Сложность заключается в том, что необходимо учесть несколько важных составляющих: снеговую нагрузку, порывы ветра, угол наклона скатов, вес самих стропил, утеплителей, гидроизоляции, кровельных материалов. Стропила могут быть комбинированными, металлическими или деревянными.

Мансардная крыша должна быть легкой, чтобы не нагружать фундамент. Застройщики все чаще используют тонкостенные металлические стропила мансардных крыш, их стоимость гораздо выше деревянных, но скорость и простота монтажа таких систем покрывает этот недостаток с лихвой.

В самостоятельном строительстве стропильная система мансардной крыши традиционно изготавливается из дерева, поэтому за основу возьмем именно этот материал.

Полезно знать

Чтобы правильно рассчитать стропильную конструкцию мансарды, необходимо суммарно учесть 3 вида нагрузок, действующих на кровельную систему. Во-первых, следует вычислить вес самой мансардной крыши: кровельный материал, обрешетка, контробрешетка, гидроизоляция, стропила, теплоизоляционный слой мансарды, пароизоляция, чистовая отделка. Для этого потребуется знать вес каждого материала на 1м 2, такие параметры указываются в инструкциях и сертификатах заводов–изготовителей.

Например, полимерно-битумной гидроизоляции потребуется 5 кг/м 2 , один квадратный метр минваты весит 10 кг, стандартной обрешетки из доски в 25 мм — 15 кг, ондулин приблизительно 3 кг, металлочерепица — самый тяжелый кровельный материал. При подсчете нагрузки сложите все показатели и умножьте на поправочный коэффициент 1,1.

Во-вторых, конструкция стропильной системы мансардной крыши должна выдерживать снеговые нагрузки, в некоторых районах этот показатель превышает более 500 кг на м 2 . Формула для расчета снеговой нагрузки:

S=Sg x µ, где

Sg — масса снега на 1м 2 горизонтальной поверхности, показатель устанавливается нормативными документами для каждого климатического района в отдельности;

µ — коэффициент, зависящий от уклона крыши: угол в 25 о – коэффициент 1,0, 25-60 о – 0,7, если уклон выше 60 о коэффициент не учитывается.

И наконец, ветровые нагрузки. Для их расчета применяется формула:

W = Wo x k, где

Wo – нормативные данные, которые определяются индивидуально для каждого района;

k – поправочный коэффициент для разного типа местностей и высотности здания.

На основании суммарной нагрузки на стропильную систему мансардной крыши, определяется длина, шаг и поперечное сечение стропильной ноги. Далее мы привели таблицу рекомендуемых параметров для устройства стропильной системы в умеренном климатическом поясе (Московская область):

Для других элементов стропильной системы мансардной крыши существуют свои параметры:

• мауэрлат выполняется из бруса 150*150, 100*150, 100*100 мм;
• ригель – 100*200-150 мм;
• прогоны – 100*200-150-100 мм;
• енды, диагональные ноги – 100*200 мм;
• затяжка – 50*150 мм;
• подкос – 150*150, 100*100 мм.
• подшивочная доска – 25*100 мм.

Стропильная система двускатной мансардной крыши, чертеж основных элементов фермы

Основные узлы

Стропильные конструкции мансардных крыш не зависимо от проекта включают в себя множество сопряжений и стыковых узлов, они соединяются между собой, врубаются в затяжку и мауэрлат, имеют вспомогательные элементы системы: ригели, бабки, опоры либо подкосы, дополнительно скрепляются скобами, болтами, хомутами. Устройство стропильной системы мансардной крыши должно предусматривать равномерное распределение всех нагрузок на основание и несущие конструкции строения.

Схема стропильной системы мансардной крыши, основные узлы и элементы

В зависимости от архитектурного решения, определяется вид мансардной крыши, в свою очередь от конфигурации кровли зависит не только внутренний интерьер мансарды , ее полезная площадь, но и какой вид стропильной системы применим в каждом конкретном случае: висячий или наслонный.

Наслонная система, опирание ноги на коньковый брус и мауэрлат

Наслонные стропильные ноги опираются на несущие стены мансарды, а в середине поддерживаются промежуточными опорами, в таких системах нагрузки передаются исключительно на изгиб. Висячие опираются только на мансардные стены, обычно устанавливаются при монтаже мансардного этажа , где нет внутренней несущей стены, они не создают горизонтальную нагрузку, только на сжатие и изгиб.

Висячая система устраивается, если расстояние между опорами-стенами не более 6,5 м, установка дополнительной опоры дает возможность перекрыть мансарду шириной до 12 метров, если требуется перекрыть более широкий участок, то на каждые 3 метра устанавливается своя опора.

Висячие и наслонные стропила мансардной крыши

Если по проекту мансарды предусмотрен не один, а несколько уклонов, как в классической мансардной крыше, то обычно чередуются висячие (верхние) и наслонные (нижние) стропила.

Посмотрите, как устанавливается стропильная система мансардных крыш, видео урок поможет разобраться во всех тонкостях устройства ломаной конструкции.

Несущие элементы системы обеспечивают прочность и устойчивость всей конструкции мансардной крыши. У мансардной крыши несущими элементами являются: обрешетка, стропила, мауэрлат. Конструктивные особенности системы определяются видом мансардной крыши: односкатной, вальмовой, многоскатной, щипцовой и пр.

Стропильная система мансардной крыши, схема расположения узлов односкатного перекрытия

Форма крыши мансарды зависит от перекрываемой площади и архитектурного замысла, для обустройства полноценной мансарды лучше выбирать простые виды мансардных крыш, чтобы балки и стойки не загромождали пространство внутри.

Мансарда, стропильная система вальмовой четырехскатной крыши

Этапы монтажа стропильной системы мансарды

Технология монтажа мансардной крыши требует определенной последовательности:

• установка мауэрлата;
• укладка поперечных балок;
• монтаж вертикальных стоек;
• затяжка боковых стоек или установка конькового бруса;
• разметка шага и монтаж стропильных ног;
• установка вспомогательных узлов: ригелей, подкосов, подстропильных ног;
• обрешетка, гидроизоляция, настил кровельного материала.

Крепление мауэрлата является важным этапом для устройства всей системы, это основа конструкции

Технология стыковки

Не смотря на то, что алгоритм возведения стропильной системы достаточно прост, установка стропил мансардной крыши требует грамотного подхода к монтажу стыковочных узлов. Основная нагрузка в системе приходится на ноги, поэтому от качества их монтажа на мауэрлат, а так же от надежности их соединения между собой зависит безопасность и прочность крыши, да и мансарды в целом.

Стропильная система мансардной крыши, фото крепления висячих стропил к мауэрлату

Существует 2 варианта соединения стропила с мауэрлатом: скользящее и жесткое. В деревянных мансардных конструкциях нельзя делать все соединения жесткими, так как дерево при определенных условиях сжимается и расширяется, а при жестком соединении возникают распорные нагрузки на несущие узлы, в совокупности это приводит к деформации элементов стропильной системы мансарды.

Как правильно крепить наслонные стропила для мансарды

Если на мансардной крыше применяется жесткая система крепления, то необходимо исключить какие-либо усилия: скользящие, крутящие моменты, повороты, сдвиги. Для жесткого крепления существует два способа соединения:

• врубка в стропильной ноге;
• нашивка подпорного бруса.

Седло (врубка) делается на ноге, запилы должны обеспечить плотное прилегание деталей, и не должны превышать 1/3 высоты бруса. Для жесткого крепления стропило упирается врубкой в мауэрлат, 2 гвоздя забиваются с боков, под углом друг к другу, крест на крест, третий гвоздь забивается сверху, вертикально. Рекомендуется дополнительно усилить крепления металлическими пластинами, уголками, болтами.

Скользящий способ соединения заключается в том, что в мауэрлате выпиливается выемка под ногу, затем детали соединяются между собой специальным металлическим уголком — салазки. Так крепится наслонная система.

Скользящее крепление мансардной стропильной системы

Независимо от способа соединения мансардной стропильной системы, стропила и мауэрлат прикручивают между собой проволокой или дополнительно соединяют анкерами, чтобы исключить сдвиг крыши от сильных порывов ветра. Подкосы, бабки, распорки и бабки крепятся скобами и хомутами.

Как нарастить и усилить стропила мансарды

Зачастую стропильной ноге не хватает длины бруса, чтобы не заказывать специальные доски, и не удорожать строительство мансарды, их наращивают.

Стропила из бруса сращиваются косым прирубом. В деталях делают наклонные запилы, их длина должна быть равна удвоенному сечению, а торцы высотой, равной сечению бруса, умноженному на коэффициент 0,15. Стык крепят болтами. Подобное соединение балок гармонично вписывается в дизайн мансарды, и позволяет оставить несущие элементы крыши открытыми.

Иногда стропила мансарды крепят внахлест, доски друг на друга должны заходить не менее чем на метр, затем они крепятся гвоздями или болтами в шахматном порядке. Если мансардные стропила наращиваются встык, то запил должен быть строго в 90 о, элементы прикладываются торцами, с двух сторон накладываются доски, затем конструкция крепится болтами либо гвоздями.

Варианты удлинения стропильной ноги

Если сечение материала недостаточно, то доски усиливают. Спаренные стропила состоят из двух и более досок, плотно прилегающих друг к другу, прошивается такая конструкция гвоздями в шахматном порядке. Составные стропила делают из двух досок, между которыми вставляются вкладыши длиною 2 высоты доски. Расстояние между вкладышами не должно превышать 7 высот ноги. Верхняя часть составных стропил может состоять из одинарной доски.

Способы усиления стропильной ноги

Как стыковать стропила наверху

Соединение стропил мансардной крыши между собой наверху имеет несколько вариантов. Если конек не предусмотрен, доски обрезаются под углом, крепятся между собой гвоздями, и дополнительно при помощи металлических и деревянных накладок. Висячие системы при сложной стропиловке многоскатной мансардной крыши, крепятся в шип, одинарным или двойным зубом.

Верхнее соединение стропил на безконьковой мансардной крыше

Если стропильной системой предусмотрен конек, то к коньковому брусу стропила можно крепить внахлест, либо запилив торцы под нужным углом, обязательно следует усилить стыки металлическими или деревянными накладками.

Стыковка стропил на коньковом брусе

Сборку стропильных ферм лучше проводить на земле, а затем поднимать и устанавливать конструкцию на мансардный этаж. Прежде всего, необходимо сделать шаблон. Для этого доска прикладывается по месту, отчерчивается угол запила для верхнего стыка, и отмечается паз для крепления к мауэрлату, затем таким же образом примеряется вторая доска.

На земле по полученным отметкам доски запиливаются, стыкуются между собой, шаблон поднимается на крышу и примеряется. Если геометрия мансардной крыши соблюдена, то всю стропильную систему можно изготовить по одному шаблону, но в случае небольших отклонений, рекомендуется делать только верхний запил и стыковку, а врезку в мауэрлат делать по месту.

Приступая к строительству мансарды, необходимо иметь хороший проект. Вид кровли должен гармонично сочетаться с видом всего здания. Выбирая конструкцию верхнего этажа, необходимо выяснить, как устроена , каков ее шаг. Конструкция стропильной системы является основой кровли. Важными являются все узлы, опоры, расстояние между ними, материал и ограждения. Это опорный скелет кровли, определяющий ее надежность и долговечность, кроме того, стропильная система позволяет выполнять ее прямую функцию – защищать от непогоды. Если планируется строить мансарду своими руками, необходимо подобрать не очень сложную схему конструкции. Стропильная система во многом зависит от того, какой тип кровли будет выбран, какой шаг стропил и какой вид мансардной крыши будет предпочтительным. Проект должен содержать расстояние между стропилами, шаг расположения балок, учитывать как собственный вес кровли, так и нагрузку, вызванную природными осадками. Кроме того, все узлы должны быть устойчивы к перепадам температур.

Система стропил и узлы для различного вида мансардных конструкций имеют свои отличия. При этом конструкция должна быть не очень тяжелой, дабы не нагружать стены здания, надежной и прочной, а шаг стропил оптимальным. По видам мансардные кровли бывают:

• Двухскатными, с двумя скатами по сторонам.

• Ломаной, состоящей из двух или более скатов с различными углами наклона.

• Вальмовой, где два или больше ската имеют треугольную форму.

• Полувальмовая, с торцевыми скатами расположенными примерно на расстоянии половины высоты.

• Купольная, для зданий, имеющих многоугольную или круглую форму.

• Сводчатая, имеющая форму дуги в разрезе.

Тип кровли подразделяется на вентилируемые и не вентилируемые конструкции. В зависимости от климата выбирается строение того или иного типа. Для влажных климатических зон с большим количеством осадков предпочтительнее строить вентилируемые кровли. В подобных крышах слой воздуха между кровельным материалом и изолятором выполняет дополнительную предохраняющую функцию. Не вентилируемая, ломаная больше подходит для сухого климата.

Особенности мансардной крыши

Характерными особенностями мансардной кровли, в отличии от стандартных крыш является воздействие на конструкцию не только снаружи, но и изнутри. Внешние в виде осадков и ветра и внутренние в виде конденсата, возникающего из-за разницы температур в помещении и на улице. Поэтому конструкция верхнего этажа и стропильная система должны иметь дополнительную пароизоляцию и теплозащиту – слои материала, уложенные на некотором расстоянии между собой. Для дополнительной теплоизоляции, как правило, используется минеральная вата, вместе с влагонепроницаемым материалом и гидроизоляцией на кровле они образуют хорошую защиту. Небольшое расстояние между слоями даст вентиляцию кровле.

Как правильно устанавливать теплоизоляцию и гидроизоляцию

Правила для стропильных систем

При строительстве мансардной кровли необходимо четкое соблюдение норм и рекомендаций касающихся конструкций системы стропил и их шага. Основные из них:

• Брус или доску для изготовления стропил следует выбирать из древесины высокого качества и хорошо просушенной (с влажностью не более 15%).
• Размер стропил следует выдерживать не менее 100х100 мм в сечении.
• Не допускается врезка балок в нижний венец, это может ослабить конструкцию.
• Обязательно обработать огнезащитным составом и антисептиком все узлы из дерева, для предотвращения грибка и гниения.
• Угол наклона стропил от 30 до 60 градусов.
• Крепления стропил осуществляются металлическими уголками или металлическими скобами и специальными гвоздями, обвязка производится проволокой.

• Высота стропильной системы варьируется 2.5-3.5 метра, а ломаная конструкция допускает высоту до 4м.

• Особо тщательно следует проектировать и просчитывать узлы и оконные проемы, шаг стропил, т.к. после монтажа стропил изменить параметры мансардных окон будет сложно.

Материалы стропильной конструкции

Стропильная система мансардной крыши может строиться из различных материалов. Современная промышленность позволяет использовать не только дерево, но и облегченные металлические балки и узлы. Самые распространенные это:

• конструкции из металла;

• железобетонные конструкции, применяемые в основном для промышленных зданий;

• деревянные конструкции;

• комбинированные конструкции.

Определять материал следует исходя из конструктивных параметров здания, его размеров и применения. Металлические и бетонные стропильные системы, как правило, используются на зданиях промышленного назначения. В частных и небольших по размеру домах чаще предпочитаются деревянные конструкции. Дерево легче обрабатывать, конструкция кровли не такая тяжелая, стропильная система из дерева легче монтируется и намного экологичнее.

Расчет стропильной системы

Чтобы кровля прослужила долго, надежно выполняла свои функции и не требовала постоянного ремонта, необходимо проделать точные расчеты перед началом строительства. Следует учесть собственный вес кровли, зависящий от ее материала, количество осадков и нагрузки ветра. В соответствии с расчетами выбирается тип стропильной конструкции и шаг установки стропил. Перечислим основные разновидности стропильных систем:

• висячая;

• система стропил ломаной крыши;

• наслонная система;

• комбинированная.

Расчеты для систем с наклонной конструкцией, ломаной кровли легче и быстрее, чем для висячих стропил. Наиболее распространёнными являются комбинированные стропильные конструкции скатных крыш. Рекомендуется расчет сложных стропильных систем поручить профессиональным проектировщикам. Расчет с помощью сложных формул и коэффициентов должен дать значение нагрузки на один метр квадратной стропильной системы. Для жилых домов нормативная средняя нагрузка равняется 50 кг на м².

Расчетная схема стропильной системы

Обрешетка и мауэрлат

Конструкция обрешетки напрямую связана с видом кровельного покрытия. Для мягких видов покрытия (например, ондулин) обрешетка должна быть сплошной. При использовании шифера, металлочерепицы или профнастила, доски на обрешетке следует располагать на расстоянии 25-40 см. Для изготовления обрешетки, обычно, используется обрезная доска толщиной 40-50 мм. Если крыша устроена с малым уклоном, следует установить снегозадерживающие конструкции.

Для каменных строений распространена такая часть стропильной системы как мауэрлат. Его задача скомпенсировать часть нагрузки стропил на стены дома. Кроме того, мауэрлаты соединяют конструкцию крыши и здания. Как правило, крепится мауэрлат при помощи анкеров на бетонный пояс поверху стен. В небольших деревянных домах из бруса или рубленых роль мауэрлата может выполнять последний венец.

Опоры стропильной системы

В случае монтажа лежней на столбах, размеры столбов должны равняться 100х145 мм ± 5 мм. Если лежень монтируется на стене или на перекрытии, между ними можно установить узкую доску. Лежень можно не использовать для четырехскатной кровли, если используются балки без крышных подкосов.

Монтаж

Вкратце приведем порядок, в котором устанавливаются стропильные системы скатных крыш. Начинать следует с монтажа мауэрлата, на который будет опираться стропильная система. Изготавливается он из бруса размером, примерно 10х15 см и принимает на себя нагрузку стропил. Под брус заводится гидроизоляция в виде рубероида или аналогичного материала. Фиксация мауэрлата производится шпильками или с помощью цементного раствора.

В случае если крыша имеет ломанную или комбинированную конструкцию, наиболее распространенной формой фермы является п-образная. Рекомендуется монтаж таких ферм производить внизу, после чего поднимать и устанавливать на крыше. Каркас собирается из доски 5х15 см или бруса 10х10 см и монтируется на крыше на расстоянии 0.5-2 метра. Дистанция между фермами определяет нагрузку, которую должна выдерживать кровля. Чем меньше расстояние между стропилами, тем большую тяжесть выдержит конструкция. Наиболее распространенными являются треугольные фермы.

Важно! Первыми следует устанавливать крайние фермы, соединив их коньком. Конек с помощью уровня выравнивается по горизонтали, после чего можно ставить промежуточные фермы.

Подобная конструкция с П-образными фермами является оптимальной при ширине кровли не более 6 метров. Для крыш превышающих этот параметр рекомендуется конструкция с дополнительной центральной опорой из бруса. Стропильные ноги и фермы в верхней части между собой соединяются горизонтальными балками. Для изготовления надежной и прочной стропильной системы мансарды, следует использовать хвойные сорта древесины. Брус, хороший просушенный и ошкуренный, тщательно проверяем на наличие сучков на всех элементах и выбраковываем. Крепеж осуществляется металлическими уголками, скобами на равном расстоянии и накладками.

Устройство стропильной системы крыши

Квартирный вопрос, для многих, стал проблемой номер один. И если увеличить жизненное пространство вширь не получается, то приходится искать иные пути и обустраивать под жилье неожиданные помещения. Одним из возможных решений стала мансардная крыша, во внутреннем пространстве которого организуют помещения, приспособленные для жилья.

Сегодня такое решение пользуется большой популярностью. И это вполне объяснимо, ведь стропильная система мансардной крыши в своем современном исполнении позволяет найти наиболее рациональный вариант конструкции, которая позволяет достичь удобных форм комнат под надежной, а, значит, и долговечной крышей.

Стропильная система мансардной крыши: фото конструкции несущей системы ломаной крыши

Стропильные конструкции мансардных крыш

Мансардная крыша, как и любая конструкция кровли, состоит из двух систем:

• ограждающей, включающей кровельный пирог, гидро-, паро- и теплоизоляцию;
• силовой, куда входит, во-первых, стропильная система, и, во-вторых – мауэрлат.

Мауэрлат распределяет нагрузки, которые испытывают стропила мансардной крыши, на несущие стены

Стропильная система мансардной крыши – это ее силовой каркас со множеством видов и разновидностей. К тому же она считается самой оптимальной в силу своей относительной простоты и небольших затрат на увеличение внутреннего пространства.

Классическая мансарда – стропильная система

Будучи основой для мансардной крыши, система стропил помимо своего веса должна выдерживать и расчетные нагрузки от ветра и снега. Если учесть к тому же, что это звено, связующее воедино кровельные скаты, балки перекрытия, стены и потолок, то очевидно – расчет стропильной системы мансардной крыши должен быть выполнен тщательно и грамотно.

Связь между полезной площадью мансарды и углом наклона крыши

Конструкция и размеры мансарды зависят от многих параметров, в частности, от ширины дома и высоты помещения. Поэтому сначала необходимо подготовить соответствующие чертежи и проработать все узлы соединений. Схема стропильной системы мансардной крыши должна содержать исчерпывающую информацию об

• увязанных между собой высоте, шаге и сечении стоек;
• длине и наклоне стропил;
• месте расположения мансардных окон;
• размере обрешетки
• материале для обшивки фронтона.

Расчеты системы можно значительно упростить, если использовать таблицы, в которых представлены готовые конструктивные решения узлов несущей системы с указанием способов крепления и основных размеров.

Конструкция стропильной системы мансардной крыши

Стропила для мансарды бывают двух видов.

Типы стропильных систем

• Висячие, имеют две опоры, скажем, стены, колонны и т. п. Они одновременно работают на изгиб и на сжатие, передавая таким образом несущим стенам горизонтальные усилия. Самые простые висячие стропильные фермы состоят непосредственно из стропилин и нижнего пояса – затяжки (ригеля), опирающегося на мауэрлат. Такая система оправдывает себя, если опорные стены друг от друга отстоят не больше 6–6,5 м.
• Наслонные стропила имеют по центру дополнительную опору, к примеру, внутреннюю стену или колонну, поэтому они работают только на изгиб. Такая конструкция снижает нагрузки, под воздействием которых находятся несущие стены. Наслонная несущая система может перекрывать расстояние до 10 м, а при установке дополнительных прогонов и стоек – до 16 м.
• Несущая система мансардного этажа нередко включает эти оба типа

Простейшая стропильная система мансарды

Как видно из верхнего рисунка, в несущую систему мансардной крыши входят нижние стропильные ноги (наклонные), верхние (висячие) стропила, вертикальные стойки, связующая горизонтальная перекладина и коньковый брус. Для небольшой мансарды наличие конькового бруса необязательно. Его вполне можно заменить сплошной обрешеткой, которая создает диафрагму жесткости.

Как известно, самой жесткой фигурой в геометрии является треугольник, поэтому коньковые и боковые фермы, выполненные в треугольной форме, способны обеспечить жесткость системы в двух направлениях – боковом и вертикальном.

Конструкция несущей системы для мансарды

Что же касается объемной жесткости, то для этого устанавливают подкосы, также образующие треугольник вместе с вертикальными стойками.

Материалы в конструкции стропил для мансарды

Наиболее популярными материалами для мансардной стропильной системы являются древесина и металл.

Как правило, систему собирают из массива древесины таких пород, как сосна и ель. Брусья и доски в обязательном порядке проходят обработку антисептиками и антипиренами, которые защищают их от грибка, плесени, насекомых и огня.

Нередко для этих целей используют клееный брус, который имеет определенные преимущества перед обычным:

• он более прочный и легкий;
• позволяет увеличить расстояние между стропилами мансардной крыши без потери жесткости;
• не требует дополнительной пропитки.

Металлические стропила мансардных крыш

Для придания особой прочности мансардной конструкции применяют стальные тонкостенные конструкции. Они отличаются долговечностью, выносливостью и простотой в сборке, огнестойкие, но, к сожалению, стоят значительно больше деревянных.

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.

Установка стропил мансардной крыши

Монтаж стропил для мансарды схематически проводят в следующем порядке.

Стропиловка двускатной крыши

1. Верхний брус крепят к стойкам, причем первый по счету одновременно будет служить подстропильной рамой.
2. Устанавливают мауэрлат.
3. Монтируют стропильные ноги с шагом 60– 100 см. Сначала устанавливают фермы, крайние к фронтону и протягивают уровень, в соответствии с которым устанавливают промежуточные элементы.
4. Стропила в верхней части каркаса соединяют между собой.
5. Для кровель длиннее 7 м устанавливают коньковую балку.

Правила крепления стропил

К мауэрлату их крепят жестким или скользящим способом. В первом варианте практически полностью исключена возможность взаимодействия между закрепленными элементами.

Крепление к мауэрлату: скользящее и жесткое

Для этого

• используют металлические уголки для крепления нижней части стропил с дополнительной жесткой опорой на подшивной брус;
• крепят на запил, выполненный на стропильной ноге и дополнительно фиксируют соединение, используя скобы, гвозди, проволоку.

Скользящее сопряжение элементов обеспечивает стропилам свободу перемещения в определенных пределах. Оно больше подходит для деревянных домов, так как исключает деформацию несущей системы при усадке дома. Выполняют его, используя «салазки», скобу, гвозди.

Крепление к коньку: встык и внахлест

Крепление к коньку выполняют:

• соединением стропил встык, обрезав верхние края под определенным углом.
• креплением на прогон по одному
• соединением внахлест.

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.

Все больше и больше появляется архитектурных, оригинальных домов, украшенных эркерами, надстройками, мезонинами. Входят в моду мансарды, расширяющие полезную площадь дома. Но мансардные кровли, в отличие от простой двухскатной крыши, требуют сложных стропильных систем. Правильно рассчитать их и провести монтаж совсем не просто. Ниже постараемся вкратце осветить этот вопрос и привести полезные рекомендации специалистов.

На стадии проектирования дома должна быть рассчитана кровельная конструкция. Расчеты, использующие сложные формулы, должны дать значение нагрузки на один метр квадратной стропильной системы. Для жилых домов нормативной нагрузкой является 50 кг/м2.

В соответствии с расчетами выбирается тип стропильной конструкции мансарды. К основным разновидностям следует отнести:

• висячую стропильную систему;
• систему стропил ломаной крыши;
• наслонную систему двухскатной крыши;
• комбинированную.

Наиболее распространёнными являются комбинированные стропильные системы скатных крыш. Рекомендуется расчет сложных стропильных систем поручить профессиональным проектировщикам.

Совет!

Для увеличения полезной площади здания, следует выбирать конструкцию многоскатной мансардной крыши.

Элементы стропильной крыши

Опытные специалисты прекрасно поймут, о чем идет речь в статье, поскольку знают все термины и названия конструкций. Для того чтобы понятно было всем, приведем распространенные названия элементов :

• Мауэрлат – балка, крепящаяся по верхнему венцу или по стене дома, на которую опирается стропильная система;
• Балки перекрытия – деревянная конструкция, играющая роль мансардного пола и, одновременно, потолка нижерасположенного помещения;
• Стойки – вертикально установленные столбы, на которых крепятся стропила и балки.
• Прогоны – балки (доски) расположенные горизонтально, служат опорой стропилам;
• Ригеля –горизонтальные балки в П-образной ферме. Служат опорой и стягивают скатные стропила, имеют другое название «затяжки»;
• Стропила – брус или доски, создающие основу конструкции кровли;
• Подвеска – стойка, задача которой поддерживать ригель, облегчая его работу, устанавливается также горизонтально;
• Обрешетка – дощатая или фанерная основа, на которую укладывается кровельный материал;
• Кобылка – доска, служащая основанием для монтажа свеса, устанавливается по низу стропильной системы.

Расчеты стропильной системы

Выбор стропильной конструкции во многом зависит от размеров здания, в соответствии с которыми определяется длина пролета, т.е. дистанция между основными стойками. Для небольших домов предпочтение можно отдать двухскатной конструкции.

Расчеты конструкции проводятся с целью определения нагрузки, в соответствии с нормативами и строительными правилами. Основным правилом для мансардной крыши является ограничение ее высоты, которая не должна составлять менее 2.5 метров внутри помещения. Таким образом, кровля должна иметь минимум 2.80 м в высоту, поскольку требуется укладка утепляющего слоя, и отделка внутри самой мансарды.

Обязательно следует изготовить чертеж конструкции, на котором следует проставить все размеры и максимально отобразить элементы каркаса. На чертеже должны быть отображены габариты дома, угол наклона стропил, высота кровли.

Совет!

Чтобы провести точные расчеты по всем нагрузкам на кровлю и ее элементы, рекомендуется воспользоваться калькулятором, размещенном на многих сайтах, посвященных строительству крыш.

Достаточно внести вид кровельного покрытия, материал каркаса мансардной крыши и размеры. Программа рассчитает углы сечения и шаг стропил, даст рекомендации по конструкции обрешетки.

Расчет стропильной системы

Технология монтажа мансардной кровли

Начинать следует с монтажа мауэрлата, который укладывается по периметру верхнего края стен, если дом кирпичный или блочный. В домах из бруса или рубленных мауэрлатом может служить верхний венец. Брус, из которого изготавливается мауэрлат, должен иметь в сечении размеры 100х100 мм или 150х150. Древесина хвойных пород для бруса должна быть хорошо высушенной. Балки мауэрлата фиксируются анкерами или шпильками к стенам с шагом примерно два метра. Под мауэрлат заводят гидроизоляцию, как правило, рулонного типа (рубероид).

Далее следует приступать к монтажу перекрытия. Балки 150х200 мм, положенные на мауэрлат должны выступать за стены дома примерно на 0.3-0.5 м. Крепят балки уголками и винтами (саморезами по дереву), начиная с крайних, затем промежуточные.

Важно!

При укладке следует с помощью шнура контролировать горизонтальный уровень, чтобы балки лежали в одной плоскости.

Расстояние между ними, как правило, 0.5-1.0 метра, если планируется укладка утеплителя, стандартная ширина листа которого 0.6 м, то удобнее будет выдержать такой же шаг балок.

Монтаж стропильной системы крыши

Установка опорных стоек и прогонов

Следующий этап – монтаж стоек. Для них используется брус 100х150 мм, крепление которого производится на фронтальных балках перекрытия. Необходимо, с помощью отвеса, выверить вертикальность каждой опоры и зафиксировать укосинами. Промежуточные опоры устанавливаются на балках также строго вертикально, образуя два параллельных ряда.

Далее следует установка прогонов, сделать которые можно из доски шириной 100-150 мм и толщиной 40-50 мм. Фиксация прогонов производится с помощью гвоздей и уголков на винтах. Затем поверх прогонов укладываются дощатые ригеля, для жесткости, устанавливаемые на торец.

Совет!

В результате образуется контур будущего мансардного помещения. Для придания дополнительной прочности следует укрепить опоры подкосами и схватками.

Монтаж стропильных элементов

Установка стропил, начинается с нижних. Для них подойдет доска 40-50 мм толщиной и 150 мм шириной. Одним концом опираем на мауэрлат вплотную с балками перекрытия, а другой крепится на прогонах с помощью уголков, винтов и гвоздей. Для установки стропил в верхней части кровли следует разметить центральную линию кровли. Все стропила должны иметь одинаковую длину. Для этого следует изготовить шаблонную доску, проделав на ней запилы с обоих концов. После чего по шаблону можно отпиливать остальные стропила.

Стропила монтируют на прогонах, фиксируя в верхней части металлическими пластинами. На прогонах балки закрепляются запилами в упор и фиксируются уголками на саморезах.

Нижние стропила для прочности следует укрепить подкосами (доска 50×150 мм). После закрепления подкосов, временные упоры можно снимать.

Установка стропил

Обрешетка

В случаях, когда балки перекрытия укладываются в стенных карманах, следует на нижних стропилах закрепить кобылки для устройства свеса кровли. Если же перекрытия лежат на мауэрлате, то кобылки не нужны, поскольку балки должны выступать за стены образуя свес.

Обрешетка устанавливается в зависимости от предполагаемого покрытия мансардной крыши. Либо обрешетка будет сплошной, либо с просветами. Поверх обрешетки следует уложить гидроизоляционный слой, после чего можно приступать к зашивке фронтонов и укладке кровельного материала – металлочерепицы, профнастила или шифера.

Обрешетка крыши под металлочерепицу

Утепление мансарды

Если крыша мансарды имеет ломаную конструкцию, то, как правило, она не утепляется, поскольку воздушная прослойка под стропилами защищает помещения, одновременно вентилируя подкровельное пространство. Для этого, зашивая фронтоны, следует оставить вентиляционные окна (отверстия) над перекрытием мансарды. Теплоизоляцию следует сделать лишь внутри помещения мансарды.

Устройство теплоизоляции мансарды имеет свои особенности, поскольку комнаты имеют треугольные или трапециевидные потолки. Строители считают утепление одной из сложных технологических задач в устройстве мансардных помещений. Главное уложить теплоизоляцию так, чтобы на наклонном потолке и на ограждениях она не давала усадку в процессе эксплуатации.

Утепление мансарды