Стропильная система мансардной крыши: схемы, устройство

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 .

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.

Разновидности стропильных систем

Основа мансардной крыши — ее каркас. Он бывает нескольких видов, которые отличаются формой и типом:

• двускатная стропильная система — самая простая конструкция крыши, состоящая из двух разнонаправленных скатов;
• трехскатная и четырехскатная системы;
• вальмовая и полувальмовая. Вальмовая крыша имеет четыре ската, два из которых имеют форму треугольников, и два — трапециевидную;
• ломанная — разновидность двускатной кровли более усложненной формы.

Конфигурация крыши подбирается в зависимости от архитектурных особенностей дома, а также желаемой площади мансардного пространства. Наиболее распространенной является двухскатная стропильная система. Она способна выдерживать большие нагрузки, простая и надежная, но создает маленькое чердачное помещение.

Остальные виды стропильных систем позволяют значительно увеличить пространство под крышей, а также представляют более широкие возможности для реализации дизайна мансардного этажа.

[su_label type=»success»]Совет:[/su_label] [su_highlight background=»#E0FEC7″]если вам необходимо существенно увеличить площадь дома за счет мансарды — выбирайте многоскатные крыши.[/su_highlight]

Ломаная конструкция стропильной системы мансардной крыши сложна в исполнении, но придает оригинальности дому

Типы мансардных помещений

Отапливаемое мансардное помещение – реальная альтернатива второму жилому этажу деревянного или кирпичного дома. Дело в том, что увеличение этажности сооружения связано со значительными затратами на капитальный фундамент и сооружение лестницы. Разные конфигурации мансарды используют в зависимости от располагаемой площади и нужд домовладельца:

• Одноуровневая. Под ломанными или прямыми скатами двускатной крыши располагают только одно жилое помещение. Сооружение мансарды такого типа не сопряжено с увеличением веса кровли, поэтому он подходит для строящихся и реконструирующихся построек. Выполнить расчет и построить чертеж одноуровневой мансарды может даже мастер без опыта. По строительным нормам высота потолков в жилом помещении должна быть 2,5 м и более.
• Одноуровневая с выносной консолью. Устройство мансардной крыши консольного типа размещают под асимметричной крышей. Чтобы увеличить площадь жилого помещения, его часть выносят на пределы периметра сооружения. Выступающую часть мансарды, опирающуюся на столбы, приспосабливают под навес или гараж. Крыша дома с консолями асимметрична, основную часть дома покрывает двухскатная крыша, а консоль – односкатная «заплатка». Консольный вид мансарды возводят, чтобы установить вертикальные окна для естественного освещения. Однако, создать проект и чертежи такой сложности под силу профессиональным архитекторам, а сложная схема стропильной системы не подходит для самостоятельного монтажа.
• Двухуровневая. Если высота крыши превышает 5 м, то в мансардном помещении можно обустроить две комнаты, расположенные на разных уровнях и соединенных лестницей. Такой тип мансарды не надстраивают на уже существующие дома. Двухуровневые помещения планируют на этапе проектирования, учитывают, создавая чертежи фундамента. Схема взаимного расположения стропильной системы специально разрабатывается для сложной, асимметричной геометрии скатов крыши. Второй уровень мансарды опирается на колонны, поэтому надежность конструкции напрямую зависит от правильности расчетов и профессионализма архитектора.

Дизайнеры могут создать из консольных и двухуровневых мансард настоящие шедевры, используя преимущества панорамного освещения, оборудовать оранжерею, детскую или спальню, наполненную свежим воздухом и светом, однако, для самостоятельного монтажа больше подходит простая одноуровневая конструкция.

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.

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.

Виды стропильных систем

Если вы решили построить сами дом с мансардной крышей, то первым делом стоит выбрать ее вид. Такая конструкция может быть односкатной, двухскатной, вальмовой и так далее. У каждой разновидности строения крыши есть свои плюсы и минусы. Например, конструкция с 1-м скатом считается самой дешевой. Вальмовая крыша обладает эстетичным внешним видом.

Наибольшей популярность пользуется двухскатный вариант. Такая крыша более проста в исполнении, по сравнению с вальмовой или четырехскатной стропильной конструкцией, и при этом оставляет достаточно много свободного пространства, особенно если выбирается ломаная разновидность. Мансарда дома получается достаточно просторной и только способствует улучшению внешнего вида. К тому же конструкция получается надежной и долговечной.

Если вы выбрали двухскатный вариант мансардной крыши, то стоит определиться с типом стропильной системы. Тут специалисты предлагают 2 основных варианта, а именно:

1. Наслонная. Такая разновидность стропильной системы двухскатной мансардной крыши возводится в том случае, если дом имеет дополнительную несущую стену по центральной оси. Вся конструкция упирается на мауэрлат и коньковый прогон. Последний при помощи стоек переносит нагрузку на осевую несущую стену. Подобная стропильная система мансарды испытывает нагрузку только на изгиб. В связи с этим она менее массивная и требует меньшего количества материала.
2. Висячая стропильная система мансардной крыши применяется в том случае, если дом не имеет осевой несущей стены. Такая конструкция стропильной системы опирается только на мауэрлат и создает только распорную нагрузку. Чтобы ее компенсировать используется затяжка. Последняя может быть расположена как в нижней части стропильного треугольника (каждой пары стропил), так и в верхней его части. Последний вариант при желании иметь мансарду в доме практически не используется, так как в этом случае свободного пространства будет слишком мало.

Некоторые специалисты выделяют и комбинированный вариант стропильной системы мансардной крыши. Такая конструкция может быть использована в том случае, если в доме вместо несущей стены имеются опорные колонны. В этом случае часть стропил можно монтировать с применением наслонной технологии, а другую часть как висячие.

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 – 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°)

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.

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.

Разновидности конструкций крыши, преимущества и недостатки

При строительстве мансарды используется стропильная система, которая отличается формой и типом конструкции. Кровля может быть:

1. Двухскатная. Самый простой способ монтажа конструкции – симметричная щипцовая крыша.

Она имеет фронтальный вид в форме треугольника. Если ширина дома не превышает 6 метров, то угол наклона в такой крыше может быть в пределах 45 градусов. При ширине дома более 6 метров угол должен быть увеличен до 60 градусов.

Преимуществом такой мансардной крыши является легкость и быстрота монтажа, надежность конструкции и ее возможность выносить значительные нагрузки.

Недостатком является маленькое пространство внутри помещения, что не позволяет спроектировать большую мансарду

Установка стропильной системы двускатной крыши https://www.youtube.com/watch?v=3ykQjiMMUbA

1. Трехскатная и четырехскатная. Имеет еще другое название – несимметричная, имеющая скаты разного наклона и длины.

Преимуществом такой кровли является красивый дизайн и оригинальность.

Недостатком служит то, что такая крыша стоит намного дороже и имеет сложную форму, которая требует скрупулезного расчета.

1. Ломаная двускатная. Скаты такой мансардной конструкции имеют две части, расположенные под разными углами наклона.

Преимуществом ломаной кровли является то, что в этом варианте можно использовать чердачное помещение под мансарду с максимальной отдачей. Кроме этого, стропильная система ломаной мансардной крыши является наиболее экономичной.

1. Полувальмовая. Один из видов двускатной кровли. Характерностью является два ската (вальма) над фронтальной частью кровли.
2. Вальмовая. Представляет собой трапециевидные скаты с обеих сторон длинной крыши и треугольные скаты с обеих сторон короткой.

Преимуществом полувальмовой и вальмовой крыш является то, что они, благодаря отсутствию фронтонов, способны нести значительные нагрузки. Они имеют низкую парусность. Стропильная система таких крыш дает возможность монтировать свес значительных габаритов, который будет служить защитой от атмосферных явлений. Конструкция таких крыш более прочная.

Недостатком является сложность при монтаже. Вальмы уменьшают общее пространство мансарды. Вальмовые и полувальмовые крыши требуют наличия окон, которым надо уделить особое внимание еще на этапе проектирования. Окна, расположенные в самом скате, проще в изготовлении и монтаже, но должны быть закрыты при атмосферных осадках. Вертикальные оконные проемы намного удобнее, но их оборудование и монтаж намного сложнее.

Проектирование стропильной системы для вальмовой крыши

Материал для стропильной системы

Материалы, которые используют для изготовления несущих элементов конструкции, должны быть прочны, выдерживать перепады температур, иметь небольшой удельный вес и обладать стойкостью к влаге. Наиболее приемлемым материалом является древесина. Под изготовление конструкции выбирают хвойные породы с высокой прочностью и минимально поддающиеся гниению. Такими могут быть лиственница, сосна или ель. Готовый брус необходимо обработать антисептиком и огнеупорным материалом. Также, стропильная система крыши может быть изготовлена из клееного бруса, но это повлечет увеличение длины прогона.

Стропильная система может изготавливаться из легких металлических конструкций. Такой вариант крыши легко монтируется, прост в эксплуатации и уходе, но стоит значительно дороже.

Основные элементы стропильной системы

Основой, на которую монтируют внутреннюю и внешнюю обшивку чердачного помещения, является стропильная конструкция. Часто встречаются случаи, когда внутреннее пространство между кровлей и обшивкой служит для прокладки разного рода коммуникаций.

Конструкция состоит из следующих частей:

1. Стропила. Являются одним из главных элементов каркаса всей конструкции. От их формы и количества зависит угол наклона ската, схема, устойчивость и прочность конструкции.
2. Прогоны. Предназначены для соединения стропил.
3. Мауэрлат. На него монтируются стропила. Выполняет функции фундамента для всей мансардной конструкции, равномерно распределяя нагрузку на здание по всему своему периметру.
4. Обрешетка. Обшивочный материал, монтируемый на стропила, на который крепится кровля. Кроме этого, увеличивает жесткость всей конструкции.
5. Конек. Место верхнего крепления скатов мансардной кровли.
6. Опорная стойка, подкос. Распорные элементы, которые укрепляют стропила.
7. Лежень. Брус между фронтальной стеной и перекрытием. Монтируется параллельно коньку. Служит основой для крепления подкосов и стоек. Придает прочности и устойчивости стропилам.
8. Затяжка. Крепежная деталь, предназначенная для фиксации стропил.
9. Кобылки. Кусок бруса, который удлиняет стропилы, чтобы сделать свес крыш необходимой длины.
10. Свес крыш. Нижняя часть кровли, которая выходит за стены. Предназначена для предохранения стен и фундамента от воздействия атмосферных осадков.

Подведем итоги:

• мансарды позволяют увеличить площадь используемого помещения;
• их стропильная система имеет свои особенности;
• есть несколько видов мансардных крыш;
• монтаж системы стропил кровли для мансарды возможен даже при наличии небольшого опыта в области строительства;
• важным условием успешного проведения монтажных работ являются точные расчеты.

Видео наглядно демонстрирует этапы устройства мансардной стропильной системы