Стропильная система двухскатной ломаной крыши с мансардой

Стропильная система ломаной крыши: расчет, проектирование и монтаж

Двухскатная крыша с ломаным скатами, угол наклона которых различается в верхней и нижней части, считается одним из наиболее популярных типов кровли в частном строительстве. Не смотря на техническую сложность конструкции такого типа, она применяются при возведении не только фешенебельных коттеджей, но также обычных дачных домиков. В этой статье вы узнаете, что такое стропильная система ломаной крыши, как выполняется расчет, в чем преимущества, а также особенности монтажа.

В классическом понимании ломаная крыша — двухскатная крыша пятиугольной формы, геометрия скатов которой изменена таким образом, что верхняя часть имеет угол 20-30 градусов, а нижняя 50-60 градусов. Ее прародительницей стала традиционна треугольная кровля, которую видоизменили с целью более рационального использования подкровельного пространства, оборудование там жилых помещений или места для складирования вещей, запасов. Сначала строители действовали скорее по наитию, а впоследствии архитекторы, отметившие эффективность применения, стали создавать все больше проектов с кровлей такого типа.

Преимущества и особенности конструкции

Есть ряд причин, по которым в проект дома включается ломаная кровля, чаще всего они вытекают из достоинств:

Она позволяет максимально эффективно распорядиться пространством, расположенным под крышей. Там может быть оборудовано полноценное жилое помещение с достаточно высоким потолком, с естественным освещением, которое можно использовать в качестве кабинета, спальни, детской.
Она улучшает внешний вид строения, делая более эффектным. При использовании современных кровельных материалов даже самая простая ломаная кровля, вносит «изюминку» в облик строения, делая дизайн эксклюзивным, дорогим.
В дом с такой кровлей органично вписывается просторный балкон, благодаря чему подобные проекты пользуются особой популярностью среди заказчиков.
Великолепно справляется с защитой от ветра и атмосферных осадков. Склоны сконструированы таким образом, что снег не задерживается на них, а свободно соскальзывает.

Чаще всего застройщики прибегают к сооружению кровли с ломаными скатами в ситуациях, когда мансарда дома будет использоваться для жилья. Это на самом деле проверенный временем, наиболее оптимальных вариант, не лишенный своих особенностей:

Высокая стоимость. Для постройки этой конструкции необходимо большое количество высококачественного материала, так что она обойдется значительно дороже простой двухскатной.
Техническая сложность, в виду которой осуществить сборку способны профессионалы с высоким уровнем столярных навыков. Для начала строительства нужен сложный расчет и грамотный чертеж. К тому же минимальное количество работников — три человека, бригаде меньшего состава это не под силу.
Возможные потери тепла во время отопительного сезона, что приводит к большему расходу дров, газа или электричества.
Высокая стоимость установки специальных мансардных окон.

Стропильная система

Стропильная система ломаной кровли — совокупность всех опорных элементов каркаса, количество и сечение которых определяет расчет. Так как подобная кровля имеет сложную геометрию она состоит из множества частей, чем она массивнее, тяжелее, тем больше элементов, тем они должны быть прочнее.

Визуально систему опор можно разделить на две части: верхняя, в форме равнобедренного треугольника, а нижняя — трапеция с большей стороной внизу. Профессионалы советуют использовать висячие и наслонные стропила в комбинации, чтобы конструкция была более надежной.

Вот как она выглядит:

Затяжка. Горизонтальная стягивающая балка, изготавливающаяся из бруса прямоугольного сечения. Она служит, чтобы разряжать распирающую нагрузку стропил, связывая между собой стропильные пары. Чем выше расположена затяжка, тем толще она должна быть. А еще она выполняет функции каркаса для потолка мансарды.

Читайте также: Мне бы бегать по крышам

Бабка. Вертикальная подвеска, связывающая между собой конек с затяжкой, перенося на него вес, минимизируя прогиб. Чтобы сделать бабку необходим брус и специальный подвесной крепеж.

Конек. Место встречи двух стропил, которое можно усилить с помощью конькового прогона, в качестве которого используется также брус.

Стойки. Вертикальные опоры, которые подпирают верхним концом наслонные стропила, а нижним опираются в балки перекрытий. Чаще всего стойки изготавливают из бруса прямоугольного сечения, длина этого элемента должна составлять предполагаемой высоте потолка плюс 20-30 см. Комфортным считается потолок 2-2,5 м. Стойки будут исполнять роль каркаса для создания мансардных стен.

Висячие стропила. Они нижней по принципу ползуна крепятся к балкам перекрытия, а верхней упираются в затяжку. Стропильные ноги также выполняются из досок, подвергаются воздействию на прогиб, но не распирание. Длины стропил должно хватать для формирования комфортного свеса, отступающего от стены не менее, чем на 40-50 см. Если ноги недостаточно длинные, свес компенсируют кобылками.

Подкосы. Опорные элементы, располагающиеся под углом к висячим стропилам, задача подкосов гасить прогиб стропильных ног, перенося часть веса балку перекрытия.

Балка перекрытия. Основа будущего полового перекрытия мансарды, выполненная из бруса.

Мауэрлат. Прочный брус квадратного сечения 100х100 мм или 150х150 мм, который кладут в основание кровли для распределения веса равномерно вдоль несущих стен, предотвращать опрокидывание стропил во время порывов ветра.

Выбор и подготовка материала

Как вы понимаете, основным материалом для стропильной системы ломаной крыши является древесина. А это, к сожалению, горючий, не влагостойкий, подверженный гниению материал. Эти качества, безусловно, являются недостатками, которые легко устранить, проведя обработку антипиреном, антисептиков, влагозащитной пропиткой. Обрабатывать дерево для эффективной защиты этими составами необходимо в несколько слоев. Расчет необходимого объема антисептика производят согласно рекомендациям производителя.

Используйте высококачественный материал из хвойных пород, без сучков. Если они все же есть, уберите, обработайте специальным средством. Нешлифованное дерево следует предварительно ошкурить, кору в обязательном порядке удалить.

В качестве кровельного материала используется металлочерепица, профнастил, шифер, ондулин, шинглас. Так как конструкция сама по себе массивна, специалисты советуют отдавать предпочтение более легким материалам, чтобы излишне не перегружать стропильную систему. Вес в таком случае станет определяющим фактором при выборе. Обрешетка изготавливается сплошного или решетчатого типа, из необрезной доски или из влагостойкой фанеры. В качестве утеплителя применяются минеральная вата на базальтовой основе или пенопласт. Декоративная обшивка может быть выполнена из сайдинга, блок-хауса или вагонки.

Нюансы монтажа

Начинать возведение кровли необходимо, выполнив расчет нагрузки, которой она будет подвергаться. Для этого складывают вес каждого из материалов кровельного пирога, найти который можно в справочной литературе. Затем определяются временные нагрузки от выпадающего снежного покрова. Когда эти показатели складываются, получается такой показатель, как общая нагрузка, который колеблется в районе 40-50 кг/м2. Согласно этим параметрам определяется, каким запасом должна обладать стропильная система, сечение элементов каркаса. Избавить вас от этих вычислений может специальная программа для расчета, доступная для использования в интернете. После этого составляется чертеж, отражающий расположение всех элементов с рассчитанными размерами.

Дальнейшие действия относятся к собственно монтажу ломаной кровли:

Производится закупка всех необходимых материалов. Лучше приобрести их с небольшим запасом, чтобы не оказаться в ситуации, когда чего-то не хватает.
Все деревянные элементы распиливаются в размер согласно шаблону. Быстрее всего это сделать болгаркой или циркулярной пилой.

Нижние стропила, подкосы, стойки на земле соединяются вместе, образуя, так называемые, фермы.

Готовые фермы поднимаются на верх для установки.

Фермы соединяются затяжками, настилаются верхние наслонные стропила.

Создается обрешетка, монтируется утеплитель, укладывается кровельный материал.

Фронтоны, свесы обшиваются выбранным материалом, оборудуются оконные проемы.

Если расчет выполнен грамотно, стропильная система ломаной крыши является прочной, надежной конструкцией мансардной кровли, которая прослужит не одно десятилетие при условии регулярного контроля за состоянием.

Видео-инструкция

Источник

Как сделать ломаную мансардную крышу своими руками

Если вы хотите максимально увеличить полезную площадь дома, не затрачивая при этом баснословные средства, вы обязательно должны рассмотреть проекты с мансардой. Опыт застройщиков говорит о том, что это оптимальный способ планировки жилья эконом класса, ведь один квадратный метр жилплощади в нем стоит в несколько раз дешевле, чем в двухэтажных постройках. Бытует заблуждение, что мансарда пригодна только для сезонного использование в теплое время года.

Однако, оно ошибочно, так как качественно утепленная ломаная мансардная крыша прекрасно сохраняет тепло зимой, ее температурный режим не менее комфортен, чем в отапливаемых помещениях первого этажа.

Даже без дополнительной термоизоляции мансарда является своеобразной «воздушной подушкой», сохраняющей оптимальную температуру внутри дома.

Ломаную мансардную крышу считают технически сложной конструкцией, советуя доверить ее возведение профессиональной бригаде. Тем не менее, человек, знакомый с кровельными работами на примере традиционной двухскатной крыши, вполне способен осилить ее строительство своими руками, при помощи двух подсобных рабочих, помощников. Главное понять, что это процесс, требующий серьезного подхода, который опрометчиво начинать без предварительных расчетов.

Разновидности мансардных крыш

Мансарда – отапливаемое или холодное пространство под крышей, которое используют в качестве жилого. Согласно строительным нормам, в мансардном помещении необходимо оборудовать окна для естественного освещения и потолки достаточной для человека высоты.

Комнаты под кровлей, в которых эти условия не соблюдаются, называют чердаком. Для устройства мансарды подходят следующие виды крыш:

Двухскатная

Монтаж мансардной крыши, пригодной для проживания, предусматривает обязательную термоизоляцию, организацию естественного освещения с помощью мансардных или вертикальных окон и принудительной вентиляции.

Преимущества ломаной конструкции

Конечно, мансарду можно обустроить даже, своими руками построив обычную треугольную крышу. Но из-за крутизны скатов чтобы потолок поучился, высота такой крыши должна быть очень большой. Это не экономично, а также нецелесообразно, ведь кровля с изменяемым углом скатов позволяет более эффективно распорядиться имеющимся пространством.

Более пологая верхняя часть делает потолки более высокими. Согласно строительным нормам, если расстояние от пола до конькового соединения менее 2,5-2,7 метров, помещение не считается жилым, его нельзя называть мансардой, это скорее просто чердак. Конструкция ломаной крыши имеет следующие преимущества:

Возможность обустроить более высокие потолки.
Высокий уровень защиты от атмосферных осадков, ветра.
Легкий сход снега со скатов.
Помогает сберечь тепло.
Рациональное использование подкровельного пространства.

Этапы строительства

Создание проекта

Составляя проект ломаной мансардной крыши для строительства своими руками, лучше составить чертежи с разными проекциями, который всесторонне покажет расположение ее элементов. Отталкиваясь от длины и ширины дома, нужно определится с размерами мансардного помещения, а также крыши. Первым делом выстраивается геометрия скатов:

Важная задача – расчёт высоты конькового соединения, так как от него зависит высота будущих потолков. Учитывайте, что от конька до потолочных перекрытий должно быть около 1,5 м.
Следующий этап – определение высоты потолка. Для комфортного использования лучше заложить ее на уровне 2-2,2 метров.

Чтобы расчеты проекта оказались верными, важно точно производить первичные замеры, а также соблюдать масштаб. Облегчить проектирование могут компьютерные программы, в которые достаточно ввести размеры строения и желаемый тип кровли, всю остальную работу они выполняют автоматически. Если доступа к такому программному обеспечению нет, лучше воспользоваться готовыми проектами.

Расчет стропильной системы

Стропила – основные опорные элементы ломаной мансардной крыши, своего рода ее костяк. Они подвергаются колоссальным нагрузкам, поэтому к ним предъявляются особые требования.

Выбор сечения стропильных ног происходит не случайным образом, а в соответствии с шагом установки, расстоянием между опорами, значений ветровой и снеговой нагрузки. Если первые три показателя легко можно определить по составленному чертежу, то последние два нуждаются в особом пояснении.

Территория России разделена на 8 зон с различной снеговой нагрузкой. Для каждой конкретной крыши это значение корректируется углом наклона ее скатов. Так как уклон скатов различен, то рассчитывается два показателя, соответственно верхние и нижние стропила могут иметь разное сечение.
Также существует зонирование по ветровой нагрузке, включающие в себя также 8 зон. С помощью коэффициента, учитывающего высоту здания, в табличное значение этого показателя вносятся поправки.
Значения этих двух показателей суммируются для определения общей нагрузки. Округлять цифры следует в большую сторону, чтобы обеспечить небольшой запас прочности. Исходя из них по справочным таблицам определяют необходимое сечение досок.

Монтаж мауэрлата

Начало работ по оборудованию ломаной мансардной крыши – монтаж мауэрлата, прочного бруса размером 100х100 мм или 150х150 мм. Его закрепляют на торце боковых внешних стен.

Его основная задача – распределение веса конструкции кровли, его перенос на фундамент, а также защита предохранение скатов от опрокидывания. Мауэрлат укладывают по верхней части стены по предварительно уложенной гидроизоляции, в качестве которой используется сложенный вдвое рубероид или несколько слоев специальной пленки.

Крепление осуществляется при помощи металлический шпилек, их необходимо поместить в бетонной стяжке. Если речь идет и реконструкции кровли своими руками, его монтируют анкерными болтами к стене на глубину 15-17 см.

Для брусовых, а также бревенчатых домов используют деревянные нагели. Следует учесть, что монтаж выполняется заподлицо.

Сборка стропильной системы

Сборка стропильной системы ломаной мансардной крыши происходит в следующей очередности:

Настил балок перекрытий поверх мауэрлата. В некоторых случаях практикуется вынос балок за пределы строения. Эта мера дает возможность расширить площадь мансарды, сформировать хорошие свесы. В этом случае балки крепятся к мауэрлату сверху. При настиле без выноса, их укладывают на гидроизолированные стены, закрепляя при помощи уголков на внутренний краешек мауэрлата.
Точно посередине балки перекрытия отмечают точку, над которой будет расположен коньковое соединение. Отступив от нее равное расстояние в ту и другую сторону, выставляются стойки. Размещать их нужно вертикально, поэтому их временно подпирают подкосами.
Стойки соединяются затяжками. Это прямые прочные бруски, которые крепят на надёжные металлические уголки. В результате этих действий должна получится конструкция в форме буквы “п”.

Выполнение вышеперечисленных пунктов формирует одну стропильную ферму. Таким же образом устанавливаются остальные с шагом 60-120 см.

Гидроизоляция и кровельные работы

Когда работы по установке своими руками стропильной системы ломаной мансардной крыши закончены, нужно организовать ее гидроизоляцию. Для этого нужна гидроизоляционная пленка или мембрана, которая обычно производится в виде рулона.

Крепеж подбирается в зависимости от типа материала. Для черепицы используют оцинкованные саморезы с каучуковыми головками, которые в процессе закручивания деформируются таким образом, что гидроизолируют собой отверстие.

Для того чтобы ускорить процесс, можно использовать шуруповерт. Шинглас или ондулин фиксируют гвоздями длиной 100 мм. После завершения кровельных работ оформляются фронтоны и свесы мансардной ломаной крыши.

Подведя итог, можно сказать, что расширить площадь дома своими руками поможет ломаная мансардная крыша. Своими руками ее построить можно, однако, это потребует специальных навыков и затрат, которые, без сомнения себя окупят.

Видео-инструкция

Источник