Мансарда с наслонными и висячими стропилами, с опиранием низа стропил в мауэрлат

Мансарда в деревянном доме

Деревянный дом с мансардой – это звучит заманчиво и уютно. Мансарда представляет собой чердачное жилое помещение. Мансардные крыши популярны тем, прежде всего, что появляется возможность значительного увеличения жилой площади без особых материальных затрат. В представлении дома с мансардой сразу же рисуется картина дома с ломаной крышей, где углы наклона скатов разные. В данном представлении люди заблуждаются, поскольку крыша дома с мансардой имеет возможность быть исполнена и в двухскатном типе крыши и во многих других типах. Конечно же, мансардные крыши отличаются от обычной крыши дома и, поскольку, чердачное помещение становится жилым, то к крыше предъявим особые требования.

В этой статье рассмотрим крыши ломаного типа, поскольку о других типах возведения крыши уже знаем. Однозначно не правильно будет принимать ломаную крышу как крышу с разными углами наклона скатов. Сконструировать мансардную крышу можно и с равными углами наклона как верхнего, так и нижнего скатов. В таком выполнении не отличишь ее от двухскатной крыши, но конструктивная схема возведения такой крыши идентична классической ломаной крыши. Отличие мансардной крыши от крыш, возведенных по классическим схемам висячих стропил или наслонных, заключается в том, что мансардная крыша в своей конструкции имеет два типа стропил (рис). Верхняя часть, которую определим от конька до перегиба, конструируется висячей стропильной системой, которая опирается на стойки, а в случае без стоек – на затяжку или продольный прогон, может повторять углы наклона нижних скатов или иметь более пологий скат. Нижняя часть, от перекрытия до перегиба, устраивается из наслонных стропил. Однако можно верхнюю и нижнюю часть выполнить по типу наслонных стропильных систем. Рассмотрим подробнее конструктивные схемы мансардных стропильных систем:

Мансарда с наслонными и висячими стропилами, с опиранием низа стропил в мауэрлат

Само собой логично, что, прежде всего для правильного устройства ломаной крыши в самом начале произведем расчет стропильной системы с учетом снежной и ветровой нагрузки, а только после этого приступим к монтажным работам.

Базовой основой для стропильной системы будет мауэрлат, поэтому жестко его скрепляем с балками перекрытия. Лежень, на который упираются балки стропил, укладывают прямо на перекрытие. Стойки врезают прямо в балки перекрытия. Балки перекрытия рассчитывают на распределенную равномерно нагрузку, которую принимают около 400 кг/м?. Дополнительно производят расчеты перекрытия на силу от веса крыши и общей нагрузки на ней.

Далее выделяем будущую площадь помещения мансарды стойками, которые являются каркасом для будущих стен. Нижние скаты формируем согласно полученным расчетам по схеме наслонных стропильных систем. Соединим стойки продольными прогонами, а потом и балками сверху, которые будут выполнять функцию затяжек для верхних висячих стропил (рис.). Соответственно, произведем расчет каркаса верхних скатов по схеме висячих стропил. Узлы сплочения стропильных ног и мауэрлата могут быть выполнены по типу ползуна или шарнирно неподвижной схеме. По таким же схемам совмещения необходимо выполнить закрепление мауэрлатных балок.

Выполняем следующий шаг, беремся за монтаж висячих и наслонных стропил. Сначала монтируем наслонные стропила нижних скатов, а затем возводим висячую стропильную систему верхних скатов.

Выполнять верхние скаты можно по любой схеме висячих стропил как с подкосами и бабкой, так с бабкой или с ригелем, что и предполагает соответствующие расчеты по выбранной схеме. Балки, соединяющие стойки наслонных cтропил, выполняют функцию затяжек для висячих стропил верхних скатов крыши и работают на растяжение и совсем небольшой прогиб. Очевидно, затяжку можно подбирать не большим сечением, но подстраховать ее можно бабкой, чтобы избежать прогиба потолка от своего веса. На рисунке мы видим традиционную бабку, но в практике с обеих сторон к коньковому прогону и затяжке прибивают обычные дощечки, и не стоит путать их со стойками. Стропила висячей системы могут быть и массивными больших сечений, поскольку перекрывают собой весь пролет крыши. Обратим особое внимание на правильность конструктивной сборки узлов в точках перегибов.

Как дополнение к этому материалу, можно почитать про монтаж мансардных окон. Так или иначе вам придется их устанавливать.

Мансарда с наслонными и висячими стропилами, с выносом низа стропил за стену

Карниз функционально предохраняет верхнюю часть стены от воды, которая стекает с крыши, и даже частично от прямого воздействия дождя.

Сделаем увеличение карниза посредством выноса низа стропильных ног за пределы стены сруба. Под стропило вводим подкос, а саму стропильную ногу упираем не в мауэрлат, который в данном случае можно полностью исключить из конструктивной схемы, а в балку перекрытия. Вместо мауэрлата удовлетворительно будет использование выравнивающих деревянных подкладок. Стойки методом врубки глубиной не больше 1/3 высоты балки перекрытия соединяют с балками перекрытия (рис.).

Для нижнего каркаса наслонной стропильной системы принимают расчет на сжатие, поскольку углы нижних скатов часто делают крутыми и атмосферные осадки на них не задерживаются, а воздействует на них только ветровая нагрузка. Для подстраховки можно принять расчет стропильных ног на изгиб и на сжатие, но в любом случае необходимо установить противоветровые проволочные скрутки, на случай ураганного ветра, чтобы не сорвало крышу.

Часто в конструкции нижних наслонных стропил проводят мероприятия, которые помогают разгрузить балку от сосредоточенных сил от веса крыши. В конструкцию вводят дополнительную стойку, которая устанавливается в месте пересечения стропильной ноги и подкоса, а упирается низом в балку перекрытия над самой стеной. Этот дополнительный элемент частично разгружает низ стропила и подкос, работает таким образом, что сосредоточенные силы по стойке будут уходить прямо на стену. Для придания большей устойчивости при неравномерной нагрузке на крышу, стойки свяжем с наслонными стропилами несколькими схватками и установим на низ затяжки опорные бруски.

Мансарда с наслонными стропилами по каркасу из брусьев

В данной схеме верхние и нижние скаты мансардной крыши выполним в одной системе наслонных стропил. Верх нашей мансарды в предыдущих схемах был выполнен по системе висячих стропил, заменяем теперь на систему наслонных стропил. В таком варианте возведении крыши схватки, что связывали нижние балки, стают опорными балками под стойки верхнего перекрытия и, получаем схему, обратную висячим стропильным системам (рис.). Следовательно, балки, которые теперь служат опорой, подбирают большего сечения, чтобы избежать прогиба, эти балки и будут теперь несущими составляющими потолка мансарды. Стропила в таком случае могут быть небольшого сечения, можно даже сделать их из досок.

Соответственно, расчеты сечений всех составляющих элементов крыши ведут по схемам наслонных стропильных систем. Нагрузка веса потолка мансарды равномерная, поэтому балки, которые раньше выполняли функцию схваток нижних стоек, рассчитывают на изгиб, учитывая и сосредоточенную силу от стоек верхней конструкции.

Пространственную жесткость всей крыши обеспечит укладка конькового прогона, на который будут опираться верха стропильных ног. Стропильные балки нижних скатов опираются на поперечные балки. Жесткость нижнего ската могут обеспечить вспомогательные балки, вставленные между поперечными балками, но можно и обойтись и обрешеткой ската, так как на крутых скатах осадки не задерживаются.

Данный метод устройства мансардного этажа применяют в случае сложных конфигураций пространства, проще говоря, собирают каркасную конструкцию комнат, и укладывают на них наслонные стропила. Для облегчения устройства опорных узлов стропильных ног, собирают каркасы из рам П-образной формы, а потом укладывают прогоны.

Дощато-гвоздевая мансарда

Мансарду изготовим из дощато-гвоздевых рам (рис.). Для возведения такой крыши используем наслонно стропильную систему, где расчеты проведем методом, который применяется для однопролетных балок. Все узлы соединений рассчитываем на срез гвоздей от влияния сжимающих сил, которые возникают в стропильных гвоздях в узлах соединений стропил и балок перекрытия этажа. Если по расчетам выявится, что необходимо большое количество гвоздей, то заменим гвозди болтами или установим усиливающие прибоины. Следует помнить, что при применении болтов, отверстия под них ослабляют несущую способность балки, в этом случае применим коэффициент 0,8. Устройство обрешетки и применение схваток обеспечит конструкции пространственную жесткость.

Из статьи вам должно было стать понятно, что при строительстве вашего деревянного дома вы сами в праве выбирать его конструкцию, а мансардная крыша намного практичнее, чем обычная, именно поэтому многие склонятся в строительстве к данному типу.

Виды стропильной системы двухскатной крыши: для маленьких и больших домов

В основе каждой крыши лежит большое количество балок, стропил, стоек и прогонов, которые все вместе называются стропильной системой. За многовековую историю видов и способов ее организации накопилось немало, и каждая имеет свои особенности в построении узлов и врубок. Подробнее о том, какой может быть стропильная система двухскатной крыши и как при этом должны крепиться стропила и другие элементы системы поговорим подробнее.

Конструкция стропильной системы двускатной крыши

В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).

Схема двускатной крыши

Теперь о составляющих системы и их назначении:

• Мауэрлат — брус, который связывает крышу и стены здания, служит опорой для стропильных ног и других элементов системы.
• Стропильные ноги — они образуют наклонные плоскости крыши и являются опорой для обрешетки под кровельный материал.
• Коньковый прогон (бус или конек) — объединяет две плоскости крыши.
• Затяжка — поперечная деталь, которая соединяет противоположные стропильные ноги. Служит для увеличения жесткости конструкции и компенсации распирающих нагрузок.
• Лежни — бруски, расположенные вдоль мауэрлата. Перераспределяют нагрузку от кровли.
• Боковые прогоны — поддерживают стропильные ноги.
• Стойки — передают нагрузку от прогонов к лежням.

В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».

Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.

Разница в конструкции наслонных и висячих стропил

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

С наслонными стропилами

В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.

Простейший вариант наслонных стропил

Безраспорные схемы и узлы врубок

Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.

Простейшая безраспорная схема стропильной системы приведена на фото ниже. В ней стропильная нога упирается в мауэрлат. В таком варианте она работает на изгиб, не распирая стену.

Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами

Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.

Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.

Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.

Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.

Вариант крепления стропил без распора на стены

Для работы этой схемы стропильные ноги внизу крепятся при помощи подвижного соединения. Для закрепления стропильной ноги к мауэрлату сверху забивается один гвоздь или снизу ставится гибкая стальная пластина. Варианты крепления стропильных ног к коньковому прогону смотрите на фото.

Если кровельный материал планируется использовать тяжелый, необходимо увеличить несущую способность. Достигается это увеличением сечения элементов стропильной системы и усилением конькового узла. Он приведен на фото ниже.

Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках

Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.

Варианты стропильных систем со схватками

Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.

Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками

К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.

Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу

Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.

Системы наслонных стропил с подкосами

В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).

Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.

Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса

Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.

Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном

Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

Если в доме есть две несущие стены, устанавливают две подстропильные балки, которые расположены над каждой из стен. На промежуточные несущие стены укладываются лежни , нагрузка от подстропильных балок передается на лежни через стойки.

Системы с подстропильными балками

В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.

В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.

Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.

Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона

Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.

Как устроена стропильная система мансардной крыши: обзор конструкций для малоэтажных домов

Устройство мансардной крыши позволяет ощутимо увеличить полезную площадь и рационально организовать пространство малоэтажного дома. Однако ее строительство нередко пугает домашних мастеров слишком сложным и трудоемким процессом.

Опасаться не стоит, ведь результат обеспечит красивой крышей и удобными дополнительными помещениями. А для того чтобы итог работы радовал хозяина и домочадцев, нужно знать, по каким правилам сооружается стропильная система мансардной крыши, каким способом ее проще и лучше устроить.

Содержание

Главный признак мансардных крыш

При упоминании мансардных крыш мы моментально вспоминаем пятиугольную двухскатную конструкцию внушительных размеров над срубом, бетонными или кирпичными стенами. Зрительная память подсказывает, что у скатов ее непременно должен быть разновеликий уклон, т.е. нижняя часть крыши просто обязана быть намного круче, чем верхняя. Из-за разницы в углах наклона формируется выпуклый излом, подаривший крыше народное название «ломанной». Термин обоснованно перекочевал в технические определения мансардных сооружений. Он отражает суть привычного стандарта в устройстве, но с конфигурацией зачастую не имеет ничего общего. Несмотря на то, конструкция всех мансардных крыш в обязательном порядке включает две части, визуально их наличие не всегда можно определить.

Чисто по внешним показателям преобладающее количество мансардных конструкций можно разделить на:

• Треугольные крыши, нижняя и верхняя часть которых имеет равнозначный уклон. Внешне они напоминают традиционные двухскатные сооружения без изломов в плоскости скатов.
• Пятиугольные крыши со скатами, имеющими выпуклые углы. Эта категория ярко проявляет наличие в конструкции двух состыкованных частей.

В обеих указанных разновидностях стропильная система состоит из двух водруженных друг на друга ярусов. Нижнее сооружение формирует полезное пространство жилой мансарды высотой от 2 до 2,5м, чтобы перемещаться внутри него было не затруднительно. Второй ярус создает форму верха крыши, ему позволено быть произвольной высоты.

Варьируя угол наклона верхних и нижних стропильных ног, можно получить оптимальную на собственный взгляд форму крыши. Считается, что лучше всего выглядит пятиугольная мансарда, углы которой соприкасаются с воображаемой окружностью.

Отметим, что принцип строительства ломанной крыши подходит не только для двухскатных стропильных систем. Интерпретируя базовый метод мансарду можно организовать в вальмовых, односкатных, шатровых и прочих кровельных конструкциях.

Иногда под мансарду переделывают уже существующее сооружение, в возведении которого не использовалась «ломанная» технология. Однако эти крыши априори к мансардному разряду отнести нельзя. Правда, никто не мешает при достаточной мощности стропильных ног использовать ригели скатных стропильных систем в качестве потолочных балок, а опоры дополнительных прогонов в качестве бруса для обшивки мансарды.

Выяснили, что главный признак мансардной крыши это наличие двух смежных стропильных конструкций, соединенных в треугольник или пятиугольник симпатичной хозяину формы. В их строительстве используется типовые технологии сооружения стропильных каркасов для скатных крыш:

• Наслонная, согласно которой строят нижний ярус мансарды и используют в устройстве верхней части.
• Висячая. В соответствии с ней строят только верхнюю часть конструкции.

Если для упрощения разрез мансардной крыши разделить на две половины, внизу получится трапеция, а вверху треугольник. Наклонным сторонам трапеции разрешено быть исключительно наслонными, а сторонам треугольника наслонными и висячими.

Базовые схемы стропильных систем

«Классикой жанра» по праву считается пятиугольная схема стропильной системы мансардной крыши со стойками-подпорками, образующими стенки внутреннего помещения. Ее разрез условно делится на простейшие геометрические фигуры. В центре прямоугольник, по бокам которого расположены два зеркально развернутых прямоугольных треугольника, сверху равносторонний треугольник.

Стандартная мансардная конструкция

Наслонные стропила нижней части конструкции опираются внизу на мауэрлат, а верхней пяткой на правый или левый прогон. Часть каркаса мансардной крыши, венчающую сооружение, выполняют висячие стропильные арки. Их дополняют бабкой-подвеской посредине, если им предназначено перекрывать пролет более 3м. Бабку нельзя соединять с затяжкой арки врубкой, как опорную стойку. Ее работа заключается в предотвращении провисания затяжки – это не опора, а подвес.

Подпорки-стойки наслонных стропилин нижней части опираются через лежень на перекрытие. При необходимости увеличить устойчивость под подпорки монтируют подкосы. С лежнем и прогонами стойки соединяются врубками, места соединения дублируются металлическими уголками и зубчатыми пластинами. Если перекрытие бетонное, под лежень подстилается битумная гидроизоляция. Лежень может быть уложен не на перекрытие, а на кирпичные столбики или на выравнивающие доски. При устройстве мансарды по деревянному перекрытию можно вообще обойтись без лежня и врезать стойки непосредственно в балки.

На довольно крутые нижние части скатов мансардных крыш практически не действует снеговая нагрузка, осадки ведь на них не задерживаются. Однако у круто установленных стропилин есть другая беда – порывистые ветра будут стремиться перевернуть и сорвать крышу. Поэтому к креплению системы к мауэрлату отнестись нужно очень серьезно. В мансардной ситуации к стенам скрутками привязывается каждая стропилина, а не через одну, как у обычных скатных конструкций.

Способ выноса стропил за линию стены

Нередко бывает, что запланированная мансардная конструкция формирует слишком узкое внутреннее пространство. Его можно расширить путем выноса стропильных ног за пределы стен. Т.е. опираться стропильная нога будет не на мауэрлат, а на балки верхнего перекрытия. Этот случай по идее вообще не нуждается в мауэрлате. Зато усиливающие подкосы в схеме с выносом стропилин применяют беспрекословно, потому что под крайней частью боковых треугольников никакой опоры нет совсем.

Установку мауэрлата можно упразднить, а вот заливка монолитного ж/б пояса для крепления балок к кирпичным стенам весьма желательна. Балки перекрытия к монолитному поясу крепятся анкерами, в них врубаются опорные стойки максимум на 1/3 толщины бруса. Важный момент: вынос стропилин за стену просто обязан сформировать карниз для деревянных домов шириной не менее 0,5м, для бетонных и каменных минимум 0,4м.

Технология сооружения стропильной конструкции с выносом стропильной ноги за стену:

• Устанавливаем крайние балки перекрытия, определяющие контур карнизных свесов. Т.к. перекрытие будет нагруженным, сечение балок принимаем от 150×200мм. Если при укладке стартового бруса выявится, что стены не формируют идеальный прямоугольник, стремимся изменением положения балок исправить огрехи.
• По натянутым между закрепленными крайними балками шнуркам укладываем и фиксируем остальные бруски. Контролируем высоту и шаг укладки балок перед креплением. Расстояние между элементами перекрытия равно шагу между стропильными ногами. Для утепленных крыш оптимальный шаг установки стропилин 0,6м, потому что он равен ширине плиты теплоизоляции. Если стропила будут монтироваться с подобной частотой, их можно сделать из доски 50×150мм.
• От левого и правого края откладываем расстояние, равное длине короткого катета прямоугольного треугольника. В отмеченных точках аккуратно стамеской выбираем гнезда на треть высоты балки под крайние опоры.
• Изготовим опоры путем вытески шипов. Их нужно сделать по размерам выбранных гнезд. Для изготовления угловых опор подойдет брус сечением 100×150мм, из него же следует сделать две несущие опоры для фронтонных сторон крыши. Под рядовые стойки достаточно бруса 50×100 мм. Материал для опорных элементов должен быть длиннее проектной высоты на длину шипа, но лучше на 10см на случай ошибок при стеске.
• Устанавливаем угловые стойки и скрепляем их временными распорками. Соединяем стойки шнуркой.
• По шнурке отвесом выверяем в балках точки выборки гнезд под рядовые опоры и выбираем указанные отверстия.
• Устанавливаем рядовые стойки и две несущие опоры в центрах фронтонов мансарды.
• На установленные опоры укладываем прогоны – доски сечением 50×150мм. Крепим прогоны уголками. Необязательно использоваться столько же гвоздей, сколько в уголках отверстий. Достаточно двух-трех на каждую плоскость. В результате укладки доски получается каркас стен будущей мансарды.
• Соединяем установленные друг против друга опоры брусками, прикрепив их к прогонам уголками. Эти элементы будут выполнять функцию ригелей, работающих на растяжение. Потому для их изготовления потребуется пиломатериал 1го сорта сечением 100×150мм. Под каждый установленный ригель нужна временная опора из дюймовки 25×150мм.
• Сверху ригели временно скрепляем все той же дюймовкой, отступив от краев каркаса 20-30см. Временный редкий настил из одной-двух-трех досок нужен для удобства монтажа верхней части стропильной системы.
• Делаем из дюймовки шаблон для стропилин нижнего ряда. Для этого прикладываем доску-заготовку к торцу прогона и балки. Затем очерчиваем линии пазов, вдоль которых предстоит отпилить излишки. Примеряем, при необходимости подтесываем излишки.
• По шаблону изготавливаем стропильные ноги. Если есть сомнения в безупречности строительства, то выпилить для начала лучше только верхний паз. Поместив стропилину на положенное ей место, можно будет потом скорректировать нижний паз по факту без нежелательной порчи материала.
• Устанавливаем торцовые стропильные ноги, которые нужно будет опять соединить шнуркой.
• Ориентируясь на шнурку монтируем стропильные ноги нижнего яруса мансарды.
• Аналогично изготавливаем шаблон для верхней части стропильной системы. Для того чтобы найти линию верхнего спила, временно нашиваем на фронтонную опору доску.
• Делаем зеркального собрата для предыдущего шаблона. Опираться стропила верхнего яруса будут друг в друга.
• Примеряем оба шаблона на крыше. Если все в норме, изготавливаем по ним требующееся количество верхних стропилин из доски 50×150мм.
• Сооружаем верхний ярус стропильной системы.
• Для того чтобы ригели не провисали, монтируем к каждой верхней ферме бабки требующегося размера. Жестко пришиваем их только к коньковой зоне, низ не должен быть жестко закреплен.

Дальше стропильные ноги прикручиваются к стенам проволочными связками. Затем устанавливается каркас фронтона, по которому его нужно обшить. В завершении монтируется обрешетка с шагом, соответствующим характеристикам кровельного материала.

Метод с каркасными модулями

Технология отличается от предыдущего способа тем, что на перекрытие устанавливаются не отдельные опоры, а полностью подготовленные к креплению модули-блоки боковых стен будущей мансарды.

Блочный метод устройства стропильной системы позволяет оптимизировать строительство мансардной крыши, потому что сооружение модульных элементов производится на земле. В спокойных условиях без ощущения высоты достичь точности узловых соединений легче.

Процесс устройства блочной мансардной крыши:

• По заранее сделанному проекту изготавливаем рамы стенок мансарды. Продольные брусья по этой методе играют роль прогонов и лежней. Их вместе со стойками раскладываем на ровной площадке и отмечаем при помощи угольника гнезда под опоры боковых стен. По отмеренным линиям делаем пропилы.
• Вырезаем на стойках шипы, размер которых обязан соответствовать размерам гнезд.
• Соединяем продольный брус с вертикальными стойками, получаем две модульных рамы – это стенки мансарды.
• Поднимаем рамы наверх, устанавливаем на предназначенное место. Временно фиксируем положение стенок распорками, затем прикрепляем их к балкам перекрытия скобами.
• Стамеской выбираем на краях балок гнезда для установки нижнего ряда стропил. Расположить их надо в одну линию. Чтоб соблюсти геометрию проще сначала наметить их бензопилой, потом доработать стамеской.
• Верхний стропильный ярус мансарды выполняем на земле, примерив предварительно заготовки к установленным элементам. Для точности подгонки к торцу будущей крыши временно прибиваем доску так, чтобы один ее края четко повторял центральную ось стропильной системы. Основание верхнего мансардного треугольника выполняет функцию растяжки. Длина его равняется расстоянию между наружными вертикальными плоскостями установленных рам. По краям растяжки выбираем гнезда, а на нижних пятках стропилин шипы.
• Собираем стропильные фермы верхнего яруса, для надежности монтируем дополнительный ригель, коньковый узел усиливаем треугольной леревянной накладкой.
• Пока не переместились на крышу, делаем заготовки стропильных ног. Примеряем их к разложенным на земле рамам. «Раскроить» их удобнее одним махом, прихватив несколько штук струбциной. Выпиливаем только верхний скос с учетом того, что опираться он будет частично на стойку стенки, частично на растяжку верхних стропильных ферм.
• Примеряем нижнюю стропилину к торцу. Прорисовываем в зоне ее нижней пятки форму шипа, повторяющую конфигурацию гнезда в балке. Выпиливаем шипы.
• Перемещаем на крышу фермы верхнего яруса и стропильные ноги нижнего яруса. Монтируем сначала фермы, прикрепив их к верхней обвязки 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 чертежи для мансардной крыши, наглядно представляющие конструкцию. Благодаря производству соединений врубкой вполдерева увеличивается прочность и жесткость каркаса в целом, что позволит не монтировать дополнительные подкосы.

Минус метода заключается в том, что готовые модули довольно тяжело транспортировать на крышу. Чтобы перенести туда собранные блоки без применения грузоподъемной техники потребуется минимум 4 человека.

Дощато-гвоздевая стропильная система

Строить мощную мансарду над небольшими дачными домиками нецелесообразно, но сэкономить место на малогабаритном участке все же хочется. Для хозяев небольших строений есть отличный вариант – легкая дощато-гвоздевая наслонная конструкция. Способ должен понравиться приверженцам экономии, потому что в сооружении не используется цельный брус.

Для изготовления каждого из опорных элементов используются две доски, между которыми установлены дистанционные отрезки бруска. Формируемая брусками полость объясняет, почему система легка в сравнении с цельными собратьями. Для обеспечения пространственной жесткости устанавливаются ветровые схватки, соединяющие опоры со стропильными ногами. Свой вклад в усиление конструкции в свою очередь внесет обрешетка.

Народный способ разработки макета

Для успешного результата работы очень желателен проект. Не факт, что представленные чертежи с размерами подойдут для обустройства конкретного дома. Типология в строительстве сейчас совсем не приветствуется. Если нет вообще никакой документации, лучше сделать хотя бы набросок будущей крыши, не забывая о высоте потолков в мансардном помещении. При этом:

• Следует соблюдать пропорции, ведь слишком большая мансарда может превратить небольшой дом в несуразную, похожую на гриб постройку.
• Нужно помнить, что нижняя часть мансардной крыши строится с использованием наслонных стропильных ног, а они оптически занижают свес и перекрывают верхнюю часть высоко расположенных окон. Ощутимого эффекта нависания не будет при устройстве мансарды по схеме с выносом стропил.
• Не стоит забывать, что высота мансардного помещения обязана обеспечить свободу передвижения. Именно этот ориентир требуется для правильного определения высоты стоек мансардных стенок.

Подобрать наилучшие пропорции крыши можно народным шаблонно-макетным способом. Согласно ему на ровной просторной площадке раскладываются бруски или доски, повторяющие контур строения в реальную величину. Меняя углы, передвигая составляющие, можно добиться оптимальной конфигурации. Элементы нужно зафиксировать гвоздями и тут же померить длины балок, стропил, затяжек, стоек. Полученные размеры помогут в изготовлении шаблонов.

Расчеты и планировку стропильной системы под мансардную крышу продемонстрирует видео:

Приведенные нами базовые варианты и схемы устройства мансардной стропильной конструкции помогут определиться с выбором оптимального типа стропильной конструкции.

Варианты крепления стропил к мауэрлату

Надёжность всей кровли зависит от правильности выполнения монтажных работ. Основными элементами конструкции считаются стропильные ноги.

Для придания устойчивости элементы закрепляются при помощи боковых раскосов, металлического уголка или скоб. Балки соединяются между собой в коньковой части перекрытия, внизу происходит крепление стропил к мауэрлату. Элемент выдерживает максимальную нагрузку, для его изготовления используются пиломатериалы с сечением 15 × 15 или 20 × 20 см.

Особенности стропильных систем

Вариант установки стропил зависит от расположения стен жилого здания. Каждая из конструкций имеет свои стягивающие детали или подпорные элементы.

Наслонные

Рассматриваемая система устройства кровли отличается наличием нескольких дополнительных точек крепления, кроме опоры на несущие стены. Использование такой схемы позволяет снять часть нагрузки из ограждающих конструкций. В качестве дополнительных подпорок здесь используются боковые стойки, а также дополнительные элементы (бабки), которые фиксируют конёк. Брусья применяются в качестве затяжек, что позволяет уменьшить нагрузку на несущие стены здания.

Наслонная система стропил закрепляется на мауэрлате при помощи гибких связей. Это позволяет обеспечить целостность кровли во время усадки или деформации несущих стен. Подобный способ крепления стропил к мауэрлату идеально подойдёт для новых жилых зданий. Ограждающие конструкции новых домов непременно просядут под воздействием грунтовых вод или резких перепадов температуры.

Висячие

Висячая система получила своё название благодаря отсутствию дополнительных опорных точек. Стропильные ноги опираются на несущие стены. Балки будто нависают над зданием, вся нагрузка от крыши будет равномерно распределена по лежачему брусу, мауэрлату. Висячие стропила закрепляются при помощи жёстких связей, ведь каркас кровельной конструкции опирается только в двух местах здания.

Висячая схема расположения стропил считается распорной, она оказывает значительные нагрузки на несущие стены. Чтобы снять часть усилий, используются дополнительные детали, такие как затяжки, ригели, подкосы или бабки. Элементы позволяют равномерно распределить усилия, подтягивают конструкцию к коньку. Ригели связывают стропильные ноги, их устанавливают в запилы параллельно к балкам перекрытия.

Расчёт установки стропил

При расчёте стропильной системы делается упор на надёжность и прочностные характеристики конструкции. Необходимо выбрать правильный шаг между балками. Параметр рассчитывают по расстоянию между опорными точками и сечению брусков, а также схеме изготовления кровли.

Таблица расчётов

Создание запила

Фиксация балок без запила применяется для скользящего соединения. Уголок для крепления стропил к мауэрлату позволяет надёжно закрепить балки. Способ фиксации не позволяет конструкции кровли выдерживать значительные нагрузки, поэтому его используют для перекрытия четырехскатной крыши с небольшими пролётами.

Получить надёжный узел опирания можно при помощи пропила или блокирующего зуба. Врезку делают в стропильной ноге на четверть толщины изделия. На практике применяют несколько вариантов устройства запила:

1. Жёсткое крепление – работает на сжатие внутренней стороны опорной балки.
2. Подвижное крепление получают в том случае, когда зуб образуется на внешней стороне бруса (чтобы стропила не смогли соскользнуть из мауэрлата, их дополнительно закрепляют скобами или уголками).
3. Вместо запила может использоваться упорный брус, который прибивают к балке.

Важно! Запил необходимо делать на стропильных ногах, а не мауэрлате. Вырезы на этой конструкции только ослабят опорный брус.

Установка стропил

Монтаж стропил начинают с установки мауэрлата.

Прогон прикрепляется к стенам при помощи анкерных болтов. Крепят стропила к мауэрлату двухскатной крыши в следующей последовательности:

1. Делают шаблон будущей конструкции стропильных ног. Для этого достаточно соединить одинаковые по длине доски гвоздём.
2. Получившееся изделие закрепляют в местах фиксации стропильных ног. Фиксируют положение «ножниц» при помощи ещё одной доски, которая идёт параллельно балкам перекрытия. Это поможет зафиксировать угол конструкции.
3. Делают ещё один шаблон из листа фанеры. С его помощью определяют величину зарезки балок в местах опирания на мауэрлат.
4. При помощи ранее изготовленных шаблонов делают монтажные запилы и соединяют брусья под необходимым углом, что позволяет получить стропильную ферму.
5. Поднимают фермы на крышу и закрепляют на мауэрлате. Работу начинают из установки крайних конструкций. Далее в верхних частях ферм забивают по гвоздю и натягивают шнур. Верёвка станет ориентиром для установки последующих ферм. Остальные стропила устанавливают на расчётном расстоянии, но не менее 60 см между соседними балками перекрытия.

При необходимости фермы дополнительно закрепляют ригелями, подкосами и подпорками. Конёк фиксируют на специальных опорах при помощи промежуточных и диагональных стропил.

Рекомендации по креплению

При установке балок необходимо соблюдать следующие правила:

1. При использовании шпилек и болтов подкладывают под них шайбы. Это позволит повысить прочность соединения стропильных ног.
2. Стропила к мауэрлату часто крепят при помощи специальных уголков. Их закрепляют гвоздями или саморезами нужной длины.
3. Запил стропил к мауэрлату делают на 1/4 его толщины. Нарушать целостность пиломатериала не рекомендуется, ведь он должен выдерживать значительные нагрузки. Жёсткое крепление чаще применяется для висячей системы.
4. Фиксация стропил и мауэрлата гвоздями или саморезами не позволяет добиться желаемого результата. Для устройства надёжного соединения применяется металлический уголок с несколькими отверстиями на полочках.
5. При установке стропил на кирпичные или газобетонные стены брусья закрепляют на мауэрлате с использованием скользящего крепежа. Метод особенно актуален для конструкций с тяжёлым кровельным материалом.

Важно! Только правильный расчёт сечения балок, подбор шага между стропильными ногами и грамотная фиксация крепёжных узлов позволят увеличить срок эксплуатации кровли.

Жёсткое крепление

Крепёж считается одним из самых надёжных, он выполняется за счёт врубки на балках или закрепления подпорных брусков. Если строители применяют метод врубки, не стоит переживать о возможном изменении скатного угла, но плоскость стропил должна находиться на одном уровне. Перед проведением работ необходимо снять контрольные замеры. Запилы делают на каждой балке отдельно или по заранее изготовленному шаблону, всё зависит от положения мауэрлата.

Шаблон делают из куска фанеры, отрезка доски или плотного картона. На заготовке проводят линию параллельно нижней кромке на 1 см от высоты бруса. На балках проводят такую же параллельную черту и перпендикуляр в месте прилегания изделия к мауэрлату. Глубина будущей зарубки не должна превышать третьей части ширины стропила. Прикладывают шаблон к торцевой части мауэрлата, определяют угол положения стропила и проводят необходимые линии на заготовке, вырезают ненужную часть.

Проверяют готовый шаблон на разных участках мауэрлата, прорезь должна совпадать с лежачим брусом. Если это так, то определяют точки соприкосновения стропильных ног с мауэрлатом, совмещают параллельные линии и наносят разметку на пиломатериал. Делают зарез при помощи ножовки или бензопилы. Работу необходимо проводить с особенной аккуратностью, чтобы не сделать лишний запил.

После пропила прямой линии делают угловой срез. Операцию рекомендовано проводить при помощи острого топора. Сруб несколько раз проверяют на совмещение мауэрлата с вырезом на шаблоне. Ферму устанавливают в нужном месте и закрепляют скобами. Положение каждой стропильной ноги дополнительно фиксируют раскосами. Элементы убирают после монтажа обрешётки.

Нашивка бруска

В небольших по размеру каркасных зданиях запил стропил может не потребоваться. Углубление в балке заменяет упорный брусок, который закрепляется на изделии при помощи гвоздей. Надёжность этого способа зависит от качества проведённых работ. Операции выполняют в следующем порядке:

1. Устанавливают стропила и фиксируют их положение при помощи раскосов.
2. Отрезают кусок доски (от 50 см), определяют угол наклона ската и закрепляют доску к балке. Для этого используется металлический уголок и шурупы нужной длины, шпилька или болт с гайками и шайбами. При отсутствии прочного и надёжного пиломатериала закрепляют две тонкие доски на обеих сторонах балки. Дополнительные крепления в таком случае не потребуются.

Совет! При установке каждой последующей фермы надо ориентироваться по направлению шнура, контролировать положение конька и нижней части балок.

Скользящий

Если крышу устанавливают на срубе, практикуется крепление стропил без мауэрлата. Вместо этого элемента используются несущие стены здания. Деревянная постройка даёт усадку, что может привести к деформации кровли, появлению прогибов и перекосов. Чтобы этого не случилось, используется скользящий метод закрепления стропил.

Работу проводят в следующем порядке:

1. Проводят монтаж крайних ферм, фиксируют их положение при помощи раскосов и натягивают шнур.
2. Покупают специальные фиксаторы (они должны соответствовать ГОСТу), определяют места их установки.
3. Снимают часть лежачего бруса, что позволит увеличить площадь соприкосновения стропил с мауэрлатом.
4. Укладывают балки в посадочные места и устанавливают крепежи.

Если кровельная конструкция шатается, дополнительно усиливают фермы раскосами и подпорками. Эти требования справедливы и для односкатной крыши.

Наслонный метод

Способ закрепления балок применяется во время ремонта, если не хватает длины пиломатериалов. Работу проводят в следующем порядке:

1. Определяют угол ската.
2. Вычисляют длину стропила от конька к мауэрлату.
3. Делают зуб с запилом или прибивают к балке упорные доски.
4. Проводят дополнительную фиксацию ферм к мауэрлату скобами или уголком с саморезами.

На завершающей стадии работ делают кобылки для карнизов, проводят монтаж обрешётки. По завершении этого процесса дополнительные раскосы, которые удерживают фермы, можно снять.

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.

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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:

1. В первую очередь выполняют монтаж мауэрлатного бруса на верхнюю обвязку стен. Кстати, функции этого элемента в бревенчатых и брусовых постройках выполняют верхние венцы, усиленный с помощью скоб.
2. Следующий этап монтажа – установка балок перекрытия. Их крепят на мауэрлат или на выступы в стене. Существует два метода укладки балок перекрытия – с выносом или без выноса. Если перекрытия монтируют первым способом, то они выносятся за периметр дома для формирования свеса так, чтобы расстояние между концом балки и стеной было 50-100 см.
3. Устанавливают вертикальный стойки, определив середину балки перекрытия и отступив от нее равные промежутки. Расстояние между стойками соответствует ширине бедующей мансарды.
4. На стойки с помощью металлических уголков закрепляют затяжки. Получается, что каждая пара стоек образует конструкцию в виде буквы п.

Надежность стропильной системы мансардной кровли зависит, в первую очередь, от правильности расчетов, поэтому, если вы не уверены в своих инженерных способностях, лучше использовать типовой проект, созданный профессиональным архитектором.

Видео-инструкция

Стропильная система полумансардной крыши: как правильно установить

Возведение полумансарды позволяет придать дому выразительный, эстетичный облик. Но стропильная система полумансардной крыши требует особого подхода при проектировании.

Преимущества полумансарды

Вопрос увеличения полезной площади дома за счет обустройства дополнительного верхнего этажа – один из наиболее актуальных в частном строительстве. Возведение полноценного второго (третьего и более) этажа требует серьезных финансовых вложений и существенно увеличивает итоговую стоимость строительных работ. К наиболее популярным решениям относится строительство мансардной крыши – это позволяет оборудовать дополнительные жилые помещения непосредственно под кровлей. Стенами и крышей мансардного этажа являются скаты кровли. Если есть желание создать вертикальные стены в мансардном этаже – устанавливаются перегородки.

Полумансарда – это принципиально иной подход к обустройству дополнительного этажа. Под полумансардой подразумевается жилое помещение, боковые стены которого образованы вертикальной строительной конструкцией и скатом крыши.

Вертикальная часть боковой наружной стены полумансарды не превышает 1,5 метров.

В отличие от мансарды, в полумансарде боковые вертикальные стены являются несущими. К преимуществам данной конструкции можно отнести рациональное использование внутреннего пространства, возможность выполнить практичное вертикальное остекление.

Через кровельные конструкции дома происходят значительные теплопотери, поэтому при строительстве мансардного этажа требуется особое внимание уделить теплоизоляции крыши. Утеплить полумансарду значительно проще, так как ее стены возводятся из того же материала, что и вся коробка дома. При этом следует отметить, что конечная стоимость возведения полумансардного этажа выше, чем мансардного. Кроме того, необходимо учитывать некоторые особенности обустройства полумансардной стропильной системы.

Проектирование крыши полумансарды

При разработке проекта каркаса крыши полумансарды, важно правильно выбрать угол наклона кровли. Из-за архитектурных особенностей такой постройки, кровлю редко делают высокой, чтобы не нарушать пропорции здания. Но при этом крыша должна успешно справляться с эксплуатационными нагрузками, включая снеговую. Полумансарда обычно снабжается односкатной или двухскатной крышей. Необходимо учитывать, что стропильная система должна быть безраспорной, чтобы не передавать распорную нагрузку на стены полумансарды.

Подготовленная схема стропильной системы должна отражать не только расположение элементов конструкции, но и принципы их крепления. Чтобы стропила не передавали распор на стены, возводится каркас крыши с наслонными стропилами, причем стропильные ноги должны крепиться особым образом, с определенными степенями свободы. Безраспорная система обычно применяется при возведении зданий из камня, кирпича и других блочных материалов.

Устройство системы с наслонными стропилами требует укладки мауэрлата и монтажа конькового прогона, который должен опираться на фронтоны или специальные строго вертикальные стойки.

Чтобы стропило работало на изгиб и не передавало распор на стены, одна из его опор должна быть закрепленной, но иметь возможность свободно вращаться. При этом вторая опора выполняется подвижной и свободно вращающейся. Такой монтаж стропил может выполняться тремя различными способами.

Монтаж безраспорных наслонных стропил: способ №1

Нижнюю часть стропильной ноги можно подшить опорным бруском, либо выполнить в ней врубку зубом для упора в мауэрлат. При этом в верхней части стропила необходимо сделать горизонтальный запил со скосом. Глубина этого запила не должна превышать а = 0,25h, а площадка опирания в длину не должна быть более h – высоты сечения стропила. Скос подрезки позволяет избежать распорной нагрузки при работе стропила на изгиб – запил без скоса будет жестко упираться в прогон боковой щекой. Длина скошенного запила должна составлять не менее двух а.

Если нет возможности выполнить подрезку верха стропила, его требуется подшить обрезком доски того же сечения, что и стропильная нога и закрепить с двух сторон деревянными прибоинами либо монтажными металлическими пластинами. Стропильные ноги верхними концами свободно укладываются на коньковый брус. В двухскатной конструкции крепеж к прогону выполняется по принципу скользящей опоры, при этом стропильные ноги между собой не скрепляются. Таким образом, данный вариант двухскатной крыши можно рассматривать как комплекс из двух отдельных односкатных конструкций, примыкающих друг к другу.

Подшивка прибоинами верхней части ног стропил или запил выполняются горизонтально. Установка стропил с изменением схемы опирания стропильных ног на прогон ведет к возникновению распорных нагрузок.

Монтаж безраспорных наслонных стропил: способ №2 и способ №3

Установка стропил данным способом является наиболее распространенным вариантом монтажа безраспорной конструкции при строительстве двухскатной крыши. Нижняя часть стропильной ноги выполняется на ползуне, при этом верх требуется закрепить, с этой целью:

• стропила упираются в прогон либо друг в друга и связываются при помощи деревянных прибоин или зубчатых металлических пластин;
• верхние части стропильных ног скрепляются болтом или гвоздевым соединением.

Особое внимание уделяется принципу крепления нижней части стропил к мауэрлату. Необходимо закрепить стропила в проектном положении, для чего с обеих сторон в боковую поверхность вбиваются под углом по одному гвоздю. Либо может быть вбит сверху один гвоздь большой длины или установлена гибкая стальная пластина. Также можно применять стальные уголки – в этом случае стропило фиксируется с двух сторон уголками, и в него гвозди не вбиваются. Дополнительно данные элементы стропильной конструкции крепятся гибкими проволочными скрутками – они предотвращают ветровое опрокидывание крыши, не мешая основному креплению работать в качестве ползуна.

Если применить жесткий крепеж с большим количеством гвоздей или саморезов, узел крепления нижней части стропила станет передавать распорную нагрузку на мауэрлат.

Особенности третьего способа монтажа заключаются в жестком защемлении конькового узла, при этом в нижней части крепеж стропил выполняется на ползуне. Следует отметить, что такая конструкция провоцирует возникновение сильного изгибающего момента в коньковом узле, который может вызвать его разрушение. При этом прогиб стропил за пределами конькового узла минимален. Существуют определенные сложности с самостоятельным расчетом максимального изгибающего момента такого конькового узла, поэтому рекомендуется применять формулы расчета для балок с двумя опорами (однопролетных). Устройство узлового соединения с жестким защемлением стропильных ног в верхней части позволяет выполнить стропильную систему с определенным запасом прочности.

Особенности возведения безраспорной стропильной системы

Все три варианта монтажа предусматривают особое крепление стропил: один конец стропила выполняется на скользящей опоре, которая позволяет поворот, а для крепления второго конца используется шарнирное соединение, допускающее только поворот. Современные крепежные элементы (пластины) удобны в применении и позволяют с успехом выполнять фиксацию стропильных ног на ползунах и в шарнирах системы. Также могут применяться традиционные варианты крепежа с использованием скоб, гвоздевого боя, обрезков досок и брусков. Важно правильно выбрать тип крепежа, чтобы он в полной мере выполнял свою задачу: допускал скольжение стропильной ноги в опоре или препятствовал этому.

Расчетная схема, которая применяется при разработке проекта стропильной системы, базируется на допуске равномерно распределенной нагрузки на кровлю, то есть, считается, что на все точки плоскостей скатов крыши воздействует одинаковая сила. В реальности нагрузки на кровельные скаты воздействуют неравномерно, в зависимости от розы ветров, ориентации дома относительно сторон света (с южной стороны сугробы снега быстрее тают) и т.д.

Установка стропил всеми тремя способами обеспечивает необходимую статическую устойчивость стропильной системы, в случае, если соблюдено ключевое условие: коньковый прогон должен быть жестко закреплен.

Чтобы обеспечить необходимую жесткость фиксации конькового прогона, он вводится концами в фронтоны полумансарды. Это позволяет предотвратить его горизонтальное смещение. Если опереть коньковый прогон только на стойки, неравномерная нагрузка на скаты может повлечь за собой смещение крыши, в случае, когда на одном из скатов нагрузка близка к расчетной, а на другом значительно снизилась.

Повышение жесткости конструкции

Для повышения устойчивости стропильной системы можно использовать горизонтальную схватку, которая должна гвоздевым боем крепиться к стойкам, поддерживающим коньковый прогон. В безраспорной конструкции схватка не функционирует при отсутствии высоких снеговых нагрузок, но в предаварийной ситуации она работает на растяжение. К таким ситуациям можно отнести прогиб конькового прогона под повышенной нагрузкой, неравномерную просадку фундамента. Схватки обычно монтируются на высоте около 2 метров от пола полумансарды, чтобы они не мешали свободному передвижению людей по помещению.

При монтаже безраспорной стропильной системы по второму и третьему варианту, можно обустроить ползун (узел опирания стропила на мауэрлат) с выносом конца стропильной ноги за пределы стены. Такая конструкция в большей степени статически устойчива, в том числе успешнее противостоит неравномерным нагрузкам.

Чтобы повысить устойчивость безраспорной системы с наслонными стропилами, низ стоек, поддерживающих прогон, рекомендуется жестко закрепить за счет врубки в лежень и крепления к перекрытиям с целью превратить шарнирный узел опирания нижнего конца стойки в конструкцию с жестким защемлением. Если речь идет о полумансарде из камня или кирпича, в которой коньковый прогон надежно зафиксирован во фронтонах, дополнительного укрепления стоек не требуется, но противоаварийные схватки желательно установить.

Монтаж схватки имеет свои особенности. При обустройстве узлов с установкой болтов или шпилек требуется внимательно отнестись к изготовлению отверстий под крепеж. Их диаметр должен точно соответствовать диаметру болта или шпильки или даже быть меньше данного значения на 1 мм. При возникновении аварийной ситуации схватка начинает работать только после того, как выберет зазор между болтом и стенкой отверстия. За этот промежуток времени стропильные ноги в нижней части «разъедутся» на некоторое расстояние (его величина зависит от того, на какой высоте установлена схватка), в результате чего мауэрлат может оказаться сдвинутым или поврежденным. В сложных случаях может оказаться поврежденным карниз крыши, а жестко закрепленный мауэрлат заставит раздвинуться легкие стены.