Стропильная система мансардной крыши

Давным-давно, в 17 веке, французскому архитектору Франсуа Мансару пришла в голову блестящая идея: чердак в доме можно сделать уютной комнатой, снабдив большими окнами крышу. Так появились мансарды — жилые помещения чердачного типа. Незаслуженно забытые в XX веке, они вновь набирают все большую популярность. Какие виды мансард существуют? Как построить мансардную крышу своими руками? В статье вы найдете ответы на эти вопросы.

Содержание

1 Нужна ли вам мансарда?
2 Виды стропильных систем мансардных крыш
3 Элементы стропильной системы

4 Как сделать проект стропильной системы?
5 Стропильная система двускатной крыши?
6 Монтаж стропильной системы

Нужна ли вам мансарда?

Согласно СНиП (строительным нормам и правилам), мансарда — это жилое помещение на чердаке, стены которого одновременно являются и крышей дома (или ее частью). При этом высота вертикальной части стен в мансарде не должна превышать полутора метров, а высота самого мансардного помещения — двух с половиной метров.

Популярность жилых чердачных помещений во Франции 17 века объяснялась просто: налоги хозяева домов платили в зависимости от количества в них этажей. Чердак же — он и есть чердак, а не комната, поэтому налогами не облагался. Финансовая выгода налицо!

Актуальность сегодняшних мансард также имеет свои причины:

их можно возводить на уже имеющемся здании с его коммуникациями, не отселяя жильцов;
жилое пространство при этом увеличивается, а площадь, на которой построен дом, остается прежней;
потери тепла через крышу за счет хорошего утепления мансарды значительно сокращаются, а значит, уменьшается и энергопотребление, и финансовые затраты;
строение, в котором есть мансардный этаж, выглядит красиво.

Есть у мансард и свои минусы:

гидро- и теплоизолция таких помещений стоит недешево;

дополнительные расходы связаны и с установкой мансардных окон, которые стоят дороже обычных;

по мнению психологов, скошенные стены и низкие потолки заставляют человека постоянно находиться в напряжении.

Так что многие домовладельцы предпочитают полноценный второй этаж мансардному помещению. Но если вы, взвесив все «за» и «против», все-таки решили, что хотите дом именно с мансардой, вам будет полезно знать о том, как ее правильно построить.

Виды стропильных систем мансардных крыш

Основой любой крыши, ее «скелетом», придающим прочность, служит ее стропильная система. Мансардная крыша — не исключение. Только здесь у стропил есть еще одна функция: они одновременно являются и каркасом комнаты.

Прежде чем приступать к строительству, нужно определиться с типом стропильных систем.

Их всего два. Стропильная система может быть наслонной или навесной.

Первый тип обычно используют для больших помещений, ширина которых может быть до 10, а в некоторых случаях и до 16 метров. Наслонные стропила имеют две точки опоры: одна из них всегда боковая стена дома, а другая — перегородка между двумя комнатами.

В отличие от них, висячие стропила опираются только на боковые стены дома внизу и друг на друга — вверху. Для укрепления такой системы используют ригеля. Их устанавливают либо в середине каркаса, либо в самом его верху. Такая система уместна в небольших домиках, ширина которых не менее 6, максимально, 6, 5 метров.

Стропильная система будет определять и форму крыши. Она может быть:

односкатной (одна плоскость, которая опирается на разные по высоте стены);

двускатной, состоящей из двух, расположенных под углом прямоугольников и двух треугольников;

двускатной ломаной;

четырехскатной, в которой два ската — трапеции, а еще два — треугольники (если они ломаные, то крыша будет полувальмовой, если нет — вальмовой);

более сложными вариантами являются крыши шатровые и сводчатые, которые в жилых домах используют редко.

Чаще других хозяева домов выбирают двускатные или ломаные крыши. Угол наклона крыши может быть разным в зависимости от формы здания и материалов кровли. Не менее важны и погодные условия, поэтому в разных странах или даже регионах одного государства стропильные системы могут различаться.

Элементы стропильной системы

В первую очередь это стропила или стропильные ноги. Поддерживают их и придают дополнительную прочность и устойчивость всей конструкции вертикальные элементы — стойки и наклонные подкосы. В зависимости от материала, из которого построен дом, стропила могут опираться на самый верхний венец (дом из бруса), на верхнюю обвязку (строение каркасного типа) или же на мауэрлат (если здание каменное).

Мауэрлат — это обычное бревно (или брус), которое укладывают сверху вдоль стен. Он может быть сплошным или подкладываться под каждую ногу стропил отдельно.

Это приспособление не просто служит опорой для стропил. Оно передает нагрузку, которую оказывает каждая отдельно взятая стропильная нога, на всю стену. Есть у мауэрлата и еще одно значение. С его помощью крыша прочнокрепится к стенам.

Чтобы мауэрлат не разрушался под воздействием влаги и микроорганизмов, снизу его изолируют рубероидом или другими материалами.

Как сделать проект стропильной системы?

От того, насколько точно будут произведены все расчеты, зависит срок службы и надежность как самой крыши, так и дома в целом. Поэтому лучше не экономить и доверить это дело проектировщикам.

Если же вы уверены в своих силах и считаете, что никто не построит ваш дом лучше, чем вы сами, то для расчетов можно воспользоваться специальными компьютерными программами или формулами и справочными величинами, взятыми из СНиП.

В любом случае, начать расчеты стоит с определения тех нагрузок, которым подвержена крыша. К ним относят собственный вес кровли и природные факторы — ветры и осадки.

В первую очередь, вычисляют угол наклона скатов. Он определяется, во-первых, предполагаемым кровельным материалом, а во-вторых, климатическими условиями.

С одной стороны, чем крыша более пологая, тем больше на ней скапливается снега и дождевой воды, поэтому не все кровельные материалы в этом случае можно использовать.

Но чем скат кровли более крутой, тем выше получается крыша и тем большему воздействию ветров она подвергается. Однако от осадков такая кровля очищается самостоятельно.

После определения угла наклона кровельных скатов рассчитывают нагрузки на стропила со стороны природных факторов и так называемого кровельного пирога. С последнего и начинают.

Суммарное значение весов стропильной системы, обрешетки, покрытия и утепления делят на площадь всех скатов. Полученное значение отражает нагрузку на квадратный метр кровли. Для мансарды к этой величине добаляют вес 1 кв. м. отделки помещения и получившуюся сумму увеличивают в 1, 1 раза (повышающий коэффициент).

Для жилого дома крыша должна выдерживать действие 40 — 50 килограммов на кв. м. Эта величина будет одинаковой в любой местности.

А вот снеговые нагрузки могут различаться в зависимости от местности: от 80 до 150 килограммов на кв. м. Эта величина справочная и ее можно посмотреть в СНиП. Это значение также следует умножить на поправочный коэффициент, который равен единице, если угол наклона ската меньше 25 градусов и на 0,7, если величина этого угла 25 — 60 градусов.

То есть в то время, как на квадратный метр почвы действует 80 кг снега, на крыше те же 80 кг будут иметь вес 56 кг на кв. м. А если в определенной местности регулярно наблюдаются обильные снегопады, нужно либо устанавливать двойные стропила, либо делать сплошную обрешетку.

Для определения ветровой нагрузки также имеются коэффициенты давления ветра и аэродинамического влияния. Ведь давление порывов ветра на кровлю изменяется в зависимости от того, под каким углом к ним расположены кровельные скаты. Здесь не обойтись без знания розы ветров в данной местности.

Сумму нагрузок снеговых и ветровых следует умножить на коэффициент, равный шагу стропил в метрах.

В последнюю очередь рассчитывают количество и параметры пиломатериалов.

После расчета значений всех нагрузок на квадратный метр и на площадь всей кровли, определяют сечение стропил.

Минимально допустимые значения сечения бруса приведены ниже (в мм):

для мауэрлата -100?100;
для затяжек и прогонов — 50?150;
Для кобылок, подкосов, ригелей и стоек — 150?150 и 100?100.

Количество стропильных ног и вспомогательных элементов определяется длиной пролета. Так, при длине кровли в 10 м и шага между стропилами в метр потребуется 20 стропильных ног (10 с одной стороны и столько же с другой).

Все полученные данные схематично наносят на чертеж.

Стропильная система двускатной крыши?

Именно двускатную крышу чаще всего выбирают домовладельцы для своих мансард. Выглядит она, конечно, просто, но имеет весомые преимущества перед другими конструкциями. Одним из главных ее достоинств является то, что она способна самостоятельно очищаться от снега и дождевой воды.

Стропильная система для такой кровли образована стропильными ногами, подкосами, распорками, а также связями и ригелями. Эти части, собранные в единую конструкцию, образуют одну ферму (две стропильные ноги с укрепляющими элементами). Число ферм определяется длиной здания и шагом установки, который, в свою очередь, зависит от типа фермы: чем сложнее ее конструкция, тем больший шаг допускается.

Монтаж стропильной системы

Для того, чтобы смонтировать стропильную систему качественно, необходимо все операции выполнять в строго определенной последовательности.

К стойкам крепят верхний брус сечением 100?100 или 150?150 мм. Для этого понадобятся саморезы, металлические скобы или особые гвозди.
Производят установку мауэрлата. Его элементы соединяют со стеной все теми же скобами и гвоздями, а для большей прочности еще и привязывают к стене проволокой, вмонтированной в нее еще во время кладки.
Начинают монтаж с установки двух крайних ферм. После этого между ними натягивают веревку, которая служит уровнем для монтажа всех остальных элементов. Шаг между ними обычно составляет от 60 см до 2 м.
Соединяют верхние части всех стропильных ног в единый каркас.
Если крыша длиннее семи метров, устанавливают коньковую балку. В противном случае это совсем необязательно.
В последнюю очередь монтируют обрешетку, на которую укладывают утеплитель, гидроизоляцию и, наконец, кровельный материал.

Двускатная мансардная крыша готова. Можно переходить к внутренней отделке мансарды! Как видно, расчет и монтаж даже самой простой из всех мансардных крыш — двускатной, дело непростое, состоящее из множества операций. Надежную, прочную и долговечную крышу над головой вы получите только в том случае, если все действия выполнили правильно.

Приятного вам новоселья!