Стропильная система мансардного этажа. Расчеты и строительство стропильной системы мансардной крыши

Мансарда в доме – это всегда интересно, красиво и выгодно. Однако не каждый мастер возьмется выполнять все работы самостоятельно. Причины: незнание технологических тонкостей и сложная стропильная система мансардной крыши. Но построить мансарду самостоятельно можно, главное – хороший проект и трезвая оценка собственных сил, финансовых возможностей. А мы подскажем и расскажем, какие виды стропил бывают, и разберем устройство стропильной системы мансардной крыши различных типов.

Составление проекта должно учитывать все нюансы. При неправильных просчетах, застройщик рискует получить в итоге не то, что планировалось сделать. Чем проще крыша, тем удобнее ее сделать своими руками. Типы крыш бывают:

Двухскатной, где скаты спускаются по обеим сторонам;
Ломаной, состоящей из двух и более скатов разных углов наклона;
Вальмовой с треугольной формой скатов;
Полувальмовой – скаты торцевого типа располагаются примерно на половине расстояния высоты;
Купольной для строений многоугольной или круглой формы;
Сводчатой – в разрезе такая крыша имеет форму дуги.

Мансардную крышу различают как вентилируемую и невентилируемую. Выбирается тип в зависимости от климатических особенностей региона, например, в зонах с большим количеством осадков лучше строить вентилируемые объекты.

Виды стропильных систем

Стропильная система мансардной крыши выбирается в зависимости от планировки строения и различается так:

Наслонная стропильная система мансарды обустраивается в случае, когда несущая перегородка проходит посередине строения. Конструкция перераспределяет весовую нагрузку и подходит для строений, где расстояние между внешними стеновыми панелями и внутренней опорной системой не превышает 7 м.
Висячие стропильные системы применимы при отсутствии внутренних перегородок, стен. Опираемые на мауэрлат и коньковый прогон, они подходят для строений, где расстояние между внешними стенами и конструкцией не превышает 14 м.
Комбинированные стропила мансарды чаще всего нужны в строениях, где вместо перегородок обустраиваются колонны. Получается, что часть конструкции стропил опирается на колонны, а часть выполняется в висячем варианте. Отсутствие вспомогательных элементов, снижение нагрузки на фундамент и никаких загромождающих элементов – основные достоинства системы, потому данный вариант применяется чаще всего.

Важно! Виды стропильных систем выбираются на стадии проектирования, чтобы правильно рассчитать нужную крепость фундамента. В случае, когда решение о строительстве мансарды возникает на заключительном этапе возведении объекта, потребуется точная схема стропильной системы мансардной крыши и полный перерасчет массы дома с учетом новых данных. Пренебрегать процессом нельзя, особенно в зонах со слабым грунтом. Иначе в итоге получится, что дом быстро просядет, а грунтовые воды приведут фундамент в негодность за короткое время.

Конструкционные особенности стропильной системы

Основные узлы мало отличаемы от обычной двухскатной крыши:

Мауэрлат – основание крыши, берущее на себя вес.
Стропила – элементы системы, формирующие наклонность скатов. Верх закрепляется на конек, низ – на мауэрлат или стойку.
Стойка – элемент, поддерживающий конек или заднюю часть стропильной ноги.
Подкосы нужны для упрочнения и поддержки стропильных ног. Подкос имеет косой срез и служит для предупреждения прогиба стропил под тяжестью массы.
Затяжки – горизонтальная стяжка пары стропил, размещаемая в верхней или нижней части.

Важно! Стропильные элементы часто выполняются из древесины самого высокого сорта. Приобретается брус влажностью не более 15-18%, предварительно обрабатывается составами против гниения, антипренами.

Схема сборки стропильной системы для мансарды

Мансардная стропильная система – дело достаточно хлопотное, поэтому лучше поручить сборку мастеру. Но если такого нет, советы и видео помогут выполнить простейшую конструкцию самостоятельно.

На верхнюю обвязку стен укладывается брус мауэрлата. Если дом бревенчатый, можно обойтись верхними венцами, усиленными скобами.
Смонтировать балки перекрытия. Крепление на мауэрлат или выступы стеновых панелей. Самое простое крепление – без выноса, опора на стены, а вот с выносом – это когда балка выносится за периметр дома для обустройства свеса. В этом случае расстояние между концом балки и стеновой панелью должно быть не менее 0,5-1,0 м.
Монтируются вертикальные стойки. Для этого определяется середина балки перекрытия, затем от нее откладываются равные промежутки – расстояние должно быть равно ширине мансардного помещения.
Затяжки закрепляются на стойках, при этом получается, что каждая пара стоек выглядит как буква «П».
Монтаж нижних стропильных элементов проводится с креплением на стойке. Крепежи – саморезы или гвозди, на мауэрлат крепеж в виде ползунка подвижного крепления, компенсирующий усадочные проявления бруса.
Установка стропил мансардной крыши верхней части производится с соединением каждой пары металлической накладкой или бруском.
Финальная обработка включает укладку гидроизоляционной мембраны, обрешетки. Обрешетка для мягкого кровельного материала сплошная, для профлистов и другого жесткого материала – разреженная.

Предложенный монтаж стропильной системы – самый простой. Обустроить такую конструкцию своими руками вполне возможно, следует лишь произвести правильные расчеты, стропильной системы, чертежи мансардной крыши, схемы помогут выполнить работы без ошибок.

Стропила с выносом за стеновую панель

Такой вариант применяется при малом объеме внутреннего пространства. Придется опирать стропильную ногу на балку верхнего перекрытия. Мауэрлат тут не нужен, а вот усиливающие подкосы обязательны. Для упрочнения основания можно залить ж/б пояс. Крепление балок перекрытия к монолитному поясу производится анкерами, куда врубаются опорные стойки на максимальную толщину бруса.

Важно! Выносная конструкция формирует карниз: для деревянных домов ширина от 0,5 м, для выполненных из бетона и камня – от 0,4 м.

Схема работ:

Установить крайние балки перекрытия, формирующие контур свесов. Сечение балок 150*200 мм.
По натянутому между крайними балками шнуру, монтируются остальные брусья: расстояние между ними равно шагу стропильных ног. Утепленные крыши требуют шага стропил 0,6 м, в случае монтажа стропил с указанным шагом их можно выполнить из бруса сечения 50*150 мм.
Вытесав шипы подготовить опоры.
Установить угловые стойки и скрепить их временными опорами.
Отвесом определить место точек опоры балок и выбрать отверстия для них.
Установить рядовые стойки и пару несущих опор по центрам фронтона мансарды.
Уложить прогоны из досок 50*150 мм. Закрепить прогоны уголками.
Соединить опоры брусками, закрепив их также уголками на прогоны.
Скрепить ригели, для чего подойдет временный крепеж дюймовкой. Отступление от края каркаса 300-350 мм.
Выполнить шаблон для нижнего ряда стропилин: приложить доску-заготовку к торцу прогона и балки, определить место среза излишков, примерить и подтесать.
Смонтировать торцевые стропильные стойки.
Изготовить шаблон для верхней части стропильных ног.
Примерить шаблон и соорудить ярус, как будет стропильная система фото мансардной крыши наглядно покажут всю конструкцию.
Если шаблоны подходят идеально, изготовить нужное количество стропильных ног, смонтировать их на место, укрепить бабкой ригели, чтобы избежать их провисания и жестко пришить их к коньковой зоне. Нижняя часть не требует жесткой подшивки, она должна быть свободной.

Финальное завершение – установка каркаса фронтона, обшивка обрешеткой и кровельным материалом. Если не совсем понятно, как сделать данный проект, смотрите видео от профессионалов, материал поможет разобраться в тонкостях строительства.

Мансарда из каркасных модулей

Мансардная крыша стропильная система которой подразумевает вариант каркасных модулей намного проще предыдущей. На перекрытие монтируются не группы отдельных опор, а готовые блочные модули боковых стен будущего помещения мансарды. Подобные конструкции мансардных крыш, их стропильной системы позволяют работать не на высоте, а внизу, просчитывая и промеряя каждый шаг. Поэтапный процесс такой:

Заранее сделать по проекту стенки мансарды, причем продольные брусья выполняют роль прогонных и лежневых элементов. Вместе со стойками эти элементы разложить на ровной площадке и отметить угольниками гнезда под опорные точки боковых стен – сделать по ним пропилы.
На стойках выбрать шип.
Соединить продольный брус со стойками вертикального направления и получается модуль рамы (двойной). Это будущие стенки мансарды.
Поднять рамы наверх и установить на место. Временно закрепить установленные рамы распорками и затем прикрутить скобами.
Выбрать на краях балок гнезда для монтажа нижнего ряда стропил, при необходимости, доработать гнезда стамеской.
Верхний стропильный ярус выполняется на земле, для чего предварительно заготовки подгоняются к нужным элементам.
Основание верхнего треугольника мансардной конструкции является растяжкой, при этом длина его равна расстоянию между установленными плоскостями (вертикальными) уже смонтированных рам.
По краям растяжки выбрать гнезда, а на нижних пятках – шипы.
Собрать стропила для мансарды верхнего яруса, для дополнительного закрепления смонтировать ригель, а узел конька усилить деревянной накладкой треугольной формы.
Предварительное изготовление стропильных ног на мансарду, позволит избежать работ на высоте. Выпилить нужно только верхний скос, опираемый на верхнюю стойку стеновой панели и на растяжку верхних стропильных ферм.
Примерить нижнюю стропильную часть к торцу, отметить зону формы шипа на нижней пятке, выпилить шипы по сделанному чертежу.

Теперь остается только перебраться наверх и поднять все стропила. Установить сначала фермы, закрепив их на верхнюю обвязку стенок, а затем устанавливают нижнюю часть, прикрепляя к перекрытиям (балкам) скобами. Получается вполне комфортный этаж, стропильную систему для которого собирали на земле. Для облегчения понимания задачи строительства мансардной кровли, модульной стропильной системы, смотрите видео. Все остальные этапы выполняются по стандартной схеме обычной двускатной конструкции, выше приведена мансарда и стропильная система.

Жилое помещение, располагающееся на чердаке, называют мансардой. Преимущество мансарды очевидно – это возможность увеличить полезное пространство дома, при этом, не затрачивая слишком много финансовых средств. При этом стропильная система мансардной крыши должна отвечать стандартам прочности и надежности. От этих показателей зависит, насколько качественно будут выполнять основные защитные функции кровельной системы.
Самой выгодной считается такая мансардная крыша, каждый угол ската которой отличается от остальных. Это позволяет более выгодно использовать пространство мансарды.

Стропила для мансарды бывают двух видов: наслонные и висячие.

Наслонные стропила используют на тех зданиях, где имеется промежуточная несущая стена. Таким образом, с одной стороны стропила упираются на наружную стену постройки, а с другой на специально созданные опоры или внутреннюю стену.

Обратите внимание на то, что наслонная стропильная система возможна лишь в том случае, если расстояние от одной несущей стены до другой не превышает 7 метров.

Висячие стропила используются в тех случаях, когда в здании не имеется внутренних капитальных стен. Самые простые виды висячих ферм состоят из стропил и нижнего пояса, то есть затяжки. Опорами служит мауэрлат. В зависимости от предполагаемых нагрузок стропильную систему дополнительно укрепляют скобами, вмонтированной в стены проволокой. Для возведения каркаса, применяются доски, длина которых зависит от длины пролета между стропильными фермами.

Мансардный тип крыши чаще используется в строительстве частных жилых домов. На то есть несколько причин:

Данный тип конструкции не сложен для монтажа, стропильная система мансардной крыши не вызывает трудностей даже у начинающих строителей. При этом не требуется больших финансовых вложений. В итоге получается удобное для проживания помещение и крышу. Практически – еще один этаж в доме.

Не составит проблем организовать мансардное помещение в уже готовом доме, при этом изменения не коснутся несущих конструкций дома. Для того, что бы переделать старую крышу в мансардную. Необходимо снести лишь старую кровлю и на ее месте возвести новую.

Однако обратите внимание на фундамент здания, грунт и несущие конструкции, так как мансардная крыша более тяжелая и массивная. Так что, если есть возможность, возведение мансардной крыши желательно учитывать еще на этапе планирования. Таким образом, будет более удобно произвести расчет стропильной системы мансардной крыши.

Конструкция стропильной системы мансардной крыши

Различают несколько видов мансардной крыши:

симметричная;
ломаная;
несимметричная;
треугольная.

Так же следует отметить, что можно устанавливать одноуровневые и многоуровневые мансарды с различными по геометрической форме помещениями. Это не может не сказаться на внешнем виде дома.

Не менее важен при возведении мансардной крыши угол скатов кровли. Он зависит от следующих факторов:

от климата данной местности;
от используемого материала;
от архитектурных предпочтений хозяина.

Однако обращаем внимание на то, что если взять слишком большой угол наклона кровли, это сократит количество полезной площади мансарды. Слишком маленький угол наклона приведет к затруднению эксплуатации самой кровли: очищению от осадков, прочности.

Кровельная конструкция мансардной крыши состоит из следующих элементов:

стропила;
конек;
стойки;
подкосы;
обрешетка;
мауэрлат;
кровля;
соединительные элементы.

Строительство мансардной крыши

Монтаж стропил — фото

Монтаж стропильной системы мансардной крыши производится поэтапно. Так как является достаточно сложным и важным процессом, от которого зависит долголетие всей мансардной конструкции.

При возведении стропильной системы необходимо знать и соблюдать следующие правила:

Монтаж и расчет стропильной системы мансардной крыши

Строительство мансардной крыши дачного домика

В небольшом дачном доме мансарда – стропильная система возводится по тем же вышеперечисленным правилам. Основной задачей все так же будет правильный расчет нагрузки, которой будет подвержена крыша. Почему это так важно в строительстве дачного дома? Зачастую, в зимний период загородные участки остаются пустовать. Таким образом, крыша дома может оказаться под очень большим количеством снежного покрова, который создает значительную нагрузку на все элементы дома, в том числе и на стропила для мансарды.

Если решено самостоятельно заниматься строительством крыши, то необходимо соблюдать следующий порядок монтажных работ:

в балки перекрытия врезаются стойки;
для нижних скатов устанавливаются стропильные ноги;
крепится верхняя балка к перекрытиям мансарды;
в балку перекрытия мансарды, для верхнего ската, врезается коньковая стойка;
далее для верхних скатов устанавливаются стропильные ноги;
в местах пересечения стропильных ног и балок перекрытий устанавливаются дополнительные крепления.

Стропильная система мансардной крыши должна иметь несколько слоев. Необходимо позаботиться об обработке строительного материала, о теплоизоляции и гидроизоляции. Выбирайте прочный, высушенный материал, без сучков и трещин, проверяйте целостность. Недостатки деревянных изделий значительно влияют на прочностные способности стропильной конструкции.

Мансарда позволяет расширить пространство дома, выделить место для дополнительных помещений. Сложность самостоятельной установки снижается после изучения материалов об особенностях постройки. Труд владельцев оплачивается стойкостью и красотой, которую получает стропильная система созданной мансардной крыши. В ее возведении вам поможет данный материал.

Опора всей крыши, а значит, основа мансардной конструкции - стропила. Они должны выбираться в соответствии с несколькими параметрами, рассчитывающимися с учетом характеристик материалов. Параметры выбора следующие:

Нагрузка. Сумма веса всего, из чего состоит мансардная крыша, к которой прибавляется 10% для избегания погрешности. Стропила должны выдерживать вес совокупности всех материалов, а также нагрузку снега в зимний период, порывов ветра в любое время года.
Скорость установки. При постройке быстровозводимых зданий лучше применять металлические стропила, устанавливающие специалистами в кратчайшие сроки.
Простота установки. В данном пункте вновь выигрывают тонкостенные металлические стропила.
Стоимость материала. Поскольку металл априори стоит дороже, а сложность передовой конструкции мансардных крыш умножает цену, деревянные стропила значительно дешевле. По этой причине они выигрывают в случае самостоятельной постройки мансарды.

Далее, как более традиционный вариант, будут рассматриваться деревянные стропила. Помимо указанных двух видов существуют и комбинированные строения, но стропильная система мансардной крыши редко возводится с их помощью. Ниже приведены различные схемы систем, которые могут пригодиться при постройке собственной мансарды.

В этой статье

Выбор вида мансарды

Чердачные помещения имеют несколько видов, разнятся по устройству утепления и прочности конструкций, а также виду кровли. Утепленная мансарда подходит тем, кто собирается сделать из нее жилое помещение, используемое круглый год. Что касается холодного чердачного помещения, оно подойдет владельцам дач.

Типы построек мансарды различаются в зависимости от наклона и формы стен:

Вертикальные.
Отвесные.
Треугольные со скошенной крышей.
Сложные формы, которые, в общем, называют ломанными.
Одноуровневые.
Двухуровневые.
Симметричный вид стен.
Стены асимметричной конструкции.

Данные параметры помогут определить тип мансарды. В статье рассмотрены три самых частых из них:

Классический.
Треугольный.
Блочный.

Владельцам же домов по индивидуальным проектам основные характеристики позволят создать свой уникальный дизайн.

Разработка индивидуального проекта

В собственном доме хочется создать максимальную уникальность. Как в случае выбора собственной формы, так и при использовании одной из нижеприведенных схем, владельцу во избежание проблем нужно сделать четкий план постройки. Требуется подогнать общие чертежи под свой дом, произвести перерасчет параметров с учетом новых материалов. Для успеха соблюдайте следующие советы, рассказывающие, как сделать проект правильно:

Создайте мансарду такой высоты, чтобы можно было не только находиться в сидячем положении, хранить вещи, но и спокойно ходить. Особенно актуально в случае жилого пространства.
Соблюдайте размеры чердака. Не делайте его чересчур большим, иначе здание будет выглядеть некрасиво.
Не используйте широкие скаты крыши, иначе будут перекрываться окна и комнаты станут затемненными.
Стропильная система мансардной крыши требует чертежи. Не экономьте время на наглядном плане, он поможет при постройке.

Классическая схема

Чаще всего выбирают мансарду с пятиугольной крышей, ведь данная схема стропильной системы мансардной крыши дает пространство большее по размерам, более функциональное. Используются подпорки, которые создают стены помещения. Легче всего описать конструкцию при помощи нескольких геометрических фигур:

Прямоугольник. Это - центр мансарды, пространство, которое можно применять в любых целях.
Прямоугольные треугольники: по одному слева и справа. Это пространство уже не так универсально.
Потолочная часть - треугольник с равными сторонами.

Данная стропильная система у мансардной крыши не отличается оригинальностью. Если вы хотите создать на своем участке нестандартную, возможно, дизайнерскую мансарду, то ниже - список других схем, менее распространенных.

Треугольная схема

Это самый простой, пусть и не самый лучший способ создания. Благодаря отвесным скатам крыши снег почти не остается на ней, вследствие чего нагрузка уменьшается. Но в то же время жилого места становится меньше. Особенности и правила возведения треугольной мансарды:

Опора - мауэрлат. На него переносят вес стропил, наклонных по виду.
Верхняя часть опор крепится к левому и правому прогонам.
Применяются и висячие стропильные арки, необходимые для потолочной части.
При использовании висячих стропил и условии, что они являются основой для пространства длиной более чем 3 метра, используется подвеска. Она устанавливается в центре. Подвеска не является опорой, поэтому логичен следующий пункт.
Подвеска не строится по принципу опорной стойки.
Учитывая, что постройка подвержена падению из-за порывов ветра, нужно дополнительно ее закрепить. С этой целью стропилины прикрепляются к стенам при помощи скруток.
Стропилины нижней части опираются на перекрытие.
Стойки врезаются сразу в балки, учитывая, что перекрытие деревянное.

Важно! Каждая стропилина прикрепляется к стене, а не через одну. Такой принцип необходим именно в данном варианте.

Блочный тип

Перекрытие становится опорой для заранее подготовленных блочных модулей. Самое большое преимущество данной системы в сборке - она простая и проводится на земле. Своими руками создавать данный тип гораздо легче, чем остальные. Важны при этом два момента:

На земле легче соединить элементы и провести более крепкое скрепление
В условиях высоты человек волнуется, при этом снижая качество всей постройки. На земле же погрешности не только реже возникают, но и более заметны.

В то же время есть и недостаток. Стропила мансардной крыши довольно тяжелы, что затрудняет подъем конструкции на этаж, и произвести его можно только при помощи бригады из 4 и более человек. Облегчается задача для тех, кто обладает специальной подъемной техникой, но таких единицы.

Алгоритм установки:

Составление проекта.
Создание рам - основ стен мансардного помещения. Продольные части - замена стандартным прогонам и лежням. Они, а также стойки, доставляются к месту сборки - ровной земляной поверхности.
Далее отмечаем места, куда будут крепиться опорные конструкции боковин. Они должны иметь вид линий, которые при последующей пилке создают гнезда для закрепления.
Установка и фиксация на короткий срок. Для второго применяются распорки; помимо скрепления с местом к раме присоединяются балки.
Балки должны иметь гнезда для соединения со стропилами в мансардной крыше. В качестве инструментов берутся бензопила и стамеска.

Важно! Гнезда для стропил должны находиться на одной линии, иначе конструкция получит косой вид.

На земле также создается верхний ярус стропил чердака. Основание полученной конструкции является одновременно растяжкой в рамках мансардной системы. С краю от основы создаются гнезда. Не забудьте определиться с шипами на нижних половинах стропилин.
Проводится сцепление всех элементов верхней части между собой: в этом поможет деревянное дополнение для узла конька. Нелишним будет монтаж дополнительного ригеля.
До перемещения на мансардную крышу создаются заготовки стропильных ног. Примеряем их к разложенным на земле рамам. Раскроить их удобнее одним махом, прихватив несколько штук струбциной. Выпиливать следует только верхний скос с учетом того, что опираться он будет частично на стойку стенки, частично на растяжку верхних стропильных ферм.
Примеряется нижняя стропилина к торцу. Форма шипа прорисовывается в зоне ее нижней пятки, повторяя конфигурацию гнезда в балке. Выпиливаются шипы.
Верхний ярус перемещается на крышу вместе со стропильными ногами нижнего яруса. Монтируем сначала фермы, прикрепив их к верхней обвязке стенок скобами, затем стропила нижней части, прикрепив их к балкам перекрытия все теми же скобами.

Последующие этапы строительства крыши выполняются по стандартным правилам. Подробно ознакомят с описанными принципами сооружения стропильной системы наглядные схемы для мансардной крыши, представляющие конструкцию.

Важно! Прочность каркаса можно увеличить, используя соединения врубкой. Это позволит избежать дополнительных элементов, к примеру, подкосов.

Приведенные варианты схем мансардных помещений универсальны: владельцы домов смогут выбрать тот, который больше остальных отвечает их требованиям. Независимо от типа мансарды главное - правильные материалы и монтаж стропильной системы. Тогда постройка прослужит долго и будет безопасна для жильцов.

Существует несколько вариантов крыш, под которыми можно разместить комфортное жилое помещение. Для того чтобы обеспечить максимальный объём подкровельного мансардного пространства, необходимо подобрать оптимальный угол наклона скатов и не забывать о снеговой и ветровой нагрузке на крышу. Мы рассмотрим наиболее популярные конструкции мансардной стропильной системы в условиях средней полосы.

Конструкция стропильной системы мансардной крыши

Мансардная крыша даёт возможность получить дополнительное полезное пространство при сравнительно небольших финансовых вложениях, поэтому такое архитектурное решение завоевало большую популярность. Так что же называется мансардой?

Манса́рда (от фр. mansarde) - эксплуатируемое чердачное пространство (как жилое, так и нежилое помещение), образуемое на последнем этаже дома, либо последнем этаже части дома, с мансардной крышей.

Википедия
https://ru.wikipedia.org/wiki/Мансарда

Мансарда располагается в пределах несущих стен здания и опирается на них через мауэрлат, горизонтальные балки (затяжки) и стропила. Чем больше чердачное пространство, тем больше его полезный объём, который достигается путём увеличения угла наклона скатов и образуется более сложной стропильной системой. Расположение стропил мансардной крыши зависит от конструкции, которая может быть разных типов, а именно:

Шатровая или пирамидальная конструкция с минимальным объёмом подкровельного пространства.
Скаты шатровой конструкции опираются на боковые стропила и центральную стойку, поэтому объём подкровельного пространства здесь минимален
Вальмовая или полувальмовая крыша, в которой основное жилое пространство находится под трапециевидными скатами.
Стропила вальмовой крыши образуют два треугольных и два трапециевидных ската
Щипцовая конструкция, представляющая собой симметричную двускатную крышу с врезанными под прямым углом щипцами, что обеспечивает значительный объём чердачного помещения.
Многощипцовая крыша позволяет обустроить полноценный мансардный этаж
Двускатная симметричная крыша с мансардой − классический вариант, отличающийся простотой монтажа и стойкостью к ветровым воздействиям благодаря жёсткой конструкции.
Двускатная крыша требует наименьших затрат рабочего времени и небольшого расхода строительных материалов
Стропильная система мансардной ломаной крыши, обеспечивающая максимальный объём жилого пространства при относительно невысокой стоимости.
Ломаная крыша является оптимальным решением по соотношению стоимости возведения к объёму полезного пространства мансарды

Стропильная система должна выдерживать постоянные нагрузки, которые состоят из веса конструктивных элементов, утеплителя и кровельного покрытия. Кроме этого, существуют переменные нагрузки, зависящие от силы ветра и от веса снега на кровле. Выбор сечения несущих элементов и способа их соединения должен быть направлен на создание максимально прочной и жёсткой конструкции, равномерно распределяющей нагрузку на стены здания.

В зависимости от ширины здания применяются разные виды мансардных стропильных систем, которые делятся на висячие, наслонные и комбинированные.

Висячими называют стропила, которые опираются на стены здания через мауэрлат и затяжку, а в верхней части образуют конёк. При этом способе соединения отсутствует промежуточная опора, а распирающее давление на стены дома снижается с помощью ригелей, стоек и подкосов. Система висячих стропил обычно используется при ширине здания не более 6 м.
Для компенсации распирающих усилий в висячих стропильных конструкциях с длиной пролёта до 6 м используются затяжки и ригели
Наслонными именуют стропила с промежуточной опорой на внутреннюю стену дома. Они применяются, когда ширина здания составляет от 6 до 16 м. Чем она больше, тем больше элементов используется для равномерного распределения нагрузки.
Наслонные стропила имеют одну или несколько опор внутри дома
Комбинированный вид стропильной системы используется в мансардных крышах с переменным углом наклона скатов. Наиболее характерным примером служит ломаная мансардная крыша, где нижние стропильные ноги являются наслонными с опорой на стойку и мауэрлат, а верхние монтируются как висячие стропила с опорой на затяжку и бабку. При возведении мансардных крыш используются все виды стропильных систем, и их выбор зависит от конструкции, в которой они применяются.
В конструкции ломаной крыши верхние стропила являются висячими, а нижние − наслонными

Схема стропильной системы мансардной крыши

Для возведения крыши необходимо иметь проект, в котором указан перечень и размер конструктивных элементов, а также способ их соединения. Чтобы понимать принцип и последовательность монтажа, нужно знать назначение элементов стропильной группы и способ прилегания крыши к стенам здания. Мансардная крыша состоит из следующих элементов:

связующим элементом между стеной здания и стропильной группой является мауэрлат, который крепится на стены дома шпильками, скобами или анкерами;
на мауэрлат параллельно короткой стене здания крепятся затяжки, а вдоль длинной стороны устанавливаются лежни;
на центральном лежне монтируются вертикальные стойки;
на стойки опирается коньковый прогон;
стропила верхней частью опираются на коньковый прогон, а нижней частью соединяются с затяжкой, образуя карнизный свес;
стропильные ноги в верхней части соединяются ригелями;
на вальмовых крышах используются диагональные стропила и укороченные нарожники;
дополнительной опорой диагональным стропилам служат шпренгели;
для промежуточного крепления стропил используются стойки и подкосы;
при необходимости стропила удлиняются кобылками.

Основными несущими элементами мансардной крыши являются стропильные лаги, лежни и затяжки, а также вертикальные стойки и коньковый прогон

На схеме указываются размеры элементов стропильной системы, их расположение, углы наклона и способы врезки в узлах соединения. Обязательно также приводится информация о расположении сдвоенных стропил, наличии дополнительных опор, размерах карнизных и фронтонных свесов.

Схема является основным документом для сборки системы стропил, в ней отражаются все нужные параметры. Однако перед раскроем материала необходимо ещё раз проверить расчёты и создать шаблоны основных деталей. При отсутствии проекта провести расчёты и создать схему нужно самостоятельно.

Шаг стропил мансардной крыши

Перед началом работ нужно выбрать шаг стропил мансардной крыши. Расстояние между стропилами и нарожниками (в случае вальмовой крыши) зависит от нескольких факторов:

размера здания;
типа стропильной системы;
постоянной и переменной нагрузки на кровлю;
сечения стропил, стоек и укосов;
вида кровельного покрытия;
типа и шага обрешётки;
размеров утеплителя.

Для стропил, обрешётки и контробрешётки выбирают материал хвойных пород в соответствии со СНиП II-25, а нагрузку на стропила рассчитывают по СНиП 2.01.07 и СТ СЭВ 4868. Исходя из изложенного в строительных нормах и правилах, можно сказать, что для стропил длиной менее 9 м применимо сечение бруса от 50Х150 до 100Х250 мм при шаге от 60 до 100 см. Размер здания оказывает влияние на конструкцию фермы и наличие стоек, подкосов и ригелей, применение которых повышает прочность стропильных ног и позволяет увеличить шаг между стропилами до 120 см и более. Обычно для выбора шага используют справочные таблицы, которые содержат рекомендации с учётом длины стропил и сечения бруса.

Таблица: зависимость шага между стропилами от сечения бруса и длины стропил

Вид используемого кровельного покрытия также влияет на выбор шага стропил, потому что разные материалы имеют разный вес:

черепица в зависимости от вида весит от 16 до 65 кг/м 2 , шифер − 13 кг/м 2 . Такие тяжёлые покрытия подразумевают уменьшение шага стропильных ног до 60–80 см;
вес металлических покрытий и ондулина не превышает 5 кг/м 2 , поэтому шаг стропил можно увеличивать до 80–120 см.

На вальмовых крышах шаг нарожников в любом случае выбирают равным 50–80 см для придания скату большей жёсткости.

Кроме этого, шаг установки стропил зависит от:

Длина стропил и обрешётки мансардной крыши

При самостоятельных расчётах размеры некоторых конструктивных элементов крыши приходится вычислять по имеющимся габаритам здания и углу наклона скатов. Длину стропил иногда приходится корректировать для разных видов мансардной крыши, подбирая оптимальные размеры всей конструкции в целом.

Допустим, что основные размеры здания известны и необходимо рассчитать длину стропильных лаг для нескольких предполагаемых вариантов угла наклона и типа крыши. Пусть половина ширины здания L составляет 3 м, размер карнизного ската − 50 см.

Дополнительные расчёты показывают, что увеличение угла наклона нижнего ската с 60 до 70 о позволит прирастить ширину мансарды на 10%.

Длину обрешётки, соединяющей стропильные ноги, определяют, учитывая фронтонные свесы, которые защищают стены фасада от осадков. Длина фронтонного свеса зависит от высоты здания и выбирается в пределах от 40 до 60 см. Поэтому общая длина ската будет равна длине дома, увеличенной на удвоенную длину свеса.

Предположим, что длина дома равна 10 м, а фронтонный свес составляет 0,6 м. Тогда размеры обрешётки необходимо рассчитывать из учёта длины ската, равной 10 + 0,6 ∙ 2 = 11,2 м.

Рассчитывать параметры обрешётки следует с учётом длины фронтонных и карнизных свесов

Любая корректировка проекта требует тщательного пересчёта параметров стропильной системы с учётом возникших изменений.

Видео: расчёт мансардной крыши

Узлы стропильной системы мансардной крыши

Узлы стропильной системы крыши представляют собой место соединения отдельных элементов в единую конструкцию, которая позволяет равномерно распределить нагрузку на стены здания. Соединение производится гвоздями, саморезами или болтами с помощью накладных деревянных элементов или металлических угольников и пластин, а также путём соединения в паз. Для возведения двускатной крыши используют следующие основные узлы:

Коньковый узел, обеспечивающий соединение стропильных ног между собой и коньковым прогоном.
Места, в которых ригель связывает стропила для придания большей прочности и жёсткости стропильным фермам.
Точки крепления подкосов и стоек, которые придают дополнительную опору стропилам.
Карнизный узел, в котором стропила крепятся к затяжке или мауэрлату, образуя карнизный свес.

Узловые соединения стропильной системы должны выполняться так, чтобы обспечивалось максимально жёсткое крепление элементов между собой

Для двускатной ломаной крыши характерным является узел, где соединяются верхняя и нижняя стропильные лаги, вертикальная стойка, ригель и прогон. Такое сложное соединение требует применения врезок, болтов, стальных пластин и строительных скоб.

В самом сложном узле ломаной мансардной крыши соединяются пять стропильных элементов

Наиболее сложным узлом вальмовой мансардной крыши является место соединения боковых или диагональных стропильных ног с мауэрлатом. Боковое стропило в нижней части опирается на угловой брус мауэрлата и на врезанную балку, в другом варианте между врезанной балкой и стропильной ногой ставится вертикальная стойка или шпренгель. Верхняя часть вальмовых стропил крепится к коньковому прогону с помощью болтов или гвоздей.

Угловые стропила вальмовой крыши несут на себе наибольшую нагрузку, поэтому узел их соединения с мауэрлатом нужно продумывать наиболее тщательно

Описанные узлы применяются наиболее часто при монтаже стропильных систем разных конструкций и позволяют осуществить монтаж несущих элементов своими силами. Для эффективной и качественной сборки необходимы чертежи и изготовление шаблонов с выверенными углами стыков и врезок.

Видео: узлы стропильной системы

Расчёт стропильной системы мансардной крыши

Стропильная система является основой крыши, поэтому важно выбрать ту конструкцию, которая наиболее подходит климатическим условиям региона и имеющимся требованиям к размерам жилой мансарды. После выбора конструкции производится расчёт угла наклона скатов и высоты конька для требуемых размеров мансардного помещения. Вычисления производятся с учётом размера карниза по следующим формулам:

Значение тригонометрических функций можно найти в справочных таблицах.

Таблица: значения тригонометрических функций для различных углов наклона ската

Самым сложным при проектировании мансардных крыш является подсчёт пиломатериала. Рассчитать количество необходимых стропил и увязать их со стандартной длиной в 6 м иногда бывает довольно сложно. Допустим, что мы выбрали самую сложную в расчётах вальмовую крышу размером 10Х13 м с учётом карнизных свесов длиной 80 см и углом наклона скатов 45 о. Тогда боковые стропила будут иметь длину 5 / sin 45 о = 7,04 м. Поэтому стандартный шестиметровый брус придётся удлинять. Обычно для стропил длиной чуть больше 6 м используют брус 100Х200 мм или доску 50Х250 мм.

Если здание имеет большие размеры, то для него требуются стропила длиннее стандартного размера в 6 м, поэтому брус приходится удлинять

Что касается горизонтального бруса перекрытия, то поскольку ширина здания равна 10 м, затяжки должны состоять из двух частей, которые либо опираются на внутреннюю стену здания, либо стыкуются между собой усиливающими элементами и опираются на прогон. Для затяжек и прогонов используют брус сечением не менее, чем 50Х200 мм. По периметру здания проходит мауэрлат, для которого используется брус 150Х150 мм или 200Х200 мм. По выбранной нами схеме периметр здания составляет 39,6 м, поэтому для монтажа мауэрлата потребуется семь шестиметровых брусьев. Размеры всех остальных элементов стропильной системы не будут превышать 6 м.

Вес пиломатериала стропильной системы рассчитывается путём суммирования длин всех элементов с определённым сечением и пересчёта их количества в кубические метры. Это необходимо для определения массы всей крыши, а также бывает нужным при закупке и транспортировке материала. Подсчёт производится по таблице, а затем полученные значения умножаются на вес 1 м 3 пиломатериала.

Таблица: расчёт количества пиломатериала в 1 м 3 и объём одной единицы материала

Сосновый пиломатериал при 12% влажности весит 505 кг/м 3 , при транспортной влажности 25% − 540 кг/м 3 . Вот некоторые примеры расчётов:

Если в 1 м 3 материала сечением 50Х200 мм содержится 16,6 досок, то вес одной доски будет равен 540 / 16,6 = 32,5 кг.
Если закупается 25 м 3 пиломатериала, то весить он будет 25 ∙ 540 = 13 500 кг.
Если требуется 100 досок 25Х200, то необходимо купить 100 / 33,3 = 3 м 3 древесины, которая будет весить 3 * 540 = 1 620 кг.

Важно отметить, что обрезной пиломатериал желательно приобретать с наименьшей влажностью, чтобы после монтажа он не коробился и не растрескивался, особенно это касается бруса большого сечения. Для строительства стропильной системы влажность древесины не должна превышать 18%.

Монтаж мансардной стропильной системы

Монтаж стропильной системы с жилым подкровельным пространством требует тщательной подготовки. Необходимо смонтировать удобные леса, настилы и лестницы, а также снабдить рабочие места страховочными верёвками. Рабочие должны быть обеспечены спецодеждой, средствами защиты и исправным оборудованием. На земле необходимо выбрать ровное место для предварительной сборки ферм, разметки углов и изготовления шаблонов. Все деревянные элементы должны быть обработаны антисептическими и противопожарными составами.

После этого можно приступать к работам, которые проходят в следующей последовательности:

На стены с замурованными шпильками монтируется по периметру мауэрлат. При наличии внутри здания несущей стены укладываем на неё лежень или прогон одной высоты с мауэрлатом.
Если дом возводится из строительных блоков, то мауэрлат удобнее всего укладывать на резьбовые шпильки, замурованные в стену в процессе её кладки
На мауэрлат параллельно короткой стене крепятся затяжки с карнизными выносами.
На затяжках выставляются вертикальные стойки, ограничивающие мансардное помещение.
Стойки соединяются с затяжкой, служащей потолком мансардному помещению. Установленные таким образом фермы соединяются между собой горизонтальными прогонами.
Вертикальные стойки, верхние затяжки и горизональные прогоны формируют каркас мансардного помещения
Устанавливаются нижние, а затем и верхние стропила, которые крепятся в коньковой части.
Для укрепления нижних и верхних стропил используются подкосы, бабки и прибоины.
Монтируется обрешётка и лобовая доска на карнизном свесе.
После установки всех стропильных лаг остаётся уложить обрешётку и прибить лобовую доску

Мы рассмотрели сборку стропильной системы на примере ломаной мансардной крыши. Сооружение прочих конструкций состоит из аналогичных операций и в основном заключается в выполнении работ по проектной монтажной схеме, где отражены способы соединения элементов стропильной системы. При наличии тщательно рассчитанных чертежей бригада из четырёх человек в состоянии смонтировать крышу со стропильной системой любой сложности.

Видео: монтаж мансардной крыши

Мы рассмотрели стропильную группу мансардной крыши, её конструкцию, расчёт, а также схему и описание основных узлов. Предложили вариант пошагового монтажа несущих конструкций мансарды, приложили иллюстрации и видео, которые поясняют порядок сборки конструктивных элементов мансардной крыши. Теперь её успешное возведение зависит только от тщательности выполнения требований инструкций и технологий и наличия у исполнителей определённых навыков проведения строительных работ. Желаем вам успехов.

При устройстве стропил для мансарды нужно выдержать все технологические требования, чтобы несущая конструкция смогла в полной мере выполнять возлагаемые на нее задачи. Фермы и прочие сопутствующие элементы должны быть смонтированы так, чтобы готовая конструкция могла выдерживать ветровые и снеговые нагрузки для конкретного региона. Все эти моменты дополнительно уточняются в процессе расчета.При желании установку стропил для мансарды можно выполнить самостоятельно, сэкономив деньги на услугах сторонних рабочих.

Схема креплений стропил.

Основная информация о стропилах для крыш

Мансарда — это помещение под кровлей, располагается она на чердачном этаже здания. Такой прием позволяет грамотно спланировать рост используемых площадей без существенных материальных затрат. На мансарде можно будет жить не хуже, чем в любом другом помещении. Но для этого ее нужно правильно обустроить и, в частности, грамотно установить стропила для крыши.

Стропильная система мансардной крыши.

Перед установкой стропил для мансарды нужно выбрать подходящий вид данной конструкции. Стропила бывают наслонными и висячими.

Наслонные стропила для крыши мансарды лучше всего устанавливать в зданиях, имеющих несущую промежуточную стену. Чтобы установить наслонную систему стропил для крыши мансарды, нужно, чтобы 2 несущие стены располагались на расстоянии не более 7 м друг от друга.

Если внутренних стен нет, единственным возможным вариантом являются висячие стропила для крыши мансарды. Стандартная конструкция включает в себя стропила и нижний пояс — затяжку. В качестве опорного элемента используется мауэрлат. Для крепления стропил применяется проволока и скобы. Монтаж выполняется с обязательным учетом уровня предположительной нагрузки.

Особенности монтажа стропильной системы

Монтаж стропильной системы крыши.

Прежде чем приступать к установке стропил для крыши мансарды, подготовьте все, что понадобится вам в процессе работы:

Необрезную доску.
Деревянные брусья.
Теплоизоляционный материал.
Гвозди.
Отожженную проволоку диаметром 3-4 мм.
Шпагат.
Доски шириной 15 см и толщиной 4-5 см.
Влагоизоляционный материал.

Существует несколько разных типов мансардных кровельных систем, а именно:

Треугольные.
Несимметричные.
Симметричные.
Ломаные.

Одним из важнейших моментов проектирования является расчет углов наклона ската кровли. При выполнении этого этапа нужно учитывать следующие особенности:

Климатические условия региона.
Вид и характеристики материалов, использующихся для строительства и отделки.
Личные предпочтения владельца дома.

Узлы крепления стропильной системы.

Чем большим будет угол наклона ската кровли, тем меньше будет свободного пространства в мансардном помещении. Однако если угол будет слишком маленьким, кровельную систему будет сложнее очищать от осадков и загрязнений. Через время это приведет к снижению надежности системы. Поэтому очень важно выбрать оптимальный для имеющихся условий кровельный материал.

Правильность установки стропил для крыши мансарды обеспечивает прочность и стабильность кровли. При выполнении этой работы нужно соблюдать ряд правил. Во-первых, конструкция сооружается из деревянных балок сечением 100х100 мм или 150х150 мм. Во-вторых, система тщательно гидроизолируется. Обычно в качестве гидроизоляции используют рубероид либо толь.

Конструкция каркаса укладывается на основания из железобетона. Для крепления несущего узла используется проволока и металлические скобы. Довольно часто применяется соединение шип-паз. Важно, чтобы древесина, которая используется для сооружения стропил, имела влажность не более 15%. По возможности выбор следует отдавать в пользу хвойных пород.

Обязательно должна быть создана дезинфицирующая атмосфера. Отсыревшие брусья категорически запрещается использовать. Из-за них вся стропильная система может попросту разрушиться. Поэтому перед применением брусья нужно обязательно высушить. Дополнительно древесина пропитывается антисептическими и антипожарными составами.

Выполняя разметку установки опор, рассчитывайте шаг монтажа так, чтобы все стропила были установлены вертикально в одной плоскости. Проверить вертикальность установки вам поможет знакомый любому строителю инструмент под названием отвес.

Чтобы фиксация частей была максимально надежной, используйте раскосы или растяжки. Вертикальные стойки обивайте подходящими материалами. Чаще всего выполняется двухсторонняя обшивка с применением фанеры и гипсокартона. Между листами обшивки обязательно должен быть уложен утеплитель.

Пошаговая инструкция по монтажу стропил

Схема усиления стропил дополнительными подкосами.

Процесс монтажа стропильной системы для крыши мансарды начинается с укладки верхнего бруса. Для его закрепления можно использовать гвозди, саморезы и металлические скобы. Используются бруски сечением 150х150 либо 100х100 мм.

После этого выполняется установка мауэрлата. Он нужен, прежде всего, для того, чтобы крыша не опрокинулась при сильном порыве ветра. Мауэрлат должен быть сконструирован и смонтирован таким образом, чтобы выдерживать нагрузки, которые поступают и на кровлю дома, и на его стены. Непосредственно мауэрлат выкладывается из брусьев. Лучше всего использовать бруски 100х150 мм. Также можно применять доски толщиной от 50 мм.

Выбранный материал следует уложить горизонтально, предварительно рассчитав размер поверхности стен. Под каждый брусок или доску обязательно монтируется гидроизоляционный материал, который будет защищать элементы мауэрлата от пагубного воздействия влаги.

В завершение монтируются стропильные ноги. Эти элементы конструкции можно приобрести в готовом виде или же сделать самостоятельно. Сначала рассчитывается шаг стропильных ног, после чего на мауэрлат наносится разметка. Для этого вам нужно нанести метки на стропильную раму и мауэрлат. Профессионалы рекомендуют монтировать стропила с шагом в 1-1,2 м. Уложите крайние стропила к фронту. Важно, чтобы линия края фронтона и верх ног были на одном уровне.

Стропила делаются из брусков или досок. Важно, чтобы доски были прямыми.

От использования материала с сучками лучше воздерживаться, максимально допустимое количество сучков — 3 штуки на метр погонный.

Виды стропильных конструкций.

Далее, вам нужно взять шпагат и натянуть его между крайними стропилами. В данном случае он будет выполнять функции уровня для монтажа остальных ног. В завершение вам нужно будет попарно соединить верхние части стропил между собой и установить коньковую балку. Она понадобится в том случае, если крыша имеет больше 7 м в длину, а стропильный каркас сравнительно много весит.

Если крыша имеет меньший размер, будет достаточно связать верх ног растяжками. Непосредственно растяжки вы можете в будущем использовать как потолочные балки мансарды. При сильном ветре и снеге эти элементы будут брать на себя определенную часть нагрузки.

В завершение устанавливается обрешетка, укладывается влагоизоляция и теплоизоляционный материал, устраивается кровля, отделываются стены и потолок мансардного помещения.

Если в мансардной крыше будут окна, работа выполняется в такой же последовательности, но на стадии монтажа стропил закладываются оконные проемы, в которые в дальнейшем будут установлены оконные рамы. Не забывайте о том, что мансарда должна иметь размер не менее 3х2,2 м. В противном случае жить в такой комнате будет крайне некомфортно.

Мансардная крыша, выполненная в соответствии со всеми правилами, станет прекрасным украшением любого дома и будет служить не один десяток лет. Уделите должное внимание устройству стропильной системы и подойдите к этой задаче со всей ответственностью. Вы не только сэкономите деньги, но и будете контролировать каждый этап работы, что позволит быть полностью уверенным в качестве ее выполнения. Удачи!