другими жилыми помещениями. Одновременно с этим необходимо качественно выполнить гидро- и пароизоляцию.

Мансардная крыша и стропильная система для нее

Мансарда – это и еще один этаж, где можно проживать, и прекрасный наружный облик всего частного дома. Даже если мансарда будет эксплуатироваться только в летний сезон, и не будет отапливаться, тем не менее, данное пространство под кровлей в любом случае образует сильную «подушку воздуха», задерживающую тепло внутри всего здания.

Строительство мансардной крыши своими руками возможно, но только если вы являетесь специалистом с огромным опытом или вам должен помогать такой человек, потому что у данной части дома имеется сложная конструкция.

Мансардная крыша своими руками может быть возведена под различные конструкции кровли, однако самые популярные — это ломанная и двускатная. Чтобы выбрать необходимую конструкцию, надо эти два типа подробно разобрать.

Также человеку, который осуществляет строительство, необходимо определиться с разновидностью стропильной системы мансардной кровли. Необходимо создать пирог мансардной крыши. Рассмотрим их подробнее.

Разновидности стропильной системы

Строительство мансардного этажа или дома с мансардой начинается с возведения стропильной системы. Разный тип кровли относится к одной из двух разновидностей системы стропил. Всего существует две разновидности стропильной системы мансардных крыш:

Мансардная крыша своими руками, ее строительство берет начало с выбора системы стропил. Эти два вида имеют свои отличительные нюансы. Выбор того или иного вида находится в зависимости от расположения стен (капитальных) здания. Рассмотрим каждую разновидность в отдельности подробнее.

Читать еще: Как правильно крепить металлочерепицу

Висячая система

Стропильная система мансардной крыши называется висячей, потому что ее опора (висячие стропила) находится на стенах с несущей способностью, являющихся крайними. Такое происходит, если здание не имеет в наличии несущих перегородок, а есть только стены с внешней части.

Применить данный тип конструкции можно только в той ситуации, если расстояние между внешними стенами не превышает восемь метров. Потому что эта конструкция образует огромную нагрузку на основание капитальных стен.

Чтобы сделать нагрузку на основание гораздо меньше, применяются такие строительные элементы изготовления, как вертикальные бруски (бабки), затяжки, опорные балки, подкосы.

Итак, подкосы – это элементы конструкции, осуществляющие подтягивание балок перекрытия и предназначаются для соединения и передачи нагрузки. Строительная бабка осуществляет подвешивание затяжки к коньковой части кровли.

В данной стропильной конструкции для создания балок перекрытия используются бруски, которые имеют достаточно большую толщину. Сечение таких брусков составляет 100×200 миллиметров. Чтобы не сделать ошибку в расчетах, необходимо довериться профессионалу, потому что от этого зависит надежность пола.

Наслонная система

Отличительной особенностью данной конструкции является то, что она опирается не только на стены, но и на перегородки, построенные на основании здания. Поэтому на стадии проектирования мансардного помещения, необходимо все элементы конструкции фундамента тщательно продумать, если вы планируете устройство ленточного фундамента. На нем будут сооружаться несущие перегородки. Наслонная стропильная конструкция – более подходящий вариант для строительства мансарды, потому что она позволяет выдерживать гораздо большее давление, чем предыдущая система. Наслонная разновидность гарантирует надежность для балок перекрытия.

Если у вашей крыши ломаная конструкция, то стропильная система мансарды должна быть комбинированной. Это означает, что для коньковых стропил подойдет висячая система, а для боковых стропил – наслонная.

Монтаж крыши с мансардой

Во время строительства кирпичного здания сторона мансарды, которая является фронтальной, также делается из кирпича. Это упрощает процесс, так как не придется проводить расчеты параметров всех элементов кровли. Тем не менее, необходимо не забывать, что стены должны находиться на надежном основании. Также они должны иметь необходимую толщину, потому что фронтон образует огромное давление на фундамент строения.

Если же крыша дома мансарды у вас будет использоваться в качестве дополнительного этажа, то фронтон должен быть сделан из кирпича или пеноблоков. Это позволит создать под кровлей помещение.

Чтобы подкровельное пространство имело приемлемую высоту с двускатной крышей и простор, то угол каждого ската должен равняться 45 градусам. Величина угла зависит от ширины боковой части здания (торец). Если угол сделать меньше, то простор комнаты под кровлей также уменьшится. Если угол будет большим, то высота будет огромной, мансарда и ее стропильная система будут оказывать огромную нагрузку на фундамент. Также расход средств будет неоправданным.

Монтаж двухскатной крыши производится значительно легче чем для мансарды с ломаной крышей. Так как, чтобы возвести первую, применяются ровные стропила для мансардной крыши, исключаются перегибы и остальные связи, которые являются дополнительными. Но ломаная кровля мансарды позволяет соорудить помещение более просторным, а потолки благодаря такой конструкции будут иметь нужную высоту. Конструкция ломаной мансардной крыши не только создает простор, но и делает строение солидным. Сложность такой конструкции заключается в том, что она имеет огромное число соединительных узлов. Все эти соединения должны делаться согласно правилам, тогда вы сможете гарантировать высокое качество.

Перед тем, как проводить закупку материала для определенной разновидности стропильной системы мансардной кровли, нужно выполнить проектирование с необходимыми размерами.

Проект мансардного помещения

Когда вы чертите схему мансардного пространства, начертите ее в разнообразных проекциях, чтобы лучше изучить, как размещаются собранные компоненты. Необходимо правильно провести расчет высоты конька кровли – это наиболее важно, потому что от данного элемента зависит площадь помещения под крышей. Собирать в проекте лишнее нельзя, все расчеты обязательно должны быть точными.

Кроме высоты конька, надо сделать расчеты высоты потолка, а также размер подкровельного пространства.

Расстояние от пола мансарды до конька крыши должно равняться двум с половиной метрам. Если это расстояние меньше, значит это не мансардное помещение, а просто чердак.

Чтобы элементы имели точные значения и правильно располагались необходимо опираться на фигуру, которая имеет прямые углы (прямоугольник или квадрат). Прямоугольная фигура – это сечение мансарды. Отталкиваясь от сторон сечения, вы сможете определить необходимую величину углов (45-50 градусов). Также вы сможете определить местоположение конька крыши, стропил и остальных конструкционных элементов.

В самом начале необходимо определить середину ширины передней стены. Середина ширины передней стены поможет определить величину высоты конька крыши и потолка, местоположение стен-стоек, а также размеры свеса карниза.

Вследствие того, что любая конструкция имеет некоторое число связующих узлов, имеющие различные расположение. Лучше каждый связующий элемент начертить отдельно, чтобы узнать все особенности соединения между собой.

Также должна быть подготовлена схема стропильной системы мансардной кровли. Каждая конструкция стропильной системы, ее разновидность имеет основные и второстепенные элементы. Главные составляющие:

Первый основной элементы – балки перекрытия. Их монтируют для основы других частей стропильной конструкции. Укладка балок перекрытия происходит на несущие стены дома.
Конструкция состоит также из стропильной ноги. Она прямая в двускатной кровли или состоит из двух частей в ломаной крыше. В последнем варианте стропило, которое находится вверху, имеет название коньковое стропило, потому что создает наивысшую точку, которой является конек крыши. Другие стропила мансарды образуют стены и носят название боковые.
Следующий элемент – это брус. Это важнейшая часть в двускатной конструкции кровли. Однако чаще всего брус не применяется при возведении ломаной крыши.
Мауэрлат. Это тоже мощный брус, который укладывается сверху по периметру наружной стены. На мауэрлат проводится установка стропильных ног.
Другой компонент – стойки. Это опора для укрепления той или иной конструкции крыши. К ломаной кровли прикрепляют два вида стропил: боковое и коньковое. В другом типе крыши в качестве стойки выступает подпорка для стропила большой длины.
Скосы. Они являются связующим элементом для стоек. Также скосы – это продольные балки, которые придают конструкции дополнительную прочность.
Следующая часть – это балки перекрытия чердака. Это соединительные узлы для стоек, а также основанием, чтобы обустраивать потолок.
Межстропильные прогоны. Их установка проводится в ломаной крыше, чтобы придать жесткость.

Если вы составляли проект самостоятельно, то его необходимо проверить профессионалу. Если что, он может ввести некоторые корректирования.

Характеристики используемых материалов

Если чертеж сделан, то далее по нему необходимо провести расчеты: сколько надо материала для сооружения мансарды. Изделия должны соответствовать необходимым свойствам. Также они должны быть экологически чистыми и противопожарными. Для дерева нужно провести специально предназначенную обработку при помощи антиперинов. Благодаря такой обработке вы сможете увеличить уровень огнестойкости древесины.

Поэтому для постройки пригодятся следующие материалы:

Первый материал – это доски. Они будут предназначаться для стропильных ног. Подбор сечения проводится согласно результату расчетов.
Брус, сечение которого составляет 150×200 миллиметров (может быть другое). Он предназначается для балок перекрытия. Выбор сечения находится в зависимости от разновидности системы стропил и расстояния между несущих стен постройки. Также брус используется для прогонов и ендов. Если данные элементы вообще находятся в проекте.
Еще один брус, сечение которого составляет 150×150 (может быть другое), чтобы уложить другой брус – мауэрлат.
Следующий материал – необрезная доска. Она необходима, чтобы произвести настил чернового пола.
Проволока из стали, которая должна иметь диаметр четыре миллиметра. Она понадобится, чтобы скрепить некоторые детали.
Надо собрать изделия для крепления: гвозди, болты, скобы, уголки.
Другой материал – лист из металла, толщина которого должна составлять один миллиметр.
Лесоматериалы, которые предназначаются для покрытия из обрешетин и для обработанного антисептиком бруска (контробрешетка). Выбор полиматериалов находится в зависимости от типа крыши.
Изделия, используемые для теплоизоляции кровли.
Пленки, предназначенные для гидроизоляции и пароизоляции пространства, находящегося под кровлей.
Материал для кровли и компоненты для его крепежа.

Необходимое сечение стропил

Стропила – это детали кровли, берущие на себя основное давление, поэтому их сечение должно соответствовать некоторым требованиям.

Размер необходимого лесоматериала зависит от разных норм:

Первый параметр – это шаг меж стропильных ног.
Длина стропильных ног меж опорных точек.
Последний параметр – снеговая и ветровая нагрузка.

Практически все эти параметры также можно вычислить по чертежу.

Поэтапная инструкция монтажа

Крыша с мансардой своими руками не заканчивается на стадии проектирования. Монтаж мансардной крыши своими руками обязательно проводится пошагово, согласно определенному алгоритму действий. Тогда вы получите высокое качество. Монтирование практически не имеет отличий в независимости от того, ломаная крыша у вас или двускатная. Как построить крышу с мансардой и как правильно это сделать? Рассмотрим каждый этап монтажа в отдельности.

Читать еще: Как крепить стропила к мауэрлату

Проведение закрепления мауэрлата

Необходимо сделать каркас мансардной крыши. Первый этап – это закрепление с боковой стороны стен мощного бруса (мауэрлат). На него будет проводиться установка стропильных ног. Его укладка проводится на гидроизоляционный слой из рубероида.

Благодаря данному элементу давление будет распределяться равномерно по основанию здания.

Закрепление проводится при помощи шпилек из металла. Глубина вхождения металлических шпилек должна составлять 150 миллиметров. Если крепление бруса проводится на стену деревянного дома, то оно проходит с помощью кантов из дерева.

Монтирование системы стропил

Как сделать стропильную систему? Монтаж стропильной системы берет начало с установления деревянных балок для создания перекрытия. Данные компоненты крепятся на мощное бревно наверху. На эти компоненты происходит закрепление стропильных ног.

В другой ситуации их укладка может проводиться на изолированные от влаги стены. Закрепление проводится благодаря уголкам к внутренней части мощного бруса. Дальше нужно найти середину данных элементов, чтобы понять, где находятся стойки опоры и конька.

Стойки помогут определить ширину положения стен мансардного пространства.

У брусков, предназначающихся для построенных стоек, сечение обязательно должно быть аналогичным с сечением деревянных балок перекрытия. Прикрепляются они друг к другу благодаря специально предназначенным уголкам. Они закрепляются благодаря гвоздям, а потом все выравнивается с помощью уровня для строительства.

Далее необходимо сделать затяжку – соединение бруском первой пары стоек. Делается это благодаря специально предназначенным уголкам из металла.

Затем проводится установка наслонных стропил. Потом выпиливается узкая выемка. Благодаря узкой выемке проводится установка стропил на мощный брус. Установка осуществляется при помощи скоб.

Потом проводится установка стропил конька. Скрепляются они между собой благодаря металлической накладке. К коньку присоединяется бабка. Это было завершение строительства одной части стропильной конструкции. Остальные возводятся аналогично.

После возведения мансарды проводится ее гидроизоляция. После этого вы сможете получить на крыше полноценный кровельный пирог, и строительство дома своими руками завершено.

Мансардная крыша своими руками – сложный и ответственный процесс. Чтобы построить крышу дома, во время работы необходимо также соблюдать технику безопасности. Если вы не имеете какого-либо опыта в данной работе, то делать крышу лучше доверить профессионалам, которые все сделают качественно и на высоком уровне.

Стропильная система мансардной крыши – конструкция, расчет и монтаж

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

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

Виды стропильных систем

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

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

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

Расчет элементов стропильной системы

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

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

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

Конструкция стропильной системы

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

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

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

Последовательность сборки

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

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

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

Видео-инструкция

Расчет, крепление и установка стропильной системы мансардной крыши

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.

Важно: особого внимания требует крепление стропил к мауэрлату и его же самого –к стене здания. При любом серьезном просчете крыша мансарды в случае ураганного ветра может оторваться или разрушиться.

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

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.