Устройство стропильной системы мансардной крыши

Мансардная крыша: устройство и монтаж стропильной системы

Устройство стропильной системы мансардной крыши изобрел в 1630 году знаменитый французский архитектор Франсуа Мансар. Множество инноваций и технических решений, предложенных им, используются по сегодняшний день, как наиболее оптимальные варианты при строительстве жилых чердачных апартаментов. Франсуа Мансар ввел моду на большие окна и высокие потолки на чердаке, что значительно улучшило комфорт и удобство проживающих там людей. В честь этого выдающегося архитектора жилые чердачные помещения именуют мансардой.

Типы мансардных крыш

Одним из главных конструктивных элементов мансарды является стропильная система, которая предназначена для создания жесткости всей конструкции кровли. Конструкция стропильной системы мансардной крыши может быть двух видов :

• наслонного типа, где опорой для балок служат наружные стены здания;
• висячего типа, где все элементы стропильной системы увязываются в ферму и общий каркас, который впоследствии устанавливается на крайние опоры.

Схема стропильной системы мансардной крыши определяет, какой вид крыши будет использоваться. В зависимости от этого типы мансардных крыш классифицируют следующим образом :

1. Односкатная кровля с наклоном плоскости, которая опирается на стены различной высоты.
2. Двускатная кровля, конструкция которой имеет две плоскости, расходящиеся в разные стороны под определенным углом.
3. Ломаная крыша, являющаяся разновидностью двухскатной кровли, и состоит из двух плоскостей с ломаной поверхностью.
4. Полувальмовая и вальмовая крыши – разновидности четырехскатной кровли.
5. Шатровая конструкция крыши (коническая, купольная, пирамидальная).
6. Сводчатый тип кровли с параболическими или круглыми очертаниями.

В нашей стране наиболее популярной является мансарда двухскатной крыши, что определило архитектуру некоторых городов и поселков. Угол наклона двухскатной системы определяется в зависимости от следующих факторов :

• геометрический размер здания;
• вид кровельных материалов;
• рельеф окружающей местности;
• климатические и погодные условия.

Важно знать, что для получения большего количества полезной жилой площади мансарды, рекомендуют выполнять меньший угол наклона стропил.

Методика расчета стропильной системы

Грамотный и точный расчет стропильной системы мансардной крыши позволяет получить надежную и крепкую конструкцию с длительным сроком службы. В данном расчете учитываются такие данные как: собственный вес мансардной конструкции и внешние факторы нагрузок (ветровые и снег). По этой причине в разных районах страны устройство стропильной системы мансардной крыши может быть совершенно разным.

Расчет системы стропил наслонного типа немного проще, чем висячего, но зачастую строители могут использовать комбинированные типы конструкций.

Следует помнить, что сложные расчеты лучше доверить профессиональным проектировщикам, которые имеют необходимую квалификацию и опыт по выполнению подобных расчетов.

При расчете стропильной системы от собственного веса кровли, используют сложные арифметические формулы и различные коэффициенты. В результате математической обработки должна получиться нагрузка, выраженная в килограммах на 1м 2 стропильной системы. Величина среднего значения нагрузки на стропильную систему в жилых домах составляет порядка 50 кг/м 2. Расчет от погодных и климатических условий учитывает нагрузки от снежной массы и ветровых нагрузок.

Очень важно запомнить, что в районах с повышенным уровнем осадков или порывами ветра, стропильная система двускатной мансардной крыши содержит спаренные стропила и сплошную обрешетку, что позволяет избежать возможных деформаций.

Основные этапы строительства мансардной крыши

Конструкция стропильной системы предполагает наличие следующих элементов :

• мауэрлаты;
• стропильные ноги;
• коньковый брус;
• наклонные подкосы;
• вертикальные стойки.

Для увеличения надежности всей конструкции и придания ей большей жесткости между стропил закрепляют ригеля, подбалочники, подкосы, стойки. Для обустройства основания под кровельные материалы монтируют обрешетку сплошного или разреженного типа.

Монтаж стропильной системы мансардной крыши двухскатного типа выполняется в несколько этапов :

1. Монтаж верхнего бруса, который должен иметь сечение 10×10 или 15×15 сантиметров. Его крепят при помощи специальных гвоздей, металлических скоб или саморезов к стойкам. При этом первый по счету брус будет одновременно нести функцию подстропильной рамы.
2. Установка мауэрлата, который служит основным конструктивным элементом и воспринимает все нагрузки от массы кровли и климатического воздействия. Для монтажа мауэрлата используют доски толщиной от 5 сантиметров и брус с минимальным сечением 5×10 сантиметров. При укладке доски, под ней прокладывают слой гидроизоляции, чтобы влага не проходила к элементам мауэрлата. Крепление доски к стенам осуществляют с помощью скоб и гвоздей, кроме этого мауэрлат дополнительно привязывают к стенам толстой металлической проволокой, которую предварительно вмуровывают в стены на этапе кладки.
3. Монтаж стропильных ног выполняют с шагом 0.6 – 2 м одна от другой.
4. В первую очередь производят монтаж крайних к фронтону стропил. Затем протягивают уровень, по которому производят установку следующих элементов.
5. После установки выполняют соединение стропил между собой в верхней части смонтированного каркаса.
6. Установка коньковой балки, которая необходима при длине кровли более семи метров. При длине крыши менее семи метров, данный конструктивный элемент не является обязательным.
7. После проведения данных работ укладывают обрешетку, утеплитель, гидробарьер, кровельные материалы.

Стропильная система мансардной двухскатной крыши выполняется с соблюдением следующих правил :

• стропила и другие конструктивные элементы мансарды должны выполняться из балок с минимальным сечением 10×10 сантиметров; брус должен быть самого высокого качества и содержать не более трех изъянов на 1 погонный метр;
• при креплении мансардной конструкции используют металлические скобы, специальные гвозди и обвязку из проволоки;
• для мансардной крыши используют деревянные элементы с влажностью не более 15%;
• все деревянные конструктивные элементы должны подвергаться обработке антисептическими препаратами и веществами, которые предохраняют от преждевременного гниения;
• оптимальным вариантом для использования в строительстве мансарды, являются хвойные породы деревьев, которые наименее подвержены влиянию влаги;
• для использования в качестве вертикальных стоек применяют деревянный брус с геометрическими размерами 10×10 сантиметров; для их установки используют отвес, который поможет установить их в строго вертикальной плоскости; эти стойки будут основой для будущих стен мансарды, которые впоследствии оббиваются фанерой, гипсокартоном или другим материалом;
• особое внимание следует обратить при закладывании окон, потому что после установки стропил их размер будет уже очень сложно изменить.

Особенности строительства мансардной крыши ломаного типа

Для увеличения жилой площади и объема мансарды используют конструкцию ломаной крыши (разновидность двухскатной), которая позволяет значительно улучшить комфорт проживания людей на мансарде. Стропильная система мансардной ломаной крыши рассчитывается по тем же правилам, что и двухскатная крыша. Основные этапы строительства подобных конструкций полностью соответствуют технологии монтажа двухскатной крыши. Но, стоит обратить внимание на следующие правила при их возведении :

1. Доски для крепления стропильных ног должны утепляться по всей их длине. Это значительно уменьшит тепловые потери и создаст отменные условия для проживания людей.
2. Шаг и сечение стропильных ног должны выполняться в строгом соответствии с расчетными данными, которые учитывают все возможные воздействия и запас прочности.
3. Следует учитывать, что теплоизоляция будет способствовать выпадению конденсата на границе раздела теплой и холодной среды, поэтому применение пароизоляции является обязательным.
4. В качестве теплоизоляции следует использовать исключительно натуральные материалы, которые не оказывают на человека отрицательного воздействия и являются пожаробезопасными.

Особенности строительства мансардных этажей

Стропильная система мансардных этажей должна обеспечивать максимальную степень надежности, которая ей позволит выдержать нагрузку кровельного «пирога» с одной стороны и быть максимально легкой, чтобы облегчить нагрузку на стены здания. В связи с этим основным материалом при строительстве мансардных этажей является древесина, которая оптимально соответствует этим параметрам. В качестве кровельных материалов в этом случае используют :

• металлочерепица;
• керамическая черепица;
• ондулин.

Они позволяют получить достаточно надежное покрытие, которое имеет отменные эксплуатационные характеристики. Основные этапы строительства и методика расчета мансардных этажей аналогична двухскатным крышам, с оговоркой на то, что мансардный этаж должен иметь наиболее высокую степень теплоизоляции, чем какое-либо другое жилое помещение. Соответственно с этими правилами выполняют качественную гидроизоляцию, тепловую изоляцию и пароизоляцию мансарды, что позволит получить комфортное и удобное помещение для проживания людей.

Похожие новости

Устройство стропильной системы шатровой крыши

Многие из нас часто встречаются с проблемой не совсем эстетичного вида двускатной крыши. Борясь с этой проблемой, некоторые дизайнеры начинают искать другие, более оригинальные варианты решения этого вопроса. Одним из таких оригинальных решений стало изобретение кровли, имеющей шатровый тип. С одной стороны, она представляет собой довольно-таки изящную симметричную конструкцию, которая в свою очередь действительно удивляет своим экзотическим внешним видом.

Стоит отметить, что перед тем как начать работы по возведению шатровой кровли, стоит убедиться в своей компетентности в этом вопросе, так как такие работы требуют высокого профессионализма. Несмотря на это, вполне реально самостоятельно разобраться в том, как устроена стропильная схема и самостоятельно ее возвести.

Шатровая крыша стропильная система

Как правило, шатровая крыша – это четырехскатная конструкция, количество скатов которой напрямую зависит от формы, имеющей основание крыши. К примеру, если перекрытие имеет форму квадрата, то, соответственно, скатов будет четыре, а если необходимо будет столкнуться с формой круга, то здесь количество скатов может колебаться от пяти и более.

По своей конструкции шатровая крыша состоит из:

1. Самой вершины конструкции, которая называется коньковым узлом и образуется из соединения всех стропильных ног.
2. Самой поверхности крыши треугольной формы, которая поддерживается стропилами. Независимо от количества скатов такой крыши, угол их наклона должен быть в пределах от двадцати до пятидесяти градусов.
3. Выступающей части крыши, называемой свесом и служащей для защиты дома ветров, дождей и снегов. Для эффективности данной части конструкции в длину свес должен быть не менее пятидесяти сантиметров. Сам свес формируется из длинных частей нижней части стропил.
4. Непосредственно самого материала, с помощью которого закрывается вся стропильная система, образуя при этом ее поверхность. Основной функцией кровельного покрытия считается надежная защита от пагубного влияния плохих погодных условий, таких как дождь, снег, ветер. Как правило, в качестве такого материала широко используется профнастил, металлочерепица, рубероид, шифер и другие.
5. Самой стропильной системы, а также тех частей каркаса, которые ответственны за удержание и распределение ее веса на стенах и фундаменте, что позволит избежать их дальнейшей деформации.
6. Водосточных систем, благодаря которым излишки влаги будут беспрепятственно покидать поверхность шатровой крыши.

Достоинства шатровой крыши

Несмотря на достаточную сложность в конструировании и монтаже, такие крыши с каждым днем набирают все большую популярность. Это обуславливается ее основными достоинствами, а именно:

• особенным аэродинамическим свойствам, которые делают такие кровли особенно устойчивыми к шквальным и ураганным ветрам;
• продуманная до деталей конструкция, имеющая крутые скаты, позволяет своим хозяевам не беспокоиться о частой уборке крыши от снега;
• наличие такого вида кровли делает возможным благоустройство мансардного помещения под проживание (единственным минусом в этом вопросе есть обязательное монтирование специальных окон для мансарды, это необходимо сделать из-за отсутствия фронтов);
• дома, кровля которых выполнена в виде шатровой четырехскатной крыши, не сможет остаться незамеченной из-за своей оригинальности.

Основой стропильной системы шатровой крыши считается ее каркас. От того как крепятся стропила, их разделяют на висячие и наслонные.

Первые из них имеют опору в виде двух точек, так называемого мауэрлата и конькового узла. Наслонные же снабжены дополнительной опорой, которая должна быть установлена на внутренней стене, являющейся несущей. Необходимый вид стропильной системы подбирают, опираясь на размеры и планировку здания. Как говорят специалисты, если наклон скатов больше сорока градусов, то от наслонной системы лучше отказаться.

Стропильная система шатровой кровли состоит из:

1. Мауэрлата, который должен быть уложен на основание каждого последующего ската. Это говорит о том, что если крыша четырехскатного типа, то нужно иметь четыре соответствующих бруска, способных служить надежной опорой для стропил.
2. Так называемого конькового узла. Он считается местом встречи самого верха стропильных ног.
3. Стропил диагонального типа, которые идут от конькового узла в разные стороны к самому мауэрлату, напоминая ребра. По длине такие стропила должны быть длиннее и толще, чтобы выдерживать повышенные нагрузки.
4. Нарожников, которые являются особенной чертой такого вида крыш. Особенность их заключается в разнообразной длине, которые должны увеличиваться в зависимости от приближения к центральной ноге. Нарожники крепятся с одной стороны на накосные стропила, а с другой – на мауэрлат. Опытные строители предупреждают, что ни в коем случае нельзя делать крепление нарожников непосредственно к стойкам и коньковому узлу. Несоблюдение этого правила может привести к ненужной жесткости самой конструкции.

Отдавая преимущество кровле шатрового типа, вы получите сохранность тепла и уюта в ваших домах, а также надежную защиту от холодных ветров, дождей, снегов и ураганов. Так что не медлите и займитесь вашей кровлей!

Нет статей по теме.

Как сделать мансардную крышу: устройство и конструкция стропильной системы

Конструкция этой необычной крыши носит фамилию своего создателя — французского архитектора Мансара.

Именно ему пришла в голову мысль увеличить полезное пространство под крышей, разбив ее скат на два участка – крутой и пологий.

В наши дни виды мансардных крыш исчисляются десятками, поскольку к этой категории причисляют любую кровлю, под которой есть достаточно пространства для жилого помещения. Такое положение дел приводит к путанице в классификации стропильных систем.

Технически корректно можно говорить лишь о классической мансарде, которую застройщики иногда называют ломаной крышей.

Двускатные, арочные, купольные, сводчатые, вальмовые и полувальмовые кровли нельзя назвать мансардными. У них отсутствует главный «родовой признак» данной конструкции – перелом ската, расширяющий проходное подкровельное пространство.

Растущая популярность ломаной крыши вполне объяснима. Построив частный дом с мансардой, мы существенно экономим средства, поскольку вместе с крышей получаем просторное и практически бесплатное помещение.

Под низкой двускатной кровлей сделать это не удастся. Здесь в лучшем случае хватит места для небольшого чуланчика.

Стропильная система

Является несущей основой мансардной кровли и должна выдерживать не только собственный вес, но также расчетные ветровые и снеговые нагрузки. Стропильная система мансарды связывает воедино балки перекрытия, кровельные скаты, стены и потолок. Это обстоятельство требует грамотного расчета и умелой реализации.

Размеры мансарды и ее конструкция зависят от ширины здания и требуемой высоты помещения (от 2,5 до 3,5 метра). Поэтому не спешите заказывать пиломатериалы для ее строительства, а лучше заранее подготовьте подробный чертеж и проработайте узлы всех соединений.

На схеме стропильной системы нужно четко увязать между собой высоту, шаг и сечение стоек, длину и наклон стропил, определить места установки окон, выбрать размер обрешетки и материал для обшивки фронтона.

Особенно тщательно нужно продумать и выполнить крепление стропильных ног к мауэрлату и самого мауэрлата к стене здания. Любой серьезный просчет здесь может привести к тому, что крыша мансардного типа будет оторвана и разрушена при штормовом ветре.

Для упрощения расчета можно воспользоваться готовыми вариантами конструктивных решений узлов стропильной системы, где указаны основные размеры и способы крепления.

А так выглядит схема самой простой стропильной системы мансардной крыши.

Рис. 1 Схема стропильной системы

Как видно из рисунка 1, стропильная система мансардной крыши состоит из нижних стропильных ног (наклонные стропила), верхних (висячих) стропил, вертикальных стоек, горизонтальной связующей перекладины и конькового бруса. Если размер мансарды невелик, то от конькового бруса можно отказаться. Его функцию выполнит сплошная обрешетка, создающая диафрагму жесткости.

Жесткость стропильной системы в боковом и вертикальном направлениях обеспечивает треугольная форма коньковой и боковой ферм. Объемная жесткость конструкции достигается за счет установки подкосов, образующих треугольники с вертикальными стойками.

Как правило, ломаная мансардная крыша строится из массива древесины (сосна, ель). Иногда для этой цели используют более легкий и прочный клееный брус, позволяющий увеличить шаг стропил без потери жесткости. Клееный брус, в отличие от обычного не нуждается в дополнительной пропитке, защищающей древесину от грибка, насекомых и огня.

Особо прочная конструкция мансардной крыши требует использования стальных тонкостенных конструкций. Они долговечны, огнестойки и просты в сборке, но значительно дороже деревянных.

Последовательность строительства мансардной крыши и особенности сборки

Стропильную конструкцию мансарды начинают собирать с двух крайних пролетов, примыкающих к фронтону здания. Для сборки каркаса стропильной системы можно использовать брус сечением 100х100 мм либо доску размером 50х150 мм.

Шаг стропильных рам выбирают в диапазоне от 0,5 до 2 метров. Чем большую снеговую нагрузку придется выдерживать кровле, тем меньшим нужно делать это расстояние.

Специалисты-кровельщики устройство мансардной крыши выполняют в таком порядке:

• в балки перекрытия на 1/3 их толщины врезают вертикальные стойки;
• стропильные ноги нижнего ската выравнивают в одной плоскости со стойками и ставят на опорную балку (мауэрлат), закрепляя их с помощью скоб или металлических пластин;
• ставится брус-затяжку перекрытия мансарды, которая служит основой для подшивки потолка;
• монтируются стропильные ноги (висячие стропила) двух верхних скатов.

Если расстояние между стенами здания превышает 8 метров, то в конструкцию стропильной системы вводят вертикальную коньковую стойку (бабку) с двумя подкосами.

Вместо укладки балки-мауэрлата можно использовать крепление стропильной системы мансарды непосредственно к стене. Для этого в стену на глубину 200-250 мм заделывается арматурный анкер, к которому резьбовым соединением крепится балка перекрытия.

Заканчивают устройство мансардной крыши монтажом обрешетки. Если кровля дома будет из мягкого материала, такого как битумная черепица, то обрешетка под нее должна быть сплошной. Для этого можно использовать обрезные доски толщиной 30 мм и шириной 120-140 мм или OSB плиту толщиной от 12 до 16 мм.

В том случае, когда крыша будет накрыта металлочерепицей, шифером или профнастилом, обрешетку кладут реже, оставляя зазор между досками в 10-15 см. К стропилам ее крепят саморезами по дереву.

Полезное видео по теме:

Источники: http://vseokrovle.com/mansardnaja/38-ustrojstvo-stropilnoj-sistemy-mansardnoj-kryshi.html, http://krovlyamoya.ru/stropilnaya-sistema/ustrojstvo-stropilnoj-sistemy-shatrovoj-kryshi.html, http://greensector.ru/stroitelstvo-i-remont/kak-sdelat-mansardnuyu-kryshu-ustrojjstvo-i-konstrukciya-stropilnojj-sistemy.html