Устройство стропильной системы мансардной крыши + расчет и монтаж стропил по специальной технологии

Ломаная крыша — это чердачное помещение дома, которое оборудовано таким образом, что после утепления кровли и стен оно становится вполне пригодным для проживания. По сути мансарда — это дополнительный этаж здания.

Если предполагается на чердаке делать мансарду, то дополнительные работы по ее обустройству должны быть учтены еще на стадии проектирования.

Так как обустройство нежилого этажа и мансардного помещения значительно отличается: необходимо устраивать дополнительное утепление и придерживаться технологии монтажа теплого помещения.

Чаще всего ломаные разновидности кровли свидетельствуют о наличии мансарды. Кровля с прямыми скатами также может быть оборудована мансардным помещением, но площадь его будет значительно меньше.

Как самостоятельно построить мансардную крышу вы можете прочитать здесь.

Мансардная крыша: стропильная система

Мансардная стропильная система может быть различной конфигурации, при правильном монтаже отличается надежностью, функциональностью. Стропильная конструкция является мощнейшим каркасом, способным выдерживать нагрузку не только всей кровли, но и влияние внешних природных факторов.

Каркас из стропильных досок — основа всей кровельной мансардной конструкции, которая способна выдерживать вес всей кровельной системы. Перед тем, как обустраивать кровлю для мансарды, необходимо знать, в каком порядке устанавливать все необходимые элементы стропильной конструкции.

К элементам строения стропильной системы крыши, предназначенной для мансарды, являются:

Мауэрлат. Основа всей кровельной конструкции, которая способна выдерживать и равномерно перераспределять нагрузку от системы кровли на опорные стены. Мауэрлат представляет собой доски, которые крепят к внешним стенам здания, к ним же крепят элементы стропильной конструкции;
Стойки из балок или стропильные ноги, которые образуют каркас конструкции кровли. Доски для стропильных ног должны выдерживать нагрузку кровельного пирога вместе с внешним покрытием;
Вертикальные стойки. Стойки устанавливают для удержания центральной части стропильных брусьев и предохранения их от изгиба, а также для поддержания конькового бруса;
Прогоны. Дополнительные брусья, которые устанавливаются под углом для поддержания стропильных ног;
Коньковый брус. Монтируется на системах большой длины (более 7 метров) и служит для создания жесткости конструкции;
Обрешетка. Дополнительная деревянная конструкция, которая крепится к стропильной системе и служит основанием для кровли.

Кроме того, есть дополнительные элементы: балки, прогоны, ригели, которые устанавливаются в различных частых каркаса кровли для создания жесткости крепления и прочности конструкции в целом.

Стропильная система мансардной крыши: чертежи и фото плана ниже.

План чертежа стропил

Виды стропильных систем мансардных крыш

Стропильные конструкции крыш для теплого помещения могут быть различными, соответственно, монтаж таких конструкций будет отличаться. Кроме того, стропильная система может иметь:

Висячую конструкцию. Опирается на боковые стены помещения одним краем конструкции и вверху при соединении стропил — на коньковый элемент;
Наслонную конструкцию. Чаще всего монтируется в зданиях пролетом более 10 м. При такой структуре кровельной конструкции стропильная система имеет опору на внешние стены и перегородку внутри здания.

Стропильные системы для мансард могут быть при монтаже:

Классику мансардного помещения представляет вид прямоугольной конструкции, которая монтируется внутри покрытия, опираясь верхними углами на скаты, а нижние входят в опорную систему.

Установка стропил мансардной крыши и расчет шага

Решающим показателем расчета шага стропил крыши теплого помещения является выбор внешнего покрытия кровли. Так, для разных видов кровельного покрытия необходимо устанавливать стропила для мансардной крыши следующим образом:

Под ондулин. Шаг между досками сечением 50 на 50 мм должен соответствовать 60-80 см;
Под шифер. Необходим брус сечением от 50х100 мм до размеров 50х150 мм. Шаг при монтаже под шифер должен соответствовать 600-800 мм;
Под металлочерепицу. При сечении стропильной ноги 50х150 мм величина шага не должна превышать 95 см и должна быть не менее 60 см;
Под профнастил. Сечение бруса может быть 50х100 мм, а также 50х150 мм. При такой доске шаг необходимо делать не меньше 60 см и не более 90 см.

Как вынести стропила за линию стены

Стропильные бруски выводят за линию внешней стены с целью увеличения чердачного жилого помещения. Особенности такого способа в том, что опорой нижней стропильной балки является доска перекрытия, а не доска мауэрлата.

При этом устанавливают усиливающие подкосы под крайнюю часть треугольных боков.

В таком случае не всегда целесообразно устанавливать мауэрлат, но бетонную заливку делать необходимо, так как к бетону анкерами будут крепиться балки перекрытия.

При выносе стропил за внешнюю линию должен образоваться карниз, ширина которого для домов из дерева должна быть не менее полуметра, для сооружений из камня или бетона — не менее 400 сантиметров.

Вынос стропил за линию внешней стены необходимо производить в следующей последовательности:

Установить внешние перекрывающие балки, сечением не менее 15*20 см. Они служат контуром свесов и должны формировать прямоугольник (исходя их формы кровли);
Натянуть шнур между крайними балками и установить остальные балки с шагом 0,6 м (для теплого помещения);
Отмерить такое расстояние от левого до правого края, которое должно соответствовать короткому катету треугольника, и отметить точки путем вырубки гнезд установки крайних опор;
Изготовить опоры по размерам гнезд из бруса 10*15 см. Длина опорных досок должна быть более 10 см;
Установить временные распорки для монтажа угловых стоек;
С помощью отвеса на шнурке, закрепленном на стойках, выверить равномерность точек выборки для опор;
В центральной части фронтонов мансарды смонтировать две опоры;
Установить прогоны на опоры, жестко прикрепив их уголками;
Противоположные опоры соединить брусками, их также с помощью уголоков прикрепить к прогонам. Под каждый брус установить временную опору;
Брус, который выполняет функцию ригеля, временно скрепить дюймовкой на расстоянии от края на 200-300 мм. Чтобы было удобно монтировать верх стропильной конструкции, установить временный досчатый настил;
Из обрезных досок следует изготовить шаблоны, по которым потом монтируются противоположные фермы:
Шаблон изготавливается методом прикладывания заготовки к балке и торцу прогона, и соответствует стропилинам нижнего ряда. Отметить по размеру линии пазов для устранения излишков;
Установить стропильные ноги с торца, а затем с нижнего уровня мансарды;
Далее по шаблону установить верхнюю часть стропильного каркаса;
Во избежание провиса ригелей необходимо к фермам крепить бабки снизу — шарнирным способом, сверху — жестким креплением.

Стропильные доски при помощи связок из проволоки прикрепляют к стенам и устанавливается фронтонный каркас.

Вынос стропил за стену

Как рассчитать стропильную систему

Перед расчетом стропильной системы необходимо определенно знать форму крыши.

При этом следует учесть, что для комфортного проживания в мансардном помещении высота стен комнаты должна быть не меньше двух метров, а длина — от трех метров.

Проект мансарды подразумевает расчет стропильной системы, соответствующей размерам и нюансам здания.

Если предусмотрена наслонная система, то необходимо устанавливать дополнительную опору.

Кроме того, следует иметь ввиду:

Коньковую балку необходимо монтировать при длине кровли более семи метров, так как она значительно утяжеляет конструкцию;
Не стоит забывать об оконной системе в крыше, для которой необходимо дополнительно сооружать каркас;
Обязательно учесть нагрузки со стороны климатических факторов: ветра, снега, которые могут иметь значение для определения свеса кровли;
Массу кровельного пирога, которая определяется из расчета одного кв. метра всей его конструкции. При этом необходимо результат умножить на коэффициент (от 1,5 до 3), для запаса прочности.

Кроме того, следует учитывать особенности настила и эксплуатационных качеств кровли.

Монтаж стропильной системы

Монтаж начинать следует с балок для перекрытия, которые крепят на мауэрлат, к ним крепят стропильные ноги. Важно учитывать виды мансардных крыш.

Далее поэтапно выполняют ряд работ:

Отметить в центре балок место установки конькового элемента и опор;
На равном расстоянии установить стойки из досок, равным по сечению балкам перекрытия. Крепить из следует уголками, предварительно временно закрепив гвоздями для определения точности установки;
Первую пару стоек скрепляют затяжками из брусков;
На получившуюся конструкцию в П-образной форме крепятся стропила, которые устанавливаются либо на мауэрлат, либо на балку перекрытия с помощью вырубки паза;
Установить коньковые стропила, соединив их болтами с шайбами или металлическими накладками;
Жесткость конструкции обеспечивают подкосы, которые крепятся к центру бокового стропила и стойке и бабки, которые монтируются в центре затяжки.

Другие фермы выполняются аналогично и закрепляются между собой прогонами. Расстояние между фермами может быть от 60 ми до метра.

Для закрепления узлов мансардной конструкции и придания им прочности необходимо сделать их фиксацию скобами. Далее устанавливается обрешетка.

Монтаж стропильной системы

Установка обрешетки мансардной крыши

В зависимости от того, какое предусмотрено внешнее кровельное покрытие, существует два варианта обрешетки: сплошная и разреженная.

Сплошная чаще всего монтируется при покрытии:

Рулонном. Обрешетка в таком случае устанавливается в два настила: нижний — шагом в 30 см из брусков 20 см, верхний — из досок 50х20, которые прибиваются под углом по отношению в нижнему настилу в 30-45°;
Шифера плоского асбестоцементного;
Гибкой черепице.

Разреженный тип устанавливается при:

Стальном, металлическом покрытии. Бруски, сечение которых 5х5 см, шагом 20-30 см укладываются перпендикулярно стропилам. Монтаж производится от карниза вверх. На свесе монтируется настил из досок шириной 70 см. Вдоль конька и ребер крепятся бруски, соединенные встык;
Металлочерепице;
Асбестоцементном шифере;
Глиняной черепице.

Шаг укладки обрешетки, толщина досок напрямую зависят от кровельного покрытия и рассчитываются индивидуально в зависимости от нагрузки и особенности укладки.

Доски для обрешетки должны быть немного меньше длины ската.

Заключение

Таким образом, обустройство мансардной крыши имеет свои особенности монтажа. Их необходимо учитывать, так как мансарда — это дополнительной место для проживания, и оно должно соответствовать всем критериям заданной функции.

Полезное видео

В данном видео вы узнаете всё о стропильной системе мансардной крыши:

Стропильная система мансардной крыши – конструкция, расчет и монтаж

Как говорят опытные строители, мансарду можно обустроить в доме, была бы крыша. Вид крыши влияет, насколько эта мера увеличит полезную площадь, комфортно ли пользоваться этим помещением и работы какой сложности потребуются. Распространёнными видами крыш для обустройства жилого подкровельного помещения считают двускатную я прямыми и ломанными скатами.

Читать еще: Смородина в ландшафтном дизайне — фото, посадка и уход

Стропильная система мансардной крыши конструируется таким образом, чтобы освободить пространство в центре, где высота потолков достигает приемлемой высоты, разместив основную массу опорных элементов по краям. Эта статья расскажет, из чего состоит каркас кровли, как выбрать оптимальный вариант конструкции и правильно выполнить монтаж.

Виды стропильных систем

Приступая к конструированию стропильной системы для мансардной крыши, обращают внимание на планировку дома. Исходя из видов опор, выбирают подходящий вариант устройства:

Наслонная. Такой тип стропильного каркаса походит для домов, в которых посредине проходит несущая перегородка. Тогда вес конструкции кровли распределяют между ней и внешними стенами сооружения. Это необременительный и рациональный способ организации каркаса, но он подходит, если расстояние между наружными стенами и внутренней опорой не превышает 7 м.
Висячая. Этот тип применяют тогда, кода внутри нет несущих перегородок или колонн, которые используют, чтобы перенести на них вес крыши. Висячие стропила опираются на мауэрлат и коньковый прогон. Для крыш площади до 50 кв. м, с маленьким весом крыши применяют простейшую конфигурацию, состоящую из стропильных ног и горизонтально расположенной затяжки. Чтобы перекрыть сооружение крупного размера, эту конструкцию укрепляют стойками, схватками, подкосами. Эти элементы повышают устойчивость крыши, но «съедают» полезную площадь мансарды. Допустимое расстояние между стенами сооружения для висячих стропил составляет 14 м.
Комбинированная. Смешанный тип стропильной системы используют, когда в доме вместо несущей перегородки посередине устанавливаются опорные колонны. Получается, что часть стропил можно облокотить на колонны, а остальные смонтировать как висячие. Этот способ довольно часто применяют для обустройства мансардных крыш, так как он позволяет использовать меньше вспомогательных элементов, снижая нагрузку на фундамент и не загромождая подкровельное помещение.

Обратите внимание, что устройство мансарды необходимо запланировать на этапе создания проекта, потому что тип, вес и конструкция стропильной системы необходимы для расчета фундамента. Если решение о возведение мансардной крыши возникло на финальном этапе строительство, необходимо пересчитать массу дома с учетом новых данных, чтобы проверить выдержи ли фундамент дополнительную нагрузку, особенно если на участке сложный грунт и маленькое расстояние между поверхностью и грунтовыми водами.

Расчет элементов стропильной системы

По строительным нормам помещение называют жилым, если высота от пола до конька не менее 2,5 м и присутствуют источники естественного света, то есть окна. Потому, главный параметр мансардной крыши, который необходимо рассчитать – угол наклона ее скатов. Загвоздка в том, что, если заложить небольшой уклон, то высота потолков в мансарде будет ниже дозволенной правилами. А, если сделать крытые скаты, крыша получится очень тяжелой, дорогой и неустойчивой. Поэтому используется ломанный тип крыши, скаты которой меняют уклон, ее верхние стропила имеют острый угол 30 градусов, а нижние – 60 градусов.

Важный этап проектирования мансардной крыши – расчет величины сечения элементов стропильной системы. Проще всего узнать рекомендованный размер в справочных таблица с рассчитанными значениями, которые учитывают длину, расстояние между соседними элементами, вид и качество материала. Однако, если крыша нестандартного размера необходимо выполнить расчет, основанный на вычислении суммарной нагрузки от веса кровли, которая ложится на стропильную систему. Схема расчета также учитывает временные нагрузки в виде массы выпавшего снега, которые отражаются в климатическом коэффициенте, характеризующим характер погоды в месте строительства.

Для создания стропильной системы мансардной крыши используют древесину, однако не во всех случаях это целесообразно, так как, чтобы стропила справлялись с нагрузкой, приходится увеличивать сечение используемых пиломатериалов, что еще больше увеличивает вес конструкции. Чтобы вырваться из этого замкнутого цикла, необходимо отказаться от дерева в пользу стропил большей прочности из металла.

Конструкция стропильной системы

Составные части стропильного каркаса мансардной крыши ничем не отличаются от конструкции других видов скатных крыш. В него входят:

Мауэрлат. Основание крыши, своего рода фундамент, который берет на себя вес крыши и распределяет по периметру опорных стен. Его изготавливают из бруса размером 150х150 мм или толще. Установка мауэрлата выполняется с помощью анкерных болтов или шпилек, вмонтированных в армобетонный пояс. Межу поверхностью стены и брусом прокладывают гидроизоляционный слой или обрабатывают его битумной мастикой. Очень важный момент крепежа заключается в расчете мест установки шпилек, расстояние между ними выбирают так, чтобы не попасть под стропильные ноги.
Стропила. Это элементы стропильной системы, которые формируют уклон крыши. Верхушка стропильной ноги закрепляется на коньковый брус, а низ – на мауэрлат или стойку, если речь идет о верхних стропилах ломанной крыши. Ноги изготавливают из досок 50х150 мм или 100х150мм. Расстояние между ними называют шагом, оно варьируется от 50 до 120 см в зависимости от веса кровельного материала. Взаиморасположение и сечение стропильных ног описывает схема стропильной системы, облегчающая монтаж.

В большинстве случаев элементы стропильной системы выполняют из древесины высокого качества. Чтобы избежать деформацию в процессе эксплуатации, ее необходимо высушить до влажности 15-18%, обработать антисептической пропиткой глубокого проникновения и антипиреном, если вы планируете вывод дымохода на крышу.

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:

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.
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.
Устанавливают вертикальный стойки, определив середину балки перекрытия и отступив от нее равные промежутки. Расстояние между стойками соответствует ширине бедующей мансарды.
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.

Видео-инструкция

Стропильная система мансардной крыши: чертежи, устройство, материалы

Приветствую, камрады! Нам предстоит разобраться, как устроена стропильная система мансардной крыши. Я познакомлю вас с ее основными элементами, их функциями и поделюсь собственным опытом строительства мансардного этажа. Но сначала — несколько определений, которые помогут нам избежать путаницы.

На фото — крыша мансарды моего дома.

Определения

Мансардными традиционно называется вполне конкретный вид крыш — ломаные, то есть с двумя скатами с переменным уклоном. Однако традиционное определение неполно. На самом деле так можно назвать любую крышу, позволяющую разместить под ней мансарду — жилое помещение, ограниченное скатами кровли.

Полумансардная крыша отличается от мансардной тем, что опирается на капитальные боковые стены высотой не менее полутора метров. Полумансарда более выгодно использует пространство: у нее нет участков с низкими потолками, непригодных к эксплуатации в качестве жилой площади.

Вот основные виды мансардных крыш:

Изображение	Тип и краткое описание
	Односкатная: единственный скат кровли опирается на капитальные стены разной высоты. Для эффективного использования всей площади мансарды меньшая из стен должна иметь высоту не менее 1,5 метров, что подразумевает увеличение затрат на строительство.
	Двускатная: представляет собой в разрезе равнобедренный или (реже) несимметричный треугольник. Использует полезную площадь менее эффективно, чем ломаная.
	Вальмовая: вариант четырехскатной с двумя парами скатов разной площади.
	Полувальмовая крыша отличается от вальмовой наличием укороченных вертикальных фронтонов.
	Ломаная имеет два ската с переменным уклоном. Она выгодна наиболее рациональным использованием площади мансардного помещения: участки с низким потолком у боковых стен имеют минимальные размеры.

Элементы

Чтобы не заставлять читателя путаться в терминах, я приведу еще несколько определений. Вот основные элементы стропильной системы:

Изображение	Элемент стропильной конструкции
	Мауэрлат: уложенный на капитальную стену или монолитное перекрытие брус, служащий опорой для стропил.
	Стропильные ноги: наклонные брусья, которые служат опорой для кровли. Висячие стропила (то есть опирающиеся только на стены здания) позволяют построить крышу шириной до 6-6,5 метров. Наслонные стропила (с промежуточными опорами) позволяют увеличить пролет до 12 метров при наличии одной опоры и до 15 метров при наличии двух опор.
	Ригель, или затяжка: брус, стягивающий стропила двускатной крыши. Его задача — исключить деформацию стропильной системы в случае больших снеговых нагрузок.
	Стойка: вертикальная опора под стропильной ногой, обеспечивающая ее устойчивость при сильном боковом ветре. Кроме того, стойки обычно служат основой каркаса боковых стен мансарды.
	Лежень: горизонтальный брус, на который опираются стойки.

Схемы

Теперь пришла очередь чертежей и схем.

Двускатная крыша

Большой пролет кровли вынуждает использовать центральную стойку, на которую опираются наслонные стропила. Боковые стойки придают скатам дополнительную жесткость и служат каркасом для стен мансарды.

Устойчивость по отношению к снеговой нагрузке обеспечивает пара ригелей: первый служит основой для горизонтального утепленного потолка, второй скрыт в холодном чердаке.

Схема мансардной конструкции при ширине крыши менее 6,5 метров.

Еще одна, более простая стропильная система двухскатной крыши с мансардой. Центральная стойка отсутствует. Укороченный ригель делает потолок ломаным: горизонтальная центральная часть соседствует с наклонными участками.

Ломаная крыша

У ломаной мансардной крыши стойки всегда устанавливаются точно под изломом. Стягивающий изломы друг с другом ригель обеспечивает максимальную жесткость конструкции. Увы, у такой схемы есть серьезный недостаток: потолок остается сравнительно низким даже в центре мансарды, хотя высота конька позволяет поднять его еще на несколько десятков сантиметров.

Укороченный ригель, соединяющий верхние стропила примерно в середине их длины, позволяет поднять потолок практически без ущерба для прочности стропильной системы.

Вальмовая крыша

Здесь жесткость обеспечивается накосными (угловыми) стропилами со стойками в середине их длины. Стойки соединяются между собой горизонтальными связями. Нарожные стропила опираются на накосные и образуют прочное основание для кровли.

Особенность вальмовой крыши — отсутствие вертикальных фронтонов, поэтому естественное освещение обеспечивают врезанные в кровлю мансардные окна.

Односкатная крыша

У единственного ската на первое место выходит проблема обеспечения устойчивости к снеговой нагрузке, поэтому при пролете свыше 4,5 метров стропилам нужны дополнительные опоры.

На схеме показаны варианты их монтажа:

При пролете до 6 метров достаточную жесткость обеспечит установка косой подстропильной ноги;
Центральная стойка с парой подстропильных ног позволяет увеличить пролет до 12 метров;
Две промежуточные стойки с косыми ногами и связкой между ними дают возможность сделать 16-метровый пролет.

Полувальмовая крыша

Высота фронтонов позволяет переложить на них основную нагрузку. На фронтоны опирается сборная ферма, которая служит опорой для боковых стропил. Для большей жесткости стропильные ноги связаны между собой ригелями и продольными прогонами.

Как своими руками выполнить монтаж соединений стропильной системы? К вашим услугам — описание способов монтажа основных узлов.

Крепление мауэрлата к стенам

Мауэлрлат изготавливается из бруса сечением 100х100 — 150х150 мм. Брус должен быть в обязательном порядке обработан антисептиком. Стены под ним гидроизолируются во избежание капиллярного подсоса воды древесиной; обычно роль гидроизоляции выполняет пара слоев рубероида.

Для крепления мауэрлата обычно используются анкерные шпильки, установленные при заливке армопояса по периметру стены. Под них в брусе сверлятся отверстия, а после укладки брус притягивается к армопоясу гайками с широкими шайбами.

Анкерные шпильки под мауэрлат установлены при заливке армопояса. Мауэрлат закреплен гайками с широкими шайбами.

Крепление стропил к мауэрлату

Для максимальной жесткости соединения стропильных ног с мауэрлатом в них обычно делается вырез на треть ширины стропила. Для крепления могут использоваться:

Стальные скобы. Они вбиваются в оба бруса с двух сторон;

Крепление стропильных ног скобами.

Оцинкованные уголки. Они крепятся к обоим брусьям несколькими саморезами с длиной не менее 2/3 толщины стропила.

Оцинкованные накладки обеспечивают прочное и долговечное соединение.

Оцинкованные уголки и накладки используются для соединений стропильных ног между собой, со стойками, с горизонтальными прогонами и балками перекрытия. Накладки можно заменить толстой (не меньше 15 мм) проолифленной для защиты от сырости фанерой.

Крепление ригеля к стропилам

Соединение ригеля со стропилами двускатной или ломаной крыши испытывает наиболее сильные нагрузки зимой, когда на кровле лежит снег. Сделать его максимально прочным поможет простая инструкция: ригель соединяется со стропилом внакладку и крепится к нему парой болтов с гайками и широкими шляпками через предварительно просверленные отверстия.

Соединение стропильной ноги с ригелем временно зафиксировано саморезами, затем стянуто болтом.

Материалы

Лучший материал для стропильной системы — кедр, легкий, прочный и стойкий к гнили. Однако на практике куда чаще используются более дешевые: ель, пихта и сосна. У всех нагруженных элементов стропильной системы (стропильных ног, ригелей и стоек) должны отсутствовать пороки древесины, влияющие на прочность:

Крупные выпадающие сучки;
Косослой (отклонение направления волокон от продольной оси бруса);
Косые трещины;
Гниль.

Типичное сечение лежней и стоек — 100х50 мм. Сечение стропил определяется их длиной и шагом между стропильными ногами: чем он больше, тем большая нагрузка ложится на отдельный брус. Подобрать оптимальное сечение стропила можно по таблице строчкой ниже.

Таблица подбора сечения стропила в зависимости от длины и шага.

Мой опыт

При строительстве мансарды я выбрал ломаную крышу. На монтаж стропильной системы был закуплен сосновый брус сечением 50х100 мм. Шаг между стропильными ногами — 90 см, наибольшая длина пролета — 3 метра. Угол наклона кровли — 30 градусов для верхних скатов и 60 для нижних.

Темные закоулки мансарды. Лежень и стойки изготовлены из бруса 100х50 мм.

Обрешетка под кровельный материал (профлист) собрана из необрезной доски толщиной 25 мм. Именно из необрезной — просто потому, что ее цена ниже, а внешний вид при укладке под кровлю не имеет никакого значения. Шаг обрешетки — 25 см.

Ригель стягивает верхние стропила примерно в середине их длины. Подвесной потолок из ГКЛ собран на потолочных профилях, закрепленных к стропильным ногам и ригелям прямыми подвесами.

Благодаря высокому расположению ригеля потолок имеет наклонные участки. Высота мансарды в центре — 2,6 метра, внизу наклонного участка потолка — 1,9 м.

Конструкция стропильной системы доказала свою прочность: четыре сезона она успешно противостоит типичным для севастопольских зим сильнейшим ветрам.
<noscript><iframe loading="lazy" src="about:blank" data-rocket-lazyload="fitvidscompatible" data-lazy-src="https://www.youtube.com/embed/HLLtRA9WTgc"></noscript>

Заключение

Надеюсь, что мне удалось ответить на все накопившиеся у читателя вопросы. Как всегда, дополнительные материалы вашему вниманию предложит прикрепленное видео. Жду ваших комментариев и дополнений. Успехов, камрады!

Как установить стропила мансардной крыши

Долговечность и эксплуатационные характеристики мансардной кровли в первую очередь зависят от надежности стропильной системы. Поэтому перед началом возведения крыши, следует составить соответствующий проект и выполнить все необходимые расчеты. Мансардный этаж в принципе может быть устроен под кровлей любой конструкции и любого вида – односкатной, двухскатной, четырехскатной.

По каким же правилам устанавливается стропильная система мансардной крыши в том или ином случае и как сделать кровлю надежной?

Как рассчитать стропильную систему

При проектировании системы стропил любого дома учитывают такие параметры, как:

Ветровую нагрузку на кровлю;
Вес кровельных материалов;
Снеговую нагрузку;
Вес внутренней обшивки;
Вес элементов системы стропил

Чем большие нагрузки будут действовать на конструкцию каркаса мансардной крыши в процессе ее эксплуатации, тем большим должно быть сечение стропил и меньшим шаг между ними и длина.

Первый параметр определяется по карте ветровых нагрузок:

Стропильные конструкции мансардных крыш возводятся с учетом ветровых нагрузок

Для расчета следует значение ветровой нагрузки в том регионе, в котором строится здание, умножить на поправочный коэффициент. Значение последнего зависит от высоты здания. Для домов ниже пяти метров, расположенных в степных или прибрежных районах значение коэффициента принимается за 0,5, в лесных регионах и на территориях городов — за 0,75. Для зданий до десяти метров высотой – 0,65 и 1,0 соответственно.

Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле S=Sg*µ, где µ — коэффициент в применении к наклонной поверхности, Sg – вес снега на горизонтальной. Для зданий с углом наклона скатов до 25гр значение коэффициента принимается за 1, с углом наклона до 60гр – 0,75.

На заметку: При расчете каркаса мансардных крыш, скаты которых имеют угол наклона более 60гр, снеговая нагрузка во внимание не принимается. Снег на таких крышах практически не задерживается.

Устройство стропильной системы мансардной крыши выполнятся с учетом снеговых нагрузок

Зная значения снеговой и ветровой нагрузки в том или ином регионе, несложно будет сделать необходимые расчеты.

Допустим, здание высотой 4,5м с углом наклона скатов в 30гр строится в Московской области. В первом ветровом регионе нагрузка составляет 32кг/м2. Умножив эту цифру на 0,5 (коэффициент), получаем 16кг/м2. Для третьего снегового региона нагрузка составляет 180кг/м2. Умножаем эту цифру на коэффициент 0,75 и получаем 135кг/м2. Таким образом на кровлю в общей сложности будет действовать 151кг/м2 нагрузок (временных).

Расчет стропильной системы мансардной крыши выполняется также с учетом веса кровельного пирога. Этот параметр вычисляется путем сложения удельных весов всех его составляющих – кровельного материала, утеплителя и т.д. Для определения удельного веса необходимо вес всего материала, использованного для покрытия мансардной крыши разделить на ее площадь.

Удельный вес кровельного пирога определяется удельным весом всех его элементов

Расчеты допустимых соотношений длины стропил, их сечения и шага между ними выполняются с использованием разного рода таблиц и специальных программ.

Каркас крыши с двумя скатами

Стропильная система двускатной мансардной крыши рассчитывается с учетом нескольких основных параметров: ширины и высоты дома, материала и разновидности стропил (висячих или наслонных).

Расстояние между стропильными ногами обычно 0,6 – 1м. Исходя из усредненного количества 0,8, можно сразу понять, сколько элементов понадобиться для той или иной кровли.

Допустим, длина ската будет равной 20м.Тогда для его устройства необходимо примерно 20/0,8=25 стропильных ног. Прибавляем к этой цифре 1, так как в кровельном каркасе по краям обязательно устанавливается по одной ноге. Получаем 26 стропил. Теперь выполняем более точный расчет: 20/26=0,77. Это значит, что ноги нужно будет устанавливать на расстоянии 0,77 м друг от друга.

Схема стропильной системы мансардной крыши с двумя скатами

Зная высоту мансардной крыши, вычислить длину стропил будет предельно просто. Стропило в треугольнике, образуемом наклоном ската и половиной торцовой стены, является гипотенузой. Таким образом, длина определяется по теореме Пифагора.

Система стропил вальмовой мансардной кровли

Расстояние между стропилами мансардной крыши, имеющей четыре ската, равно ее длине или ширине. Определившись с углом наклона ската, несложно будет рассчитать их длину. Все, что нужно сделать — это разделить высоту кровли на косинус угла наклона ската.

Стропильная система мансардной крыши. Фото вальмовой кровли

Каркас односкатной кровли

Конструкция стропильной системы мансардной крыши односкатной элементарно проста. Ноги одной стороной закрепляются на стене, а второй на стойках опорах. В этом случае для нахождения их длины также используется теорема Пифагора. При устройстве каркаса кровли с одним скатом следует учитывать размеры пролетов. Если они шире 4,5 м обязательно нужно использовать промежуточные стойки, установленные на балках перекрытия.

Промежуточные стойки в стропильной системе односкатной крыши

Возведение стропильной системы

Стропильная система мансардной крыши возводится по определенной схеме, включающей в себя такие шаги, как монтаж мауэрлата, стропильных ног, прогонов, ригелей, опорных стоек и других узлов каркаса.

Монтаж мауэрлата

Перед укладкой мауэрлата стены в обязательном порядке гидроизолируют. При этом можно использовать как рулонные материалы, так и битумные мастики. Установка мауэрлата выполняется вплотную к внутренней стороне стены. Крепится эта часть стропильной системы чаще всего на анкерные болты.

Мауэрлат монтируется вплотную к внутренней стороне стены

Правила установки стропил

Стропила мансардной крыши бывают висячими либо наслонными. Элемент первого типа своей нижней частью опирается на мауэрлат, а верхней в верхнюю часть другого стропила. Наслонные стропила в системе не производят распирающего давления на стены дома, так как в верхней части упираются в коньковый прогон или верхний прогон ломаной кровли.

Наслонные и висячие стропила крыши

После того, как мауэрлат будет надежно закреплен, приступают к установке стропил мансардной крыши.

Крепление стропильного элемента снизу может выполняться жестким методом. При этом используется дополнительная балка, на которую опирается нога. Одновременно она фиксируется к мауэрлату с помощью оцинкованных уголков.

Стропила для мансарды могут быть прикреплены к мауэрлату также скользящим способом. В этом случае чаще всего используются специальные крепления, называемые «салазками».

Стропила в деревянных домах крепятся к стене скользящим способом

Наверху стропила в системе могут крепиться встык над коньковым прогоном, к самому коньковому прогону по одной либо внахлест. В первом случае верхняя часть элемента обрезается под углом. При креплении внахлест доски не обрезаются.

Мансарда. Стропильная система с закреплением встык и внахлест

Таким образом монтируется стропильная система мансардной крыши. Видео демонстрирует этот процесс пошагово.

Установка обрешетки

Сборка каркаса мансардной крыши заканчивается монтажом обрешетки, которая может быть сплошной или разреженной. Эта часть кровли выполняется обычно из доски. Чаще всего длина обрешетки чуть меньше длины ската. При установке обрешетки предусматривается место для окон мансарды. Для ее крепления используют гвозди (по два на каждой стропильной ноге).

Важно: Набивать доски обрешетки следует со смещением. То есть таким образом, чтобы в соседних рядах стыки не были расположены на одной стропильной ноге.

Для обрешетки мансардной кровли используется доска

Очень редко, но иногда в частном домостроении используются металлические стропила мансардных крыш. При этом в качестве мауэрлата применяется мощный швеллер. Металлические стропильные ноги привариваются к нему с использованием уголков.

Расчет, крепление и установка стропильной системы мансардной 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.

На заметку: к примеру, квадратный метр полезной площади мансардной крыши 8х10 обходится порядка 70–75 долларов.То есть оборудовать мансарду в 60–65 м 2 гораздо дешевле, чем построить такую же площадь «с нуля».

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.

Важно: особого внимания требует крепление стропил к мауэрлату и его же самого –к стене здания. При любом серьезном просчете крыша мансарды в случае ураганного ветра может оторваться или разрушиться.

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.

На заметку: поскольку ЛСТК собирают, используя болты и заклепки, такие конструкции можно при необходимости разбирать и переделывать, заменять любую деталь или перестраивать всю крышу.

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

Верхний брус крепят к стойкам, причем первый по счету одновременно будет служить подстропильной рамой.
Устанавливают мауэрлат.
Монтируют стропильные ноги с шагом 60– 100 см. Сначала устанавливают фермы, крайние к фронтону и протягивают уровень, в соответствии с которым устанавливают промежуточные элементы.
Стропила в верхней части каркаса соединяют между собой.
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

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.

В дополнение к теоретическому материалу рекомендуем посмотреть, как на практике монтируется стропильная система мансардной крыши видео урок.