Стропильная система мансардной крыши – конструкция, расчет и монтаж

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.

Читать еще:  Как правильно сделать вальмовую крышу своими руками

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. Устанавливают вертикальный стойки, определив середину балки перекрытия и отступив от нее равные промежутки. Расстояние между стойками соответствует ширине бедующей мансарды.
  4. 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

Стропильная система мансардной крыши — разбираемся в особенностях конструкции

Варианты конструкций

В зависимости от типа конструкции, мансардные (жилые) крыши бывают трех видов:

Схема устройства ломаной стропильной системы

Основная особенность ломаных конструкций заключается в том, что стропильные ноги располагаются под разным углом по отношению к коньку — верхние стропила устанавливаются под небольшим углом, а нижние, наоборот — имеют большой уклон.

Такая конструкция позволяет увеличить чердачное пространство. Учитывая, что процесс монтаж не намного сложней строительства обычной двускатной крыши, она в ряде случаев является наиболее целесообразным решением. Поэтому такие жилые крыши пользуются наибольшей популярностью.

Стропильная система включает себя несколько основных элементов:

  • Мауэрлат. Приставляет собой брус, который укладывается на стены по периметру дома. Его задача заключается в том, чтобы равномерно передать нагрузку от кровли на стены;
  • Стойки. Являются одним из основных несущих элементов. Как правило, опоры служат еще и основной стен мансардного этажа;
  • Балки перекрытия мансарды. Соединяют ответные опоры, поэтому не следует путать их с балками перекрытия, которые укладываются на стены. Надо сказать, что существуют двухуровневые (двухуровневые) мансарды, у которых балки перекрытия служат полом второго уровня;
  • Прогоны. Соединяют опоры скатов и обеспечивают равномерное распределение на них грузки от скатов;
  • Коньковая балка. Объединяет все верхние стропила в единую систему;

Большая мансарда может иметь два уровня, разделенных балками перекрытия

  • Верхние стропила. Служат основой верхних скатов, как я уже говорил выше, они располагаются под небольшим углом по отношению к коньку;
  • Стойки верхних стропил. Устанавливаются на балки перекрытия мансарды и служат несущим элементом коньковой балки;
  • Нижние стропила. Служат основой нижних скатов.

Надо сказать, что кровля может содержать и дополнительные элементы – всевозможные подкосы, перемычки и прочие детали, которые укрепляют стропильную систему.

Чтобы выполнить расчет и составить чертежи кровли, воспользуйтесь онлайн-калькулятором. Это специальная программа, которая может предоставить все размеры деталей, для этого нужно лишь ввести основные параметры конструкции.

Монтаж такой стропильной системы осуществляется следующим образом:

Иллюстрации Действия
Установка стоек. Прежде всего вдоль скатов нужно установить на балки перекрытия опоры, на которые будет опираться верхний край нижних стропил и нижний край верхних ног. Для установки стоек необходимо правильно рассчитать их положение. Делается это по теореме Пифагора, так как стойка с перекрытием и нижним стропилом образует прямоугольный треугольник.

Зная длину ноги и высоту опоры, можно найти меньший катет, т.е. расстояние от края стены до стойки.

После установки стоек их нужно связать прогонами, как показано на схеме.

Сборка нижней части конструкции:

  • Все опоры, расположенные друг напротив друга следует соединить балками. В результате должна получиться П-образная конструкция;
  • Затем закрепите нижние стропила. Для крепления стропил зарежьте нижний край под углом, равным углу наклона ската. При этом в прогоне вырежьте пазы под верхний край стропильной ноги.
Сборка верхней части конструкции:

  • Установите стойки по центру балок. Опоры будут служить несущим элементом конькового прогона;
  • Закрепите на стойках коньковый брус;
  • Установите верхние ноги так же, как и нижние;
  • Установите фронтонные стойки, которые будут служить основой фронтонов. Впоследствии они обшиваются листовым материалом и утепляются, как и весь кровельный пирог.

Для соединения всех деревянных деталей используйте саморезы и стальные уголки либо пластины.

Схема устройства двускатной жилой кровли

Двускатные

Двухскатная кровля имеет более простое устройство, чем ломаная, так как ее скаты ровные. В результате она чаще всего не имеет стоек и прогонов. В остальном конструкция не отличается от ломаной кровли.

Как я уже говорил выше, в результате того, что угол скатов постоянный, чердачное пространство имеет меньший объем, по сравнению с ломаной крышей. Правда, чтобы расширить пространство, можно увеличить угол наклона скатов. Но, если само строение небольшое, то получить полноценный второй этаж все равно не получится.

Как правило, двускатная мансардная кровля выполняется на основе висячих стропил. Поэтому процесс ее монтажа выглядит так:

Иллюстрации Действия
Монтаж конька.

  • Со стороны фронтонов установите опоры по центру стены. Если стены имеют фронтоны, то этот шаг опустите.
  • Закрепите на опорах или фронтонах коньковый брус.
Монтаж стропил:

  • Для крепления стропил необходимо сделать пазы в мауэрлате, а также зарезать верхнюю часть самих стропильных ног, что позволит увеличить площадь прилегания стропил к коньковому брусу;
  • Соедините парные ноги ригелями, которые выполняют туже функцию, что и балки перекрытия у вышеописанной конструкции. Учтите, что ригеля определяют высоту потолка помещения.
Монтаж каркаса фронтонов. Установите стойки на мауэрлат, которые будут служить основой фронтонов.

Имейте в виду, что при выборе угла наклона скатов следует учитывать еще и тип кровельного материала, так как разные материалы рассчитаны на разный угол наклона. В противном случае могут возникнуть проблемы с герметизацией кровли.

Консольные

Устройство стропильной системы консольной крыши не отличается от обычной ломаной. Особенность заключается лишь в том, что ее края выступают за несущие стены. В результате увеличивается полезная площадь чердачного пространства.

Консольную конструкцию можно укрепить колоннами

Консольная крыша выполняется за счет расширения перекрытия. Для увеличения его прочности зачастую под ним устанавливают колонны. При этом пространство под крышей можно использовать в качестве веранды.

Не забывайте, что мансарда увеличивает нагрузку стены и фундамент. Этот момент необходимо учитывать при проектировании дома.

Вот и все основные виды и особенности мансардных крыш, о которых я хотел вам рассказать.

Вывод

Мы выяснили с вами устроены мансардные крыши и как они возводятся. Если при составлении проекта или в процессе монтажа у вас возникнут проблемы – пишите комментарии, и я с радостью вам отвечу.

Читать еще:  Как сделать односкатную крышу на сарае
Ссылка на основную публикацию