Стропильная система ломаной мансардной крыши – экономия пространства и тепла

Содержание

Типы мансардных крыш
Как рассчитать мансардную крышу на этапе проекта
Этапы строительства мансарды с двухскатной крышей
Строительство мансарды с ломаной кровлей
Особенности строительства мансардного этажа

Сегодня большое количество новых домов строится с мансардными крышами, но популярность этого типа кровли связана не только с модными тенденциями. Основная причина спроса заключается в том, что данный вид позволяет обустроить дополнительное жилое просторное помещение на чердачном пространстве. По сути, владелец дома получает еще один этаж, пригодный к комфортному проживанию в нем в любое время года.

Мансардная крыша это рациональный вариант использования площади в маленьких одноэтажных домах. За счет нее можно добавить полезное пространство, которое использовать под вторую спальню, спортзал, или мастерскую.

Но, сборка подобной конструкции требует точного знания возможных схем стропильного каркаса, чтобы в результате получить наиболее оптимальный по площади второй этаж, при значительном запасе прочности самой крыши.

Типы мансардных крыш ↑

Под мансарду можно использовать практически все виды и формы крыш, не подойдет только плоская кровля. Остальные конструкции можно вполне использовать, и даже комбинировать.

При строительстве используются следующие варианты крыш с мансардным помещением:

Односкатная. Присутствует только одна плоскость крыши, сконструированная под уклоном, и с упором на несущие стены.
Двухскатная. Классическая по форме конструкция, состоящая из двух отдельных плоскостей образующих на стыках конек.
Вальмовая (четырехскатная). Имеет четыре ската два, из которых заменяют фронтоны. То же представляют собой и полувальмовые схемы.
Полувальмовая двухскатная голландского типа.
Полувальмовая четырехскатная датского типа.
Многощипцовая (ломаная). Бывают различных форм, как правило, собираются по индивидуальным проектам. Представляют собой комбинацию двух или четырехскатных конструкций.

Чаще всего используются варианты полувальмовые голландского типа, так как они позволяют создать второй этаж со значительной высотой и пространством. Также в современном строительстве нередко собираются конструкции с ломаными крышами.

Наиболее неудобной для создания мансардного этажа является двухскатный тип крыши. Так как полезное пространство начинается на участках имеющих высоту перекрытия около полутора метров.

Выбрав более понравившуюся по конструкцию мансарду, стоит провести расчеты ее параметров.

Стропильная система ломаной мансардной крыши лучше всего подходит для домов, ширина которых не превышает шести метров. Чем сильнее ширина строения превышает указанное значение, тем сложнее создать прочную и долговечную стропильную конструкцию

Как рассчитать мансардную крышу на этапе проекта ↑

Необходимо учитывать, что стропильная система мансардной крыши – это достаточно сложная конструкция, поэтому перед началом строительных работ необходимо провести целый ряд сложных расчетов на внешнюю нагрузку (с учетом дождя, ветра, снега), после чего составить поэтапный проект монтажа. Кроме того, грамотное устройство требует соблюдения всех существующих технологических условий и норм.

Прежде всего, на бумажном носителе или на компьютере необходимо нарисовать, используя специальное программное обеспечение, стопу строения (в обязательном порядке соблюдая масштаб). Затем рисуется будущая кровля (в масштабе), после чего уточняется высота конструкции, углы наклона ее скатов, расположение и величина проемов для окон.

После определения с типом конструкции мансарды, прежде чем перейти к строительным работам потребуется рассчитать отдельные элементы. Также понадобится выбрать схему опор всей стропильной системы. Она бывает двух видов: висячая, когда основной упор делается на стены постройки, и наслонные. Последние упираются на установленные в несколько рядов вертикальных балок. Такой вариант более предпочтительный, особенно для крыш с мансардой полувальмого типа.

Расчет можно провести по формулам, позволяющим прикинуть степень нагрузок на конкретную кровлю. После этого можно более точно подобрать необходимое сечение для деталей стропильного каркаса.

Снеговые нагрузки на данную крышу считают по формуле:

S=Sg×µ

S – Это искомая снеговая нагрузка на конструкции.
Sg – вес конкретного покрова снега на площади в 1м² (эти данные есть в нормативной документации СНиП в пункте «Стропильные системы»).
µ – коэффициент, который берется, зависимо от угла наклона кровли (1 – для плоской кровли с уклоном в 25 градусов, или 0,7 – при склоне от 25 до 60°)

Второй важный фактор расчета мансарды – ветровая нагрузка, так как мансарда будет иметь значительную парусность за счет высоты конструкции. Подсчитывается по формуле:

W = Wo×k

W – ветровая нагрузка на конструкцию мансарды.
Wo – нормы по ветровой нагрузке (определяют по таблице в СНиПе раздел «Стропильные системы»).
K – коэффициент колебаний ветровой нагрузки формирующийся зависимо от высоты дома, а также характера местности, где он построен. Конкретно его можно определить по таблице.

Высота постройки	Открытая местность без препятствий (степь, берег водоема)	Пересеченная местность, имеющая препятствия (лес, городская застройка прочие)
5	0,75	0,85
10	1	0,65
20	1,25	0,85

Чтобы сделать расчеты других элементов конструкции мансардной крыши, проще всего использовать онлайн калькуляторы, оперируя данными: материалов кровельного перекрытия и настила. Здесь можно без особых трудностей получить необходимые шаг стропил и обрешетки, необходимые углы наклона, сечение балок и досок материала и прочие.

Получив необходимые данные можно покупать материалы и приступать к сборке стропильной конструкции.

Приступать к монтажу стропильной системы можно только после того, как окончательно определены все размеры.

Этапы строительства мансарды с двухскатной крышей ↑

Классической схемой сборки стропильного каркаса для мансарды является висячая ломанная с опорой ног на несущие стены постройки. В ее конструкции используются следующие элементы:

Мауэрлат. Изготовленный из деревянных балок сечением не менее чем 150×150 мм. Укладывается непосредственно на стену, заподлицо с внутренней кромкой, и дальнейшим закреплением. Крепеж зависит от характера постройки. В кирпичных или блочных домах используют шпильки в виде анкерных болтов, которые вмуровывают на завершающем этапе кладки стен.
Стропильные ноги. Для их изготовления берут либо доску сечением минимум 50×100 (50×150) мм, реже брус. Стропильные ноги упираются на балки мауэрлата с дальнейшим креплением пяток. В качестве крепежа используется скоба с обожженной проволоки, или гвозди не менее 200 мм.
Ригели. Соединяют стропильные ноги, и формируют перекрытие мансардного этажа. Изготовляются с доски сечением 50×100 мм. Для их крепежа применяют гвозди 150 мм.

Также часто мансарда собирается с упором стропил на вертикальные стойки, установленные в два ряда по краям крыши на затяжки. Такая схема используется при строительстве чердака шире 6 метров. Здесь кроме перечисленных элементов, будут еще и такие.

Опоры. На их изготовление берут деревянные балки с сечением не менее 100×100 мм. В качестве крепления к затяжкам применяют скобы, либо монтажные стальные уголки.
Затяжки. По сути, это балки перекрытия потолка постройки. Их изготавливают с бруса сечением 100×200 мм. Концами, элементы опираются на мауэрлат, с которым соединяются скобами или гвоздями.

Все пиломатериалы должны быть сухими, с предварительной обработкой антисептиками. Количество изъянов (сучки, сколы), не должно превышать 3 штук на 1 погонный метр.

Шпильки для мауэрлата в обязательном порядке вмуровываются в армирующий пояс, собранный по венцу дома.

Строительство мансарды с ломаной кровлей ↑

Несмотря на то, что устройство стропильной системы мансарды предполагает использование габаритных и тяжелых элементов конструкции, осуществить монтажные работы вполне способны даже два человека. Объясняется это тем, что конструкция кровли имеет модульный принцип сборки, который позволяет собирать и объединять разные ее элементы непосредственно на поверхности земли, и только потом осуществлять их подъем на высоту и крепление.
Мансарда с ломаной кровлей собирается по висячей схеме установки, с упором стропильных ног на стены постройки, а также вертикальные стойки, смонтированные на затяжки перекрытия.

Алгоритм подборки и укладки элементов следующий:

Заподлицо с внутренней кромкой стен укладывается мауэрлат, который фиксируют шпильками. В деревянном доме его монтируют на венец сруба, и фиксируют деревянными нагелями.
Мауэрлат перекрывают балками затяжки (сечение 100×200 мм). Крепеж обеспечивают скобами со стальной проволоки 6 мм.
Стены мансарды формируют за счет установленных вертикальных опор, для которых берут балку 150×150 мм. Монтаж осуществляют с упором на брус перекрытия, и скрепляют стальными уголками.
На установленные опоры укладывают прогоны, и соединяют затяжками. Для прогона необходим брус 150×150 мм (100×100), затяжки изготавливают из такого же материала.
Следующим шагом монтируют наклонные стропила в нижней части, изготовленные из доски сечением минимум 50×100 мм. Пятой ноги упирают в мауэрлат с дальнейшей фиксацией. К прогонам соединяют способом врубки, с гвоздями или скобами.
После, совершают сборку висячих стропил верхней части мансарды. Две крайние фермы, со сторон фронтонов упирают на подкосы с той же доски 50×100 мм. Верхние стропила стыкуются под углом с подрезкой их пятки.

Особенности строительства мансардного этажа ↑

В отличие от обычных чердачных помещений, не предназначенных для эксплуатации, мансарды, как правило, обустраиваются под жилье, а потому их строительство имеет свои характерные черты.

Для облегчения конструкции, используется древесина, суммарный вес которой не будет создавать излишней нагрузки на несущие стены постройки.
Старые дома, сложенные из неподходящих материалов (глина, саман), а тем более без фундамента не подходят под строительство мансард.
Обязательным условием строительства эксплуатируемого чердака будет создание «теплого» кровельного пирога с соответствующим слоем теплоизоляции, не допускающего промерзание в холодное время года и перегрев летом.
Важно также наличие качественной гидроизоляции.
Изломы крыши при сборке стропильной системы, планируют так чтобы получить наиболее оптимальную высоту будущего помещения. Желательно чтобы она была в пределах 2,4-2,5 метра.

Собранная по требованиям и в соответствии норм мансарда будет функциональной, и значительно рационализирует площадь дома.

После того как все вышеперечисленные работы были выполнены, можно приступать к созданию карнизов, фронтонных отливов и фронтонных свесов. Монтаж фасадных конструкций осуществляется с учетом оконных и дверных проемов.

На заметку

Описанный выше ход строительно-монтажных работ может иметь и другую последовательность выполнения (в зависимости от строительного материала и прочих многочисленных обстоятельств).

Существует возможность создавать достаточно необычные варианты ломаной мансардной крыши. В качестве примера можно привести вид — когда все стропила имеют одинаковую длину. Такая крыша в конечном виде выглядит как половина восьмигранника. В кровлях такого типа не обязательно применять затяжки и стойки (если позволяют размеры строения). В доме с такой крышей чистовой потолок внутри мансардного помещения имеет форму четырехгранного свода.

Есть еще один интересный вариант исполнения. Для него один скат кровли делают прямым, второму придают ломаный вид. Такой тип очень хорошо использовать в домах, где по той или иной причине есть необходимость смещения мансарды в какую-либо определенную сторону. Подобная асимметричная форма имеет эффектный и современный внешний вид, придает дому ярко выраженную индивидуальность.