Устройство стропил мансардной крыши. Как устроена стропильная система мансардной крыши: обзор конструкций для малоэтажных домов

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

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

Небольшой план статьи:

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

Теперь поподробнее каждый пункт.

Выбор стропильной системы

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

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

Часть первого варианта моего дома

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

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

Расчет шага стропил

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

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

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

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

Готовим заготовки стропил

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

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

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

Видео в процессе подготовки

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

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

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

Подъем и сборка стропильной системы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Сделаем краткий вывод:

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

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

Новости дома

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

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

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

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

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

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

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.

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 м 2 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*k
В 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.

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.

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.

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

Перед укладкой мауэрлата под ним прокладывается гидроизоляция

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

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.

Мансардная крыша позволит расширить жилую площадь дома. Вы не только сэкономите пространство, но и потратите меньше финансов на строительство дома. Общая площадь строения становится намного больше, а размеры фундамента и крыши остаются те же. Технология монтажа двускатной ломаной крыши не отличается особой сложностью и нуждается только в тщательном расчете и проектировании. В данном материале мы поэтапно рассмотрим как сделать мансарду на крыше.

Площадь мансарды можно увеличить за счет правильного излома скатов под разными углами на одном или нескольких уровнях. При этом следует учесть, что ломанная конструкция мансардной крыши будет намного тяжелее чем обычная двускатная крыша. Если вы строите новый дом, при проектировании необходимо заложить более прочный фундамент и стены дома. Делая реконструкцию старого здания, нужно тщательно обследовать основание и состояние несущих стен.

Обратите внимание! Нельзя допускать погрешности при подборе параметров, составляющих стропильной системы, и проведении расчетов, чтобы избежать разрушений стен дома и самой конструкции крыши во время эксплуатации дома. Доверьте этот подготовительный этап работ профессионалам.

Расчеты мансардной крыши проводятся с учетом СНиП раздела «Нагрузки и воздействия». Размеры помещения зависят от выбранного угла наклона скатов крыши. Для устройства жилой комнаты необходимо сохранить высоту потолка не ниже 220 см. Ломаная конструкция крыши дает возможность максимального использования потолочного перекрытия с нужной высотой помещения.

Нижние стропила устанавливаются под углом в 60 градусов и более. На выбор угла наклона влияет предпочтение владельцев дома, расположение здания в определенной сейсмической зоне и другие факторы.

Элементы крыши

При проектировании мансардной крыши дома учитываются выбранные для строительства материалы. Конструкция крыши в разрезе напоминает многослойный пирог с начинкой разного предназначения. Давайте посмотрим из чего состоит кровельная система:

• На стропильную систему укладывается слой гидроизоляционного материала.
• Вторым слоем идет материал пароизоляции.
• Для жилых помещений необходимо уложить слой утеплителя.
• Завершает конструкцию кровельный материал.

От того какой утеплитель будет выбран для мансарды зависит шаг стропил. Чтобы не было обрезков и перерасхода материала стропила устанавливаются на расстоянии равном ширине или длине плит материала.

На устройство обрешетки влияет выбор кровельного материала. Это может быть разреженная обрешетка с разным шагом или сплошная.

Используемые для обустройства мансардной крыши материалы должны быть обработаны средствами против гниения, для влагоустойчивости и против возгорания.

Используемая древесина и другие материалы должны соответствовать санитарным требованиям и быть экологически чистыми.

Для возведения стропильной системы мансардной крыши вам понадобятся:

• Молотки и топоры.
• Плотницкие ножницы и ножовки.
• Отвес и уровень.
• Рулетка и отожженная проволока.
• Крепежные детали.
• Необрезная доска.
• Доска размером в 159 на 50 мм.
• Брус с поперечным сечением в 100 на 50 мм.

Инструмент выбирайте качественным и тогда работы по монтажу стропильной системы будут проведены намного быстрее и качественней.

Основанием любой системы стропил выступает мауэрлат. В качестве опоры по периметру здания используют толстую доску или хорошего качества брус. При проектировании двускатной ломаной крыши мауэрлат устанавливают на стены здания имеющие больший размер. С помощью уложенного на верху стены бруса весь груз стропильной системы с кровельным материалом равномерно передается на стены и основание строения. Кроме этой функции, мауэрлат выполняет функцию прочного крепления всей системы стропил.

В верхнем поясе стены из камня или блоков специально делают монолитный железобетонный пояс с вложенными вертикальными металлическими шпильками, предназначенными для прочной посадки мауэрлата. В кладку стены из кирпича вмуровывают отожженную проволоку. Для установки мауэрлата в верхнем венце деревянного строения используют нагели, сделанные из дерева. Также необходимо уложить надежный гидроизоляционный слой на верхний брус несущей стены.

Если стропильные ноги запроектированной крыши будут упираться в верхний пояс несущей стены специально сделанным вырезом или скошенным под определенным углом концом, необходимо устанавливать мауэрлат. В том случае, когда ширина помещения практически равняется размеру стены, стропильные ноги будут упираться в вынесенные за пределы здания опорные балки. Такие опорные балки укладываются по всему периметру здания поперек длинной стороны строения. Они должны быть прочными и качественно обработанными специальными средствами защиты. Обычно число опорных балок ровняется числу собранных стропил. Для крепления балок на стену используют такие же крепежи, как и для мауэрлата. Обязательно укладывается гидроизоляционный слой.

Обратите внимание! Крепление опорных балок и мауэрлата к стене должно быть выполнено с особой тщательностью, чтобы избежать смещения всей кровельной системы во время сильных порывов ветра и обильных осадков.

Монтаж ломаной крыши мансарды начинают с установки опорных стоек. Устанавливаются опоры параллельно оси здания и напротив друг друга. Расстояние между противоположными опорами должно быть таким как запроектированная ширина мансарды.

Сначала на фронтонах делается монтаж арок П-образной формы. Арочная система состоит из двух опор, для соединения которых используется горизонтальная перемычка. Чтобы арочная конструкция получилась прочной, для опор и перемычек нужно выбирать брус, по сечению равный ширине уложенной на потолочное перекрытие опорной балки. Рассмотреть узлы соединения вы можете на представленной внизу схеме. (схема крепления конструкции).

Обратите внимание! Все стойки крепятся строго вертикально, а перемычки должны располагаться горизонтально. Для проверки правильного монтажа используются отвес и уровень.

Точно также делается монтаж следующей арки на противоположный фронтон. Обязательно сделать нивелировку установленных элементов стропильной системы. От П-образной арки на одном фронтоне протягивается веревка к конструкции на другом фронтоне. Проверить расположение шнура, оно должно быть только горизонтальным. Если обнаружена ошибка, одна из арок снимается и подгоняется до нужного размера. Снова делается проверка.

Шнур оставляют и по нему устанавливаются промежуточные конструкции. Количество П-образных арок ровняется количеству стропил, рассчитанных в проекте. Расстояние между двумя опорными стойками равно шагу стропильных ног. Все установленные стропила своей верхней частью должны быть прикреплены к верхней части опорной стойки. Именно такое крепление позволяет достичь запроектированной жесткости всей системы стропил крыши, используемой для обустройства мансарды.

Для крепления стоек П-образной арки к балке применяют шиповые соединения, большие гвозди или скобы, сделанные из металла. Представленное в конце статьи видео поможет вам лучше разобраться в креплении отдельных элементов стропильной системы мансардной крыши. Установленные на стойки раскосы помогут им сохранить вертикальное положение во время эксплуатации здания.

Обратите внимание! П-образные арки соединяют друг с другом в горизонтальной плоскости перемычками, располагая их параллельно уложенному мауэрлату.

Подъем и крепление стропильных ног

Наступил момент поговорить о установке стропильных ног будущей системы стропил. Ломаная конструкция изготавливается из стропильных ног, расположенных на разных уровнях и несущих разную нагрузку.

Стропила первого уровня крепятся внизу к поперечной опорной балке или мауэрлату. К опорным стойкам установленной арки крепится верхний конец ноги. Угол крепления зависит от размещения стоек. Чем ближе к центральной оси здания находится стойка, тем меньше угол крепления стропила. При размере мансарды практически равной ширине дома угол крепления приближается к показателю - 90 градусов. Установка стропил начинается со сторон обоих фронтонов.

Подрезание элемента конструкции с обоих сторон делается под таким углом, чтобы достичь плотного прилегания края к стойке и нижней опоре. В тех случаях, когда проект крыши дома предусматривает свес скатов крыши, срез в нижней части элемента имеет несколько другую форму. Посмотрите, как сделан срез и как устанавливается нога на мауэрлат на картинке, расположенной внизу. Для крепления используются скобы или гвозди.

Обратите внимание! Чтобы соединение стропила первого уровня и опоры было более прочным, в качестве дополнительного крепления нужно использовать обожженную проволоку.

Сделать монтаж всех элементов первого уровня конструкции и продолжить установку системы переходом на фронт работ второго уровня. Если ширина потолочного перекрытия больше 8 метров, нужно устанавливать коньковый брус. Он поможет распределить все виды нагрузок на каркас крыши равномерно. Для монтажа конька на фронтонах в месте прохождения оси здания строго вертикально крепятся большие стойки. Между двумя большими опорами горизонтально укладывается коньковый брус. Обязательно правильность монтажа проверяется уровнем.

От того, как правильно будет установлена высота укладки конька, зависит наклон верхних стропильных ног конструкции. Второй уровень элементов системы верхней частью крепится к коньковому брусу, а основание ноги соединяется с верхом арочной конструкции. Для качественного крепления торцы стропильных ног срезаются под углом.

Верхняя часть стропильной системы ломаной мансардной крыши может иметь вид похожий на букву Л. В этом случае парные стропильные ноги вверху соединяются между собой встык или врубкой в полдерева. Для соединения встык используются металлические или деревянные накладки. Для врубки понадобятся болтовые соединения.

Первая пара стропильных ног подгоняется наверху. Потом снимается вниз и по ней крепятся остальные стропильные ноги. Готовые конструкции поднимаются наверх и крепятся. Монтаж верхнего уровня начинают с крайних стропил. После установки каждой пары делают нивелировку.

Наступает момент последнего этапа установки мансардной ломаной крыши. На готовую стропильную систему устанавливают обрешетку и укладывают слой гидроизоляционного материала. Потом делают вентиляционный просвет и укладывают подготовленное кровельное покрытие.

Внутри стропильной системы сначала укладывается слой теплоизоляционного материала, а затем укрывается вся система слоем пароизоляционного материала. Наступает момент, когда можно делать внутреннюю обшивку мансарды. Материал для обшивки выбирается по личному предпочтению или согласно составленному дизайнерскому проекту оформления всего здания.

Во время строительных работ могут возникать дополнительные вопросы. Узнать ответы вы сможете прочитав другие статьи на нашем сайте.

Видео

Стропильная система мансардной крыши является важнейшим элементом кровли. За счет стропил кровельная конструкция с успехом «сопротивляется» любым внешним нагрузкам, будь то сильный ветер или сильный снегопад.

Мансарды, оригинальные мезонины и внешне привлекательные эркеры обеспечивают экстерьеру жилых зданий очень красивый вид. Обустройство домов с такими архитектурными элементами позволяет, кроме того, увеличить внутреннее пространство построек при относительно незначительных финансовых затратах. Например, можно легко получить около 60 квадратных метров полезной дополнительной площади в обычном частном доме, если грамотно выполнить расчет и монтаж стропильной конструкции мансардной кровли (смотрите фото и видео).

Стропильная система мансардной крыши может иметь ломаную форму, полувальмовую либо вальмовую, 2–4-скатную.

Вальмовая стропильная система мансардной крыши

Проще всего выполнить монтаж двухскатной кровли, которая отличается высокой надежностью. Такая система гарантированно выдержит любые нагрузки на крышу, а ее расчет не займет у вас много времени. Двухскатная конструкция имеет лишь два серьезных «минуса». Во-первых, она характеризуется «чрезмерной» простотой, что не даст вам возможности проявить свой дизайнерский талант. Во-вторых, внутреннее пространство под такой будет ограниченным.

Проблему с недостатком «квадратуры» можно решить посредством обустройства стропильной системы полумансардной крыши, которая сохраняет все достоинства стандартной двухскатной схемы и при этом повышает внутреннюю площадь помещений. А придать кровле элегантный внешний вид можно путем применения разнообразных декоративных элементов. Их расчет и монтаж очень прост, а главное – установка архитектурных украшений вполне доступна по стоимости.

Стропильная система полумансардной крыши

С точки зрения архитектуры самым интересным вариантом обустройства крыши считается ломаная мансарда. Она, как правило, характеризуется необычной ассиметричной конфигурацией (хотя может иметь и геометрически правильную форму). Проектирование и монтаж подобных кровельных систем – это настоящее творчество. Практически любую фантазию можно реализовать при строительстве . Но при этом важно правильно произвести расчет всех ее узлов и элементов, уделив особое внимание прочностным показателям конструкции.

Внутренняя облицовка и внешние кровельные материалы размещаются на стропильной системе, которая, по сути, является каркасом крыши. Данная конструкция состоит из ряда элементов и узлов, к которым относят:

• распорки, подкосы, диагональные соединения и иные связующие компоненты;
• мауэрлат;
• наслонные либо висячие стропила;
• боковые и коньковые прогоны.

Указанные компоненты образуют единый комплекс, в котором взаимное размещение элементов по определенной схеме гарантирует эффективную передачу климатических воздействий с крыши дома на его стены (несущие). Понятно, что расчет подобных систем должен выполняться специалистами, способными учесть все особенности мансардных систем. Да и монтаж крыши с мансардой лучше доверить профессионалам, которые знакомы с нюансами строительных работ не по фото или видео, а имеют личный опыт осуществления таких мероприятий.

Монтаж крыши с мансардой

При самостоятельном проектировании описываемых конструкций нужно помнить, что стропильные узлы воспринимают весьма серьезные нагрузки (до 200 кг/квадратный метр в среднем). Они могут быть и значительно выше, если строение находится в местности, где имеются сильные снеговые и ветровые нагрузки.

Именно с учетом климатических условий, а также тонкостей, которыми характеризуется кровельная конструкция, необходимо выполнять ее расчет и последующий монтаж. Главное, чтобы система стропил имела требуемый запас прочности (на случай обильных осадков или сильного ветра), который бы позволил ей без проблем противостоять указанным нагрузкам.

Система стропил мансардной крыши

Каждый компонент стропильной системы описывается собственным сечением, профилем, протяженностью и другими геометрическими показателями. Друг с другом элементы системы соединяются одним из четырех способов:

• сварным;
• при помощи шурупов;
• шпунтованным;
• болтовым.

Конкретный способ соединения выбирается с учетом особенностей кровельной системы, используемых материалов, климатических нагрузок, формы крыши. Он обязан обеспечивать максимальную прочность конструкции.

Расчет системы начинают с выбора типа мансарды и ее дизайна. При этом нужно помнить, что стропила отвечают за создание пространства (внутреннего) мансардного помещения, а не только за надежность и высокую прочность крыши. Непродуманный монтаж системы приведет к уменьшению внутренней площади мансарды, а это, конечно же, недопустимо.

Процесс проектирования стропильной конструкции выглядит следующим образом. Сначала определяются со схемой системы, в которой указывают тип всех ее узлов и отдельных компонентов, а также их взаимное расположение. На данном этапе нужно выбрать, какие стропила будут применяться – висячие либо наслонные.

Проектирование стропильной конструкции мансарды

Висячие формируют жесткую единую систему, в которой все элементы скреплены между собой. А вот наслонные стропила обязательно опираются на что-либо (например, на специальные опоры или на боковые стены постройки). При необходимости кровельная конструкция может быть усилена добавочными соединениями с целью повышения ее прочности (дополнительные связи обычно требуются тогда, когда пролеты имеют большую ширину).

Затем осуществляется расчет снеговых и ветровых нагрузок. Он устанавливает сечение стропил, материал, из которого они должны изготавливаться, оптимальную дистанцию между стропилами. Профессионалы всегда советуют полученные результаты умножать на 1,5–3 – на специальный коэффициент, конкретная величина которого зависит от тонкостей эксплуатации кровли. Данная рекомендация делает строительные работы более затратными, но зато крыша обретает запас прочности на случай «разгула» природных сил.

В большинстве случаев материалом для стропильных систем выступает древесина пород, которые не подвержены гниению и при этом имеют хорошие прочностные характеристики. Оптимально использовать лиственницу. Впрочем, допускается применять и менее дорогие породы. Но тогда древесину следует обработать (очень тщательно) специальными составами-антисептиками. Дополнительно желательно нанести на материал и огнезащитные растворы.

Стропильная система из лиственницы

Стропила из металла применяются в ситуациях, когда расчет показывает, что монтаж деревянных опор экономически нецелесообразен. Например, если нужно сильно уменьшать дистанцию между отдельными компонентами кровли либо использовать крупный по диаметру брус. Подобные решения делают мансардную конструкцию очень тяжелой, что вызывает потребность повышать (иногда существенно) несущий потенциал стен, на которые опираются стропила.

Результаты, полученные в процессе проектирования кровли, переносят на чертеж (когда рассчитывается большая и сложная конструкция) или на простой набросок-эскиз, в котором, тем не менее, необходимо указывать все без исключения параметры и сведения, нужные для подготовки и монтажа системы.

Стропиловка (именно так на языке специалистов называют процесс монтажа стропил) представляет собой комплекс мероприятий, включающий в себя работы по:

• разметке и последующей установке стропил и других узлов системы;
• торцовке фронтона здания и выведению коньковой горизонтали крыши.

На видео дается наглядная инструкция, как следует правильно и с минимальными затратами сил выполнять монтаж строп. Если вы внимательно изучите этот видеоматериал (а также фото, которые прилагаются к данной статье), можете смело приступать к установке системы своими силами. При этом учитывайте следующие рекомендации:

• древесину для стропиловки обязательно высушивают до показателя влажности не более 20 процентов;
• стропила обрабатывают антисептиками до того, как они будут установлены на крышу (если данную процедуру провести после монтажа, не вся поверхность опор будет надежно защищена спецсоставом);
• деревянные балки должны иметь сечение не менее 10х10 см (при проектировании более «масштабной» кровли – 15х15 см);
• монтаж каркаса выполняется исключительно на тепло- и гидроизоляционное основание с целью снижения тепловых потерь и повышения времени эффективной эксплуатации кровельной конструкции.

Монтаж каркаса кровельной конструкции

Даже самый грамотный расчет стропильной системы не позволит вам качественно обустроить крышу, если вы не позаботитесь о профессиональном рабочем инструменте и правильном подборе крепежных элементов. Метизы для установки мансардных систем обязаны иметь оптимальное сечение и длину. В зависимости от их размеров выбирают дистанцию между крепежными изделиями.

Чтобы прочность соединения не снижалась, не рекомендуется выбирать слишком маленький шаг крепежа. Экономия на метизах может привести к серьезным последствиям. Кроме того, нужно приобретать оцинкованный крепеж. Он имеет высокие антикоррозионные свойства и прекрасно показал себя при установке мансардных стропильных конструкций.

Самую первую ферму системы необходимо устанавливать с торца, причем точность ее монтажа проверяется по горизонтали и вертикали. Вторая ферма монтируется с другого торца. Между ними натягивают (параллельно) два шнура. Они выполняют функцию четкого ориентира, без которого невозможно будет качественно смонтировать промежуточные стропила.

Фермы стропильной системы

Коньковые и боковые прогоны устанавливаются по завершению монтажа всех ферм. После того, как стропильная конструкция будет полностью собрана, выполняются остальные мероприятия по обустройству крыши – создание кровельного пирога, заполнение фронтонов и их обшивка выбранным материалом, внутренняя отделка и обшивка.

Мансардная крыша должна обладать большой прочностью. Стропильная система такой крыши подвергается серьёзным нагрузкам и её конструкцию необходимо рассчитать таким образом, чтобы эти нагрузки равномерно передавались на стены и фундамент здания.

Варианты конструкции мансарды

Мансардой называется постройка, чей фасад частично или полностью является поверхностью крыши здания (наклонной или ломаной). От эксплуатируемого чердака мансарда отличается тем, что линия пересечения крыши и фасада располагается от уровня пола на высоте не более 1,5 метра. Использовать мансардное помещение можно по-разному – оно может быть жилой комнатой, спортивным залом, хозяйственным помещением или оранжереей.

Мансарды можно устроить в следующих видах кровель:

Двухскатная . Самая простая форма – симметричная щипцовая. В таких кровлях фронтон треугольный. Преимуществами этого типа крыш служит надёжность и простота монтажа. Для домов с шириной до 6 метров лучшим вариантом является щипцовая крыша с углом наклона в 45 градусов. Если ширина здания больше 6 метров, следует делать остроконечные (угол наклона – 60 градусов) крыши. Двухскатные щипцовые крыши не дают возможности строить мансарды большого размера.

Несимметричные (со скатами разной длины и угла наклона) двухскатные кровли имеют оригинальный вид и позволяют реализовать самые смелые архитектурные решения. Однако такие крыши требуют профессионального расчёта и имеют довольно сложную конструкцию.

Ломаная двускатная крыша – это один из наиболее подходящих для устройства мансарды типов кровель. Её конструкция разрешает использовать подкровельное пространство с максимальным эффектом. Кроме того значительно сокращает расходы на строительные материалы. Каждый скат такой крыши разделен на две части с разным углом наклона (обычно уклон верхней части – 30 градусов, а нижней – 60).

Это одна из разновидностей крыши с двумя скатами. Её каркас практически не отличается от каркаса обычной симметричной крыши, особенность полувальмовой кровли – два небольших ската (вальма) над фронтонами.

В проще простого оборудовать удобный и просторный дополнительный этаж. Мансарда идеально вписывается в их конструкцию.

Достоинства вальмовых мансардных крыш:

• Стропильная система вальмовой кровли выдерживает значительные ветровые нагрузки, потому что в ней отсутствуют фронтоны.

• Кровля такого типа позволяет устраивать свесы большого размера, защищающие стены и фундамент дома от атмосферных осадков.

• Конструкция вальмовой крыши жёсткая (благодаря угловым рёбрам) и гораздо меньше подвержена деформации.

• Дома, имеющие вальмовые крыши солидно выглядят и органично вписываются в архитектурный ансамбль.

К недостаткам следует отнести сложность конструкции, обязательное обустройство мансардных окон на крыше для освещения и то, что короткие (торцевые) вальмы немного сокращают полезную площадь кровли. Окнам нужно уделить особое внимание при проектировании крыши. Если они располагаются в плоскости скатов, то их придётся закрывать, когда идёт дождь. Вертикальные окна практичнее, но их устройство достаточно сложно.

Расчет элементов каркаса

Создавая проект в первую очередь нужно определиться с её конфигурацией, дизайном и кровельным материалом. Выбрав определённый тип кровли, можно производить необходимые вычисления; исходя из них устанавливаются параметры всех элементов стропильной системы.

производится с учётом количества атмосферных осадков, выпадающих в данной местности и среднего значения силы ветра (данные даются в СНиП).

Вес «кровельного пирога» определить несложно – удельный вес всех материалов (пароизоляции, гидроизоляции, утеплителя и обрешётки) в кв. м. кровли умножается на общую площадь крыши. Нагрузки на кровлю, её вес, форма и угол наклона скатов определяют параметры стропил.

Обычно для устройства стропильной системы мансардных крыш используются конструктивные элементы из прочного дерева (лиственницы, сосны). Стропила, из-за повышенных нагрузок (в среднем они составляют 200 кг/м2), должны быть не менее 70 мм толщиной. Стропильный шаг в конструкции мансардной крыши короче, чем в других – расстояние между стропилами около 50 см.

Для того чтобы создать необходимый запас прочности при расчёте применяют повышающий коэффициент. Для больших зданий возможно устройство металлической стропильной системы, она рассчитывается в соответствии с техническими характеристиками используемых метизов (можно найти в справочниках).

Благодаря компьютеризации всей страны появилась возможность калькуляции с помощью интернета. Калькуляторы позволяют определить:

• Площадь поверхности кровли.

• Углы наклона коньковых и боковых стропил.

• Количество изоляционных материалов.

• Длину стропил.
• Рекомендуемое сечение мауэрлатов, стропил, подкосов, обрешётки.

• Площадь мансарды и всего подкровельного пространства.

• Стропильный шаг.

• Количество рядов обрешётки и расстояние между ними.

• Количество и объём обрешётки и стропил.

Устройство стропильной системы

Стропильная система, безусловно, основополагающий элемент кровли. То, на сколько грамотно она рассчитана и насколько правильно сделана, определяет функциональность и долговечность кровли. Ее составляющие:

• мауэрлат;

• прогоны (коньковые и боковые);

• лежни или опорные балки;

• стропила (наслонные и висячие);

• подкосы, опорные стойки, диагональные распорки.

Все необходимые параметры элементов определяются при расчёте. При устройстве мансардной кровли используют наслонные и висячие стропила. Висячие применяются, когда стропильная система опирается только на две основных стены. В случае дополнительной опоры на несущую центральную стену или лежни (опорные поперечные балки) используются наслонные стропила.

Для того чтобы правильно выбрать нужную стропильную систему, следует обратить внимание на:

• функциональность крыши;

• вероятное количество атмосферных осадков в данной местности;

• общую нагрузку на кровлю

Правильное соединение всех узлов является гарантией прочности крыши. Основные крепёжные узлы в стропильной системе (см. фото ниже):

• Мауэрлатный. производится двумя способами. Жёсткий способ применяется при монтаже наслонных стропил и обеспечивает прочное соединение стропил с мауэрлатом. Крепление производится с помощью угловых метизов и подпорного бруска либо путём врубки (в стропильной ноге вырезается «седло», которым она упирается в мауэрлат. Стропило крепят к мауэрлату гвоздями и металлическими скобами). устраивают, выпиливая в мауэрлате выемку под стропило и крепят металлическим уголком).

• Балочный.

• Коньковый.

• Как правило, к коньку и опорным балкам стропила крепятся с помощью резьбовых соединений, скоб и кровельных метизов (металлических уголков различного профиля и формы).

• Важным конструктивным узлом является – жёсткая конструкция из соединённых между собой стропил. Они нужны для равномерного перераспределения нагрузки на основные стены дома. Соединения стропильных элементов из бруса делаются путём врубки и дополнительно укрепляются с помощью резьбовых соединений, анкеров и кровельных метизов. Чтобы избежать провисания и перегибов ферм большого размера создают дополнительные опоры – прогоны или поперечные распорки и балки.

Конструкция ломаной мансардной крыши

Особенностью является то, что обычно в её конструкции используют оба вида стропил. Верхний скат (от перегиба до конька) делается из висячих стропил, которые опираются на стойки или боковой прогон.

Для предотвращения изгиба они оборудуются горизонтальными затяжками. При монтаже нижнего ската (от перегиба до перекрытия) используют наслонные стропила с опорой на мауэрлат и боковой прогон.

Чтобы повысить устойчивость конструкции монтируются подкосы. В некоторых случаях наслонные стропила крепятся к мауэрлату, лежащему на балках перекрытия, которые значительно выступают за стены здания.

Нижние скаты стропильной системы имеют большой угол наклона (около 60 градусов), верхние – пологие (от 30 градусов). Стропильные висячие фермы дают возможность обойтись без конькового прогона, собирать их можно на земле.

Лучшим вариантом считается соединение наслонных и висячих стропил встык .

При монтаже нужно учитывать следующие факторы:

• Пиломатериал, используемый для её устройства, должен быть сухой (влажность не более 15%).

• Все конструктивные элементы из дерева следует обработать антисептическими жидкостями до начала монтажа.

• Минимальное сечение стропил 10×15 см, мауэрлата – 15×15 см.

• Лучше всего использовать дерево хвойных пород, без трещин, с минимальным количеством сучков.

• Особое внимание следует обратить на устройство окон.

Инструкция по монтажу стропил

Необходимый инструмент:

• ножовка (бензо- или электропила);
• топор;
• молоток;
• шуруповёрт;
• металлический угольник;
• cтроительный шнур;
• маркер или карандаш;
• отвес;
• уровень.

Технология монтажа:

• Сначала укладывают мауэрлат на опорные стены и надёжно его закрепляют. Как правило, в стенах заранее предусмотрены крепёжные элементы.

• Монтируют лежни (если в этом есть необходимость). Они располагаются параллельно мауэрлату на указанном в проекте расстоянии. В качестве лежней используют брус большого сечения или ошкуренный лафет.

• На лежни устанавливают стойки (толщиной не менее 10 см), которые будут служить опорой для прогона и основанием для стен мансарды. Стойкам необходимо придать строго вертикальное положение, используя отвес и строительный уровень, а затем надёжно их закрепить (можно сделать врезки в лежне в местах крепления, но это необязательно) с помощью угловых металлических элементов и скоб.

• Закрепляют стойки подкосами.

• На стойки устанавливают боковые прогоны (строго горизонтально), жёстко фиксируют их метизами.

• Монтируют крайние наслонные стропила с обеих сторон, крепят их согласно проекту.

• Натягивают строительный шнур и по нему поочерёдно выставляют стропильные ноги.

• Монтируют висячие стропильные фермы (если верхний скат делается с коньковым прогоном, то устанавливают сначала его, а затем монтируют верхний ряд стропил).

• Устраивают каркас для окон, если они предусмотрены проектом.

• Устраивают обрешётку.

После монтажа можно приступать к созданию «кровельного пирога».

Подробнее о монтаже своими руками смотрите в видео.

Подводим итоги

Мансарда – это наиболее рациональный способ обустройства крыши. Конструкции многих видов крыш позволяют устроить такое помещение. Особенно хорошо подходят для этой цели вальмовые и ломаные двускатные крыши (этот тип крыши к тому же позволит вам сэкономить на стройматериалах). Если вы правильно рассчитаете конструкцию и будете строго соблюдать технологию монтажа, крыша с мансардой украсит дом и значительно увеличит жилое пространство.