Стропильная система мансардной крыши: схемы, устройство

Содержание

Возможные варианты конструкции мансарды
Принципы устройства мансарды
Стропила для мансардной крыши: базовые конструкции

Стандартная схема
Вынос стропил за поверхность стен
Использование каркасных модулей
Дощато-гнездовой каркас

Советы по разработке проекта

В малоэтажных домах с мансардной крышей ощутимо увеличивается полезная площадь, что позволяет рационально использовать его пространство. И хотя ее устройство считается довольно сложным, процесс можно упростить, если четко следовать правилам, по которым возводится стропильная система мансардной крыши.

Возможные варианты конструкции мансарды ↑

Стропильная система мансардной крыши может иметь различную конструкцию. По внешним признакам стропильную систему мансарды можно разделить в основном на следующие типы:

скатные (одно-, двух-, трех- либо четырех),
вальмовые крыши с мансардой или полувальмовые, а также
ломаные.

Односкатная крыша, несомненно, простейший вариант для исполнения. Это отличное решение для небольшого загородного домика.

Самой популярной среди кровель мансардного типа считается конструкция с двумя скатами. Стропильная система двухскатной крыши с мансардой единодушно считается конструкцией, которая отличается простотой и надежностью. Она способна выдержать существенные нагрузки. Однако имеются и недостатки. В частности, из-за простой формы невозможно сделать дизайн интересным.

Правда, этот минус компенсируют, добавив декоративные элементы. Отметим более существенный минус – это ограниченный внутренний объем мансардной крыши. Он значительно меньше, нежели у ломаной крыши.

Совет

Недостаток полезной площади можно несколько выправить, если построить полумансарду. Так называют помещение, высота боковых стен которого колеблется в пределах 150–180 см. Это позволит не только увеличить внутреннее полезное пространство, но и сохранить все плюсы конструкции двухскатной мансардной крыши.

А вот ломаный вариант крыши позволяет сформировать достаточно большое помещение мансарды без возведения стен. Оно более функционально и намного удобнее.

Монтаж мансардной крыши особо сложен для вальмовых, купольных или сводчатых конструкций. Для устройства мансарды этого типа необходим профессиональный подход. Они отличаются большим количеством изломов на скатах – местом устройства ендов.

Принципы устройства мансарды ↑

При ближайшем рассмотрении становится очевидным, что каркас мансардной крыши, выполненный по традиционной скатной технологии имеет две конструктивные части. Причем возможны два варианта:

3-х угольная крыша с составляющими частями, имеющими равнозначный наклон. Визуально они смотрятся как классическое сооружение с двумя скатами, не имеющими изломов.
5-и угольная, которую отличают выпуклые углы на скатах. Здесь явно проявляются две присоединенные конструктивные части.

И в первом, и во втором случае стропильная система мансардной крыши характеризуется наличием двухъярусной конструкции. Нижний ярус создает полезный объем мансарды. Его высота варьируется в пределах 200–250 см, чтобы передвигаться внутри жилого пространства можно было без помех. Второй ярус каркаса крыши формирует форму его верхней части. Высота же ничем не ограничена. Оптимальную форму для крыши подбирают, варьируя уклон стропил на обоих ярусах.

На заметку

По общему мнению лучше всего визуально выглядит пятиугольная конструкция, вписанная в воображаемую окружность.

Таким образом, главный признак каркаса мансарды – присутствие в конструкции мансардный крыши 2-х стропильных систем, которые объединены либо в треугольник, либо пятиугольник.

Важно

Под мансарду можно переделать и чердак уже готового сооружения. К примеру, если стропилины достаточно мощные, ригели каркаса смогут выполнять функции потолочных балок. Мансарда же должна быть обшита по опорам прогонов. Несмотря на это, конструктивно их нельзя причислить к мансардным, поскольку в соответствии со СНиП устройство мансардной крыши должно выполняется по технологии «ломаной» системы стропил.

Строительство мансардной крыши осуществляют на основе типовых технологий устройства стропильного каркаса скатной крыши: висячая система и наслонная. В нижнем ярусе конструкции используют исключительно последний вариант. Висячие стропила применяют в верхнем ярусе. В этой части устанавливают также наслонные стропила.

Наглядно представить каркас поможет разрез мансардной крыши. Его можно поделить по горизонтали и получить трапецию снизу и треугольник наверху. Боковые стороны трапеции собирают из наслонных, а треугольника – из висячих и наслонных.

Стропила для мансардной крыши: базовые конструкции ↑

Стандартная схема ↑

Классическая схема стропильного каркаса мансарды – пятиугольная, где стойки мансарды образуют стенки внутреннего пространства. В сечении его можно условно разделить на несколько простейших плоских геометрических фигур. В центральной части расположен прямоугольник, с боков – зеркально развернутые прямоугольные треугольники, поверх них – равносторонний треугольник.

Сначала устанавливают угловые, после чего рядовые стойки, которые будут служить в качестве каркаса внутреннего помещения. Они опираются в перекрытие мансарды через лежень. Фиксируют их через врубки, продублировав места соединения, используя уголки из металла либо зубчатые пластины. Устойчивость конструкции при необходимости можно повысить, если установить подкосы под подпорки.
При устройстве каркаса на бетонном основании под лежень подстилают гидроизоляцию из битума.

Совет

Лежень можно уложить также на выровненное основание из досок либо кирпичные столбики. Отметим также, что если верхнее перекрытие деревянное, лежень под стойки необязателен – их можно врезать сразу в балки.

По выставленным стойкам устанавливают прогоны. Затяжки крепят к ригелям, завершив таким образом строительство каркаса мансардной крыши.
Вдоль стен мансарды под прямым углом располагают треугольники из наслонных стропил. Нижняя пятка должна опираться опираются на мауэрлат, а верхний конец на прогон, справа или слева. Чтобы обеспечить устойчивость конструкции под воздействием неравномерных нагрузок, треугольники связывают схватками.
Сверху их венчают треугольники, сформированные висячими стропилами. Затяжка в них одновременно служит для мансарды потолочной балкой.

Совет

Если висячие стропила должны перекрывать пролет, длина которого больше 3 м, понадобится установить также бабку-подвеску, проходящую посередине. Обратите внимание, что бабка всего лишь подвес и функционально предотвращают провисания затяжки. Поэтому для соединения затяжки на арке и бабки такой метод крепления, как врубка не подходит.

Обычно в скатных конструкциях стропилины привязывают к мауэрлату через одну. Однако при монтаже мансарды рекомендуется привязывать каждую. Проблема в том, кровля мансардной крыши постоянно будет находиться под угрозой срыва порывистым ветром из-за круто установленных стропилин.

Вынос стропил за поверхность стен ↑

Внутреннее пространство конструкции запланированной мансарды может получиться слишком узким. В подобных случаях прибегают к другому способу – выносят стропилины за стену. Опорой для них вместо мауэрлата фактически станет перекрытие. В принципе при таком подходе можно обойтись практически без мауэрлата. Однако использование усиливающих подкосов становится обязательным, так как края боковых треугольников остаются без какой-либо опоры.

Выделим основные этапы технологии возведения каркаса по этой схеме:

Начинают с установки перекрытия. Балки подбирают, приняв во внимание, что перекрытие в будущем будет нагруженным. Рекомендованное сечение – 15 на 20 см. Установив для начала крайние балки, определяют контур свесов карнизов. После укладки начального бруса проверяют форму прямоугольника, образованного стенами. Изменяя положение балок, ее максимально приближают к прямоугольной.

На заметку

Вынос стропилин обязательно должен сформировать карниз: в случае бетонного или каменного – не менее 40 см, деревянного, соответственно, 50 см.

- После установки между крайними балками натягивают шнуры, после чего укладывают по ним оставшиеся бруски. Перед фиксацией балок проверяют высоту и их шаг укладки. Последний должен равняться шагу укладки стропилин.
- Для утепленной мансарды за оптимальный шаг укладки стропилин принято считать 60 см, чтобы он совпадал с шириной теплоизоляционной плиты кровельного пирога. Чтобы обеспечить подобную частоту укладки, стропила нужно использовать доски 50*150 мм.

От краев откладывают расстояние, соответствующее длине короткого катета, на балке выбивают гнезда в треть ее высоты. Из шипов согласно глубине гнезда вытесывают опоры.
Для них подойдут брусы следующих сечений: угловые – 10*15 см, рядовые – 5*10 см. Конечно, достаточно, чтобы они были длиннее, чем проектная высота точно на величину шипа, однако лучше брать их с запасом на случай возможных ошибок при стесывании.
Угловые опорные стойки скрепляются при помощи временных распорок. После чего их соединяют строительным шнуром.
По нему выверяют расположение гнезд теперь уже для рядовых стоек, выбивают их, затем устанавливают стойки.
По центру фронтонов устанавливают несущие опоры.
На них укладывают прогоны, изготовленные из досок 5 на 15 см. Их крепят уголками, используя по два-три гвоздя на каждую сторону. В итоге формируется каркас помещения.
В качестве ригелей выступят бруски, которыми соединяют противолежащие опоры. Под каждый брусок устанавливают временную опору, скажем, дюймовку 2,5 на 15 см.
Такой же дюймовкой скрепляют временно ригели и сверху, отложив от краев по 20–30 см. Чтобы облегчить дальнейший монтаж верхнего яруса, изготавливают временный настил из досок.
Для нижнего яруса подготавливают шаблон стропил и изготавливают по нему стропила.

Совет

Профессионалы рекомендуют выпиливать сначала верхний паз. Стропило помещают на положенное место, по факту корректируют нижний паз, избежав таким образом порчи пиломатериала.

Устанавливают торцовые стропилины, соединяют их шнуркой и, ориентируясь на ее направление, укладывают стропила нижнего яруса.
Точно также изготавливают шаблон стропил для верхнего яруса. Одновременно готовят его зеркальный аналог. В верхней части стропилины должны опираться одна на другую.
После примерки изготавливают требуемое количество стропил для верхнего яруса из досок 5 на 15 см.
Ригели не должны провисать. Делают это с помощью бабки нужного размера, которую фиксируют к фермам верхнего яруса. Причем жесткое крепление нужно только в районе конька.
Дальше стропилины прикручивают к стенам, используя проволочные связки. Далее устанавливают каркас фронтона под подшивку. В завершении укладывают обрешетку. Шаг обрешетки согласуют с характеристиками кровельного покрытия.

Использование каркасных модулей ↑

Отличие данного способа от предыдущего в использовании вместо отдельных опор, которые установлены на перекрытии, полностью готовых к фиксации модулей-блоков. Они формируют стены будущего мансардного помещения. Модульный метод дает возможность оптимизировать процесс строительства мансарды, поскольку модульные элементы собираются на земле. В таких условиях намного проще обеспечить точность выполнения узловых соединений.

У этого метода есть недостаток – вес готовых блоков. Транспортировать собранные блоки на крышу без использования грузоподъемной техники достаточно сложно – понадобятся усилия как минимум четырех человек.

Дощато-гнездовой каркас ↑

Владельцам дачных домиков тоже хочется сэкономить место. Однако мощная мансарда для этих случаев никак не подойдет. Отличным вариантом станет маловесная дощатая конструкция из наслонных стропил, закрепленная на гвозди.

Для опорных элементов используют две доски и между ними устанавливают отрезки из бруска. Созданная таким способом система намного легче, чем собранная из цельных брусьев. Пространственную жесткость обеспечивают ветровые схватки – с их помощью опоры соединены со стропилами.

Советы по разработке проекта ↑

Типовые чертежи стропильной системы мансардной крыши «работают» для конкретного сооружения не всегда. Тогда создавать проект приходится своими руками. За неимением такой возможности можно подготовить набросок предполагаемой мансарды, в котором необходимо учесть:

возможную высоту потолка, которая определяет высоту стоек,
пропорции, так как чересчур большая мансарда только «изуродует» постройку,
наслонные стропила, формирующие нижний ярус мансардной крыши, визуально занижают карнизный свес. Если расположение окон высокое, то проем в верхней части оказывается перекрытым. Видимого эффекта нависания можно избежать, если использовать приведенный выше способ выноса стропилин.

Добрую службу при подборе пропорций крыши сослужит шаблонно-макетный метод. На ровном участке достаточной площади раскладывают доски/ бруски, повторяя контур конструкции в фактическую величину. Оптимальной конфигурации добиваются методом проб и ошибок, меняя углы или передвигая составные элементы. Составляющие фиксируют гвоздями и сразу замеряют длину балок, стропилин, затяжек и стоек. Эти данные используют при изготовлении шаблонов.