Сложность заключается в том, что необходимо учесть несколько важных составляющих: снеговую нагрузку, порывы ветра, угол наклона скатов, вес самих стропил, утеплителей, гидроизоляции, кровельных материалов. Стропила могут быть комбинированными, металлическими или деревянными.

Мансардная крыша должна быть легкой, чтобы не нагружать фундамент. Застройщики все чаще используют тонкостенные металлические стропила мансардных крыш, их стоимость гораздо выше деревянных, но скорость и простота монтажа таких систем покрывает этот недостаток с лихвой.

В самостоятельном строительстве стропильная система мансардной крыши традиционно изготавливается из дерева, поэтому за основу возьмем именно этот материал.

Полезно знать

Чтобы правильно рассчитать стропильную конструкцию мансарды, необходимо суммарно учесть 3 вида нагрузок, действующих на кровельную систему. Во-первых, следует вычислить вес самой мансардной крыши: кровельный материал, обрешетка, контробрешетка, гидроизоляция, стропила, теплоизоляционный слой мансарды, пароизоляция, чистовая отделка. Для этого потребуется знать вес каждого материала на 1м 2, такие параметры указываются в инструкциях и сертификатах заводов–изготовителей.

Например, полимерно-битумной гидроизоляции потребуется 5 кг/м 2 , один квадратный метр минваты весит 10 кг, стандартной обрешетки из доски в 25 мм — 15 кг, ондулин приблизительно 3 кг, металлочерепица — самый тяжелый кровельный материал. При подсчете нагрузки сложите все показатели и умножьте на поправочный коэффициент 1,1.

Во-вторых, конструкция стропильной системы мансардной крыши должна выдерживать снеговые нагрузки, в некоторых районах этот показатель превышает более 500 кг на м 2 . Формула для расчета снеговой нагрузки:

S=Sg x µ, где

Sg — масса снега на 1м 2 горизонтальной поверхности, показатель устанавливается нормативными документами для каждого климатического района в отдельности;

µ — коэффициент, зависящий от уклона крыши: угол в 25 о – коэффициент 1,0, 25-60 о – 0,7, если уклон выше 60 о коэффициент не учитывается.

И наконец, ветровые нагрузки. Для их расчета применяется формула:

W = Wo x k, где

Wo – нормативные данные, которые определяются индивидуально для каждого района;

k – поправочный коэффициент для разного типа местностей и высотности здания.

На основании суммарной нагрузки на стропильную систему мансардной крыши, определяется длина, шаг и поперечное сечение стропильной ноги. Далее мы привели таблицу рекомендуемых параметров для устройства стропильной системы в умеренном климатическом поясе (Московская область):

Расстояние между стропилами мансардной крыши, м	Длина ноги, м
	6	5.5	5.0	4.5	4.0	3.5	3
	Поперечное сечение балок, мм
0,6	50*200	50*200	50*175	50*150	50*150	40*175	40х150
0,9	75*250	75*200	75*175	75*175	50*200	50*175	50х150
1,1	100*200	75*200	75*200	75*175	75*175	75*150	75х150
1,4	100*200	100*200	75*200	75*200	75*200	75*175	75х150
1,75	100*250	100*200	100*200	100*200	75*200	75*200	75х150
2,15	—	100*250	100*250	100*200	100*200	100*175	100х150

Для других элементов стропильной системы мансардной крыши существуют свои параметры:

• мауэрлат выполняется из бруса 150*150, 100*150, 100*100 мм;
• ригель – 100*200-150 мм;
• прогоны – 100*200-150-100 мм;
• енды, диагональные ноги – 100*200 мм;
• затяжка – 50*150 мм;
• подкос – 150*150, 100*100 мм.
• подшивочная доска – 25*100 мм.

Важно: Деревянные стропила должны соответствовать ГОСТу 8486-86(83). На 1 п/м ноги может быть не более 3 сучков, размер сучков не должен превышать 30 мм по длинной стороне. Сквозные трещины недопустимы. Влажность дерева менее 18%.

Стропильная система двускатной мансардной крыши, чертеж основных элементов фермы

Основные узлы

Стропильные конструкции мансардных крыш не зависимо от включают в себя множество сопряжений и стыковых узлов, они соединяются между собой, врубаются в затяжку и мауэрлат, имеют вспомогательные элементы системы: ригели, бабки, опоры либо подкосы, дополнительно скрепляются скобами, болтами, хомутами. Устройство стропильной системы мансардной крыши должно предусматривать равномерное распределение всех нагрузок на основание и несущие конструкции строения.

Схема стропильной системы мансардной крыши, основные узлы и элементы

В зависимости от архитектурного решения, определяется вид мансардной крыши, в свою очередь от конфигурации кровли зависит не только , ее полезная площадь, но и какой вид стропильной системы применим в каждом конкретном случае: висячий или наслонный.

Наслонная система, опирание ноги на коньковый брус и мауэрлат

Наслонные стропильные ноги опираются на несущие стены мансарды, а в середине поддерживаются промежуточными опорами, в таких системах нагрузки передаются исключительно на изгиб. Висячие опираются только на мансардные стены, обычно устанавливаются при , где нет внутренней несущей стены, они не создают горизонтальную нагрузку, только на сжатие и изгиб.

Висячая система устраивается, если расстояние между опорами-стенами не более 6,5 м, установка дополнительной опоры дает возможность перекрыть мансарду шириной до 12 метров, если требуется перекрыть более широкий участок, то на каждые 3 метра устанавливается своя опора.

Висячие и наслонные стропила мансардной крыши

Если по проекту мансарды предусмотрен не один, а несколько уклонов, как в классической мансардной крыше, то обычно чередуются висячие (верхние) и наслонные (нижние) стропила.

Посмотрите, как устанавливается стропильная система мансардных крыш, видео урок поможет разобраться во всех тонкостях устройства ломаной конструкции.

Несущие элементы системы обеспечивают прочность и устойчивость всей конструкции мансардной крыши. У мансардной крыши несущими элементами являются: обрешетка, стропила, мауэрлат. Конструктивные особенности системы определяются видом мансардной крыши: односкатной, вальмовой, многоскатной, щипцовой и пр.

Стропильная система мансардной крыши, схема расположения узлов односкатного перекрытия

Форма крыши мансарды зависит от перекрываемой площади и архитектурного замысла, для лучше выбирать простые виды мансардных крыш, чтобы балки и стойки не загромождали пространство внутри.

Мансарда, стропильная система вальмовой четырехскатной крыши

Этапы монтажа стропильной системы мансарды

Технология монтажа мансардной крыши требует определенной последовательности:

• установка мауэрлата;
• укладка поперечных балок;
• монтаж вертикальных стоек;
• затяжка боковых стоек или установка конькового бруса;
• разметка шага и монтаж стропильных ног;
• установка вспомогательных узлов: ригелей, подкосов, подстропильных ног;
• обрешетка, гидроизоляция, настил кровельного материала.

Крепление мауэрлата является важным этапом для устройства всей системы, это основа конструкции

Технология стыковки

Не смотря на то, что алгоритм возведения стропильной системы достаточно прост, установка стропил мансардной крыши требует грамотного подхода к монтажу стыковочных узлов. Основная нагрузка в системе приходится на ноги, поэтому от качества их монтажа на мауэрлат, а так же от надежности их соединения между собой зависит безопасность и прочность крыши, да и мансарды в целом.

Стропильная система мансардной крыши, фото крепления висячих стропил к мауэрлату

Существует 2 варианта соединения стропила с мауэрлатом: скользящее и жесткое. В деревянных мансардных конструкциях нельзя делать все соединения жесткими, так как дерево при определенных условиях сжимается и расширяется, а при жестком соединении возникают распорные нагрузки на несущие узлы, в совокупности это приводит к деформации элементов стропильной системы мансарды.

Как правильно крепить наслонные стропила для мансарды

Важно: Жесткое соединение используется, если стропила наслонные, тогда нога жестко крепится к мауэрлату, но при этом на коньке, между собой или на прогоне узлы системы должны крепиться скользящим соединением.

Если на мансардной крыше применяется жесткая система крепления, то необходимо исключить какие-либо усилия: скользящие, крутящие моменты, повороты, сдвиги. Для жесткого крепления существует два способа соединения:

• врубка в стропильной ноге;
• нашивка подпорного бруса.

Седло (врубка) делается на ноге, запилы должны обеспечить плотное прилегание деталей, и не должны превышать 1/3 высоты бруса. Для жесткого крепления стропило упирается врубкой в мауэрлат, 2 гвоздя забиваются с боков, под углом друг к другу, крест на крест, третий гвоздь забивается сверху, вертикально. Рекомендуется дополнительно усилить крепления металлическими пластинами, уголками, болтами.

Скользящий способ соединения заключается в том, что в мауэрлате выпиливается выемка под ногу, затем детали соединяются между собой специальным металлическим уголком — салазки. Так крепится наслонная система.

Скользящее крепление мансардной стропильной системы

Независимо от способа соединения мансардной стропильной системы, стропила и мауэрлат прикручивают между собой проволокой или дополнительно соединяют анкерами, чтобы исключить сдвиг крыши от сильных порывов ветра. Подкосы, бабки, распорки и бабки крепятся скобами и хомутами.

Как нарастить и усилить стропила мансарды

Зачастую стропильной ноге не хватает длины бруса, чтобы не заказывать специальные доски, и не удорожать строительство мансарды, их наращивают.

Важно: Так как жесткость стропильной системы в местах стыковки теряется, соединения следует делать там, где изгибающий момент стремится к нулю.

Стропила из бруса сращиваются косым прирубом. В деталях делают наклонные запилы, их длина должна быть равна удвоенному сечению, а торцы высотой, равной сечению бруса, умноженному на коэффициент 0,15. Стык крепят болтами. Подобное соединение балок гармонично вписывается в дизайн мансарды, и позволяет оставить несущие элементы крыши открытыми.

Иногда стропила мансарды крепят внахлест, доски друг на друга должны заходить не менее чем на метр, затем они крепятся гвоздями или болтами в шахматном порядке. Если мансардные стропила наращиваются встык, то запил должен быть строго в 90 о, элементы прикладываются торцами, с двух сторон накладываются доски, затем конструкция крепится болтами либо гвоздями.

Варианты удлинения стропильной ноги

Если сечение материала недостаточно, то доски усиливают. Спаренные стропила состоят из двух и более досок, плотно прилегающих друг к другу, прошивается такая конструкция гвоздями в шахматном порядке. Составные стропила делают из двух досок, между которыми вставляются вкладыши длиною 2 высоты доски. Расстояние между вкладышами не должно превышать 7 высот ноги. Верхняя часть составных стропил может состоять из одинарной доски.

Способы усиления стропильной ноги

Как стыковать стропила наверху

Соединение стропил мансардной крыши между собой наверху имеет несколько вариантов. Если конек не предусмотрен, доски обрезаются под углом, крепятся между собой гвоздями, и дополнительно при помощи металлических и деревянных накладок. Висячие системы при сложной стропиловке многоскатной мансардной крыши, крепятся в шип, одинарным или двойным зубом.

Верхнее соединение стропил на безконьковой мансардной крыше

Если стропильной системой предусмотрен конек, то к коньковому брусу стропила можно крепить внахлест, либо запилив торцы под нужным углом, обязательно следует усилить стыки металлическими или деревянными накладками.

Стыковка стропил на коньковом брусе

Сборку стропильных ферм лучше проводить на земле, а затем поднимать и устанавливать конструкцию на мансардный этаж. Прежде всего, необходимо сделать шаблон. Для этого доска прикладывается по месту, отчерчивается угол запила для верхнего стыка, и отмечается паз для крепления к мауэрлату, затем таким же образом примеряется вторая доска.

На земле по полученным отметкам доски запиливаются, стыкуются между собой, шаблон поднимается на крышу и примеряется. Если геометрия мансардной крыши соблюдена, то всю стропильную систему можно изготовить по одному шаблону, но в случае небольших отклонений, рекомендуется делать только верхний запил и стыковку, а врезку в мауэрлат делать по месту.

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.

Все больше и больше появляется архитектурных, оригинальных домов, украшенных эркерами, надстройками, мезонинами. Входят в моду мансарды, расширяющие полезную площадь дома. Но мансардные кровли, в отличие от простой двухскатной крыши, требуют сложных стропильных систем. Правильно рассчитать их и провести монтаж совсем не просто. Ниже постараемся вкратце осветить этот вопрос и привести полезные рекомендации специалистов.

На стадии проектирования дома должна быть рассчитана кровельная конструкция. Расчеты, использующие сложные формулы, должны дать значение нагрузки на один метр квадратной стропильной системы. Для жилых домов нормативной нагрузкой является 50 кг/м2.

В соответствии с расчетами выбирается тип стропильной конструкции мансарды. К основным разновидностям следует отнести:

• висячую стропильную систему;
• систему стропил ломаной крыши;
• наслонную систему двухскатной крыши;
• комбинированную.

Наиболее распространёнными являются комбинированные стропильные системы скатных крыш. Рекомендуется расчет сложных стропильных систем поручить профессиональным проектировщикам.

Совет!

Для увеличения полезной площади здания, следует выбирать конструкцию многоскатной мансардной крыши.

Элементы стропильной крыши

Опытные специалисты прекрасно поймут, о чем идет речь в статье, поскольку знают все термины и названия конструкций. Для того чтобы понятно было всем, приведем распространенные названия элементов :

• Мауэрлат – балка, крепящаяся по верхнему венцу или по стене дома, на которую опирается стропильная система;
• Балки перекрытия – деревянная конструкция, играющая роль мансардного пола и, одновременно, потолка нижерасположенного помещения;
• Стойки – вертикально установленные столбы, на которых крепятся стропила и балки.
• Прогоны – балки (доски) расположенные горизонтально, служат опорой стропилам;
• Ригеля –горизонтальные балки в П-образной ферме. Служат опорой и стягивают скатные стропила, имеют другое название «затяжки»;
• Стропила – брус или доски, создающие основу конструкции кровли;
• Подвеска – стойка, задача которой поддерживать ригель, облегчая его работу, устанавливается также горизонтально;
• Обрешетка – дощатая или фанерная основа, на которую укладывается кровельный материал;
• Кобылка – доска, служащая основанием для монтажа свеса, устанавливается по низу стропильной системы.

Расчеты стропильной системы

Выбор стропильной конструкции во многом зависит от размеров здания, в соответствии с которыми определяется длина пролета, т.е. дистанция между основными стойками. Для небольших домов предпочтение можно отдать двухскатной конструкции.

Расчеты конструкции проводятся с целью определения нагрузки, в соответствии с нормативами и строительными правилами. Основным правилом для мансардной крыши является ограничение ее высоты, которая не должна составлять менее 2.5 метров внутри помещения. Таким образом, кровля должна иметь минимум 2.80 м в высоту, поскольку требуется укладка утепляющего слоя, и отделка внутри самой мансарды.

Обязательно следует изготовить чертеж конструкции, на котором следует проставить все размеры и максимально отобразить элементы каркаса. На чертеже должны быть отображены габариты дома, угол наклона стропил, высота кровли.

Совет!

Чтобы провести точные расчеты по всем нагрузкам на кровлю и ее элементы, рекомендуется воспользоваться калькулятором, размещенном на многих сайтах, посвященных строительству крыш.

Достаточно внести вид кровельного покрытия, материал каркаса мансардной крыши и размеры. Программа рассчитает углы сечения и шаг стропил, даст рекомендации по конструкции обрешетки.

Расчет стропильной системы

Технология монтажа мансардной кровли

Начинать следует с монтажа мауэрлата, который укладывается по периметру верхнего края стен, если дом кирпичный или блочный. В домах из бруса или рубленных мауэрлатом может служить верхний венец. Брус, из которого изготавливается мауэрлат, должен иметь в сечении размеры 100х100 мм или 150х150. Древесина хвойных пород для бруса должна быть хорошо высушенной. Балки мауэрлата фиксируются анкерами или шпильками к стенам с шагом примерно два метра. Под мауэрлат заводят гидроизоляцию, как правило, рулонного типа (рубероид).

Далее следует приступать к монтажу перекрытия. Балки 150х200 мм, положенные на мауэрлат должны выступать за стены дома примерно на 0.3-0.5 м. Крепят балки уголками и винтами (саморезами по дереву), начиная с крайних, затем промежуточные.

Важно!

При укладке следует с помощью шнура контролировать горизонтальный уровень, чтобы балки лежали в одной плоскости.

Расстояние между ними, как правило, 0.5-1.0 метра, если планируется укладка утеплителя, стандартная ширина листа которого 0.6 м, то удобнее будет выдержать такой же шаг балок.

Монтаж стропильной системы крыши

Установка опорных стоек и прогонов

Следующий этап – монтаж стоек. Для них используется брус 100х150 мм, крепление которого производится на фронтальных балках перекрытия. Необходимо, с помощью отвеса, выверить вертикальность каждой опоры и зафиксировать укосинами. Промежуточные опоры устанавливаются на балках также строго вертикально, образуя два параллельных ряда.

Далее следует установка прогонов, сделать которые можно из доски шириной 100-150 мм и толщиной 40-50 мм. Фиксация прогонов производится с помощью гвоздей и уголков на винтах. Затем поверх прогонов укладываются дощатые ригеля, для жесткости, устанавливаемые на торец.

Совет!

В результате образуется контур будущего мансардного помещения. Для придания дополнительной прочности следует укрепить опоры подкосами и схватками.

Монтаж стропильных элементов

Установка стропил, начинается с нижних. Для них подойдет доска 40-50 мм толщиной и 150 мм шириной. Одним концом опираем на мауэрлат вплотную с балками перекрытия, а другой крепится на прогонах с помощью уголков, винтов и гвоздей. Для установки стропил в верхней части кровли следует разметить центральную линию кровли. Все стропила должны иметь одинаковую длину. Для этого следует изготовить шаблонную доску, проделав на ней запилы с обоих концов. После чего по шаблону можно отпиливать остальные стропила.

Стропила монтируют на прогонах, фиксируя в верхней части металлическими пластинами. На прогонах балки закрепляются запилами в упор и фиксируются уголками на саморезах.

Нижние стропила для прочности следует укрепить подкосами (доска 50×150 мм). После закрепления подкосов, временные упоры можно снимать.

Установка стропил

Обрешетка

В случаях, когда балки перекрытия укладываются в стенных карманах, следует на нижних стропилах закрепить кобылки для устройства свеса кровли. Если же перекрытия лежат на мауэрлате, то кобылки не нужны, поскольку балки должны выступать за стены образуя свес.

Обрешетка устанавливается в зависимости от предполагаемого покрытия мансардной крыши. Либо обрешетка будет сплошной, либо с просветами. Поверх обрешетки следует уложить гидроизоляционный слой, после чего можно приступать к зашивке фронтонов и укладке кровельного материала – металлочерепицы, профнастила или шифера.

Обрешетка крыши под металлочерепицу

Утепление мансарды

Если крыша мансарды имеет ломаную конструкцию, то, как правило, она не утепляется, поскольку воздушная прослойка под стропилами защищает помещения, одновременно вентилируя подкровельное пространство. Для этого, зашивая фронтоны, следует оставить вентиляционные окна (отверстия) над перекрытием мансарды. Теплоизоляцию следует сделать лишь внутри помещения мансарды.

Устройство теплоизоляции мансарды имеет свои особенности, поскольку комнаты имеют треугольные или трапециевидные потолки. Строители считают утепление одной из сложных технологических задач в устройстве мансардных помещений. Главное уложить теплоизоляцию так, чтобы на наклонном потолке и на ограждениях она не давала усадку в процессе эксплуатации.

Утепление мансарды

Надежность каркаса кровли с жилым чердаком зависит от того, насколько качественно выполнен монтаж стропил мансардной крыши. Сложность данного процесса объясняется необходимостью учитывать нескольких важных составляющих, оказывающих воздействие на стропильную конструкцию.

Устройство стропильной системы для крыш мансардного типа было разработано французским архитектором Ф. Мансаром в 17 столетии. Что удивительно: многие технические решения относительно чердачных жилых помещений, которые предложены им, актуальны и сейчас. Именно благодаря Мансару появилась мода на высокие потолки и большие окна в мансардах – они существенно повысили уровень комфорта для людей, проживающих в них.

Типы мансардных крыш

Система стропил для кровель бывает двух видов:

• наслонной – в этом случае балки опираются на несущие стены дома;
• висячей – все элементы стропильной конструкции соединяют в ферму и общий каркас и монтируют на крайние опоры.

Тип возводимой мансардной крыши зависит от схемы устройства системы стропил:

1. Односкатная наклонная. Кровля имеет плоскость, которая опирается на стены, имеющие разную высоту.
2. Двускатная. Представляет собой кровлю с двумя плоскостями, расходящимися в стороны под определенной величиной угла.
3. Ломанная. Является разновидностью двускатных крыш. Состоит из плоскостей, имеющих ломанную поверхность.
4. Полувальмовая и вальмовая. У этих кровель четыре ската.
5. Шатровая. Такая кровля может быть конической, пирамидальной, купольной.
6. Сводчатая. Имеет параболические или округлые очертания.

Чаще всего можно встретить двускатный вариант мансардной крыши. Этот факт стал определяющим для архитектуры многих отечественных городов и поселков.

Когда возводится стропильная система двухскатной мансардной крыши - чертежи для нее составляют с учетом определенных данных, среди которых:

• геометрические параметры строения;
• вид кровельного материала;
• климатические и погодные нагрузки;
• рельеф участка и окружающей местности.

При разработке проекта следует помнить, что при необходимости иметь большую полезную мансардную площадь, угол наклона стропил нужно делать меньше.

Порядок расчета стропил

Грамотно и точно сделанный расчет стропильной системы мансардной крыши позволит соорудить прочную и надежную конструкцию, способную прослужить много лет.

При проведении вычислений учитывают:

• вес элементов мансардного помещения;
• ветровые и снеговые нагрузки.

Поскольку данные показатели в разных климатических зонах разнятся, устройство стропильной системы крыш с мансардой может значительно отличаться. Методика расчета стропил при создании наслонных конструкций проще, чем висячих. В некоторых случаях кровельщики используют комбинированные варианты обустройства каркаса.

Когда предстоит строительство мансарды - чертежи стропил и сложные расчеты желательно доверить профессионалам с большим опытом подобной работы. Дело в том, что при выполнении вычислений используют математические формулы и разные коэффициенты.

Благодаря расчету веса кровли узнают величину нагрузки, которую выражают в килограммах на один «квадрат» стропильной конструкции. Обычно среднее значение данного параметра для жилых строений составляет около 50 кг/м².

Расчеты ветровых и снеговых нагрузок в регионах с неблагоприятными климатическими условиями указывают на то, что стропильные системы двускатных мансардных крыш нужно делать со спаренными стропилами и сплошной обрешеткой – они позволят избежать деформаций каркаса.

Этапы обустройства мансардной крыши

Стропильная система состоит из таких элементов:

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

С целью увеличения надежности каркаса кровли и придания ему необходимой жесткости между стропилами устанавливают подкосы, ригеля, стойки, подбалочники. Основание под настил кровельного покрытия делают разреженным или сплошным.

Монтаж стропильной системы мансардной двухскатной крыши – поэтапный процесс:

1. Устанавливают верхний брус, имеющий сечение 10х10 или 15х15 сантиметров. Для его фиксации к стойкам задействуют металлические скобы, особые гвозди или саморезы. При этом на первый брус возлагается функция подстропильной рамы.
2. Укладывают мауэрлат, являющийся одним из главных конструктивных элементов - на него оказываются немалые нагрузки за счет веса кровли и воздействия осадков и ветра. Для этого используют доски толщиной не менее 5 сантиметров или брус, наименьшее сечение которого составляет 5×10 сантиметров. Перед укладкой досок под ними обустраивают гидроизоляционный слой, чтобы влажный воздух не проникал в мауэрлат. Их фиксируют на стенах скобами и гвоздями. Дополнительно мауэрлат привязывают к несущим стенам при помощи толстой металлической проволоки, предварительно вмурованной в стены во время их возведения.
3. Устанавливают стропильные ноги, соблюдая промежуток между ними, равный 60 –200 сантиметров.
4. Прежде всего, монтируют крайние к фронтону стропила мансардной крыши. Потом при помощи уровня осуществляют установку других элементов конструкции.
5. В верхней части каркаса соединяют между собой стропила.
6. Монтируют коньковую балку – она требуется для кровли, длина которой превышает семь метров. Если данный параметр у крыши меньше, то этот элемент для стропильной системы не обязателен.
7. Затем приступают к строительству обрешетки, укладке утеплителя и гидробарьера, а затем кровельного материала.

Как сделать стропильную систему правильно

До того, как сделать стропильную систему мансардной крыши, следует ознакомиться с рядом правил:

1. Стропила и прочие элементы чердачного жилого помещения нужно делать из балок, минимальное сечение которых составляет 10х10 сантиметров. Брус выбирают высококачественный, содержащий на один погонный метр не больше 3-х недостатков.
2. Осуществляя крепление каркаса мансарды, задействуют специальные гвозди, металлические скобы и обвязку из проволоки.
3. Влажность деревянных элементов для сооружения крыши с мансардой не должна превышать 15%.
4. Все пиломатериалы нужно подвергать обработке препаратами и составами с антисептическим эффектом, предохраняющими от гниения.
5. При строительстве кровли с мансардой оптимальным выбором считается хвойная древесина, менее подверженная воздействию влажного воздуха.
6. Для вертикальных стоек используют деревянный брус сечением 10×10 сантиметров. Их устанавливают в строго вертикальной плоскости при помощи отвеса. Эти стойки являются основой стен будущей мансарды. Их затем обшивают листами фанеры, гипсокартоном или другим отделочным материалом.
7. До того, как крепить стропила мансардной крыши, необходимо уделить внимание закладке окон, поскольку потом изменить что-либо будет достаточно сложно.

Устройство ломаной крыши мансарды по чертежам

Ломаная крыша является разновидностью двускатной. Ее используют при необходимости увеличения объема и жилой площади мансардного помещения. Владельцы дома задумываются над тем, как сделать ломаную мансардную крышу, когда хотят создать условия для более комфортного проживания на чердаке.

Стропильную систему для такой кровли рассчитывают по той же методике, что и для двухскатной. Основные этапы их строительства также аналогичны.

Но при возведении ломаной крыши придерживаются следующих правил:

1. Доски, предназначенные для фиксации стропильных ног, утепляют по всей длине. Благодаря такой мере значительно уменьшаются потери тепла, тем самым создавая более благоприятную атмосферу в помещении.
2. Сечение стропильных ног и шаг их монтажа, когда создается мансардная крыша с дополнительным скатом, должны соответствовать расчетным данным, учитывающим возможные воздействия и содержащим запас прочности.
3. Поскольку устройство теплоизоляции приведет к появлению конденсата в месте соприкосновения холодной среды и теплой, применять пароизоляцию следует в обязательном порядке.
4. Для создания теплоизоляции, нужно применять натуральные материалы, которые пожаробезопасны и экологически безвредны.

Особенности обустройства мансардного этажа

Установку стропил мансарды нужно выполнять так, чтобы каркас обеспечивал максимальную надежность, позволяющую выдержать вес кровельного пирога. Одновременно стропильная система должна быть легкой, чтобы снизить нагрузку на несущие стены строений.

По этой причине основным материалом для строительства мансардных этажей на сегодня по-прежнему является древесина, соответствующая этим требованиям. Для покрытия крыш в этом случае используют керамическую или металлическую черепицу, ондулин. Эти кровельные материалы позволяют создать надежное покрытие с отличными эксплуатационными характеристиками.

При обустройстве мансардного этажа нужно помнить, что в нем следует обеспечить более высокую степень теплоизоляции по сравнению с другими жилыми помещениями. Одновременно с этим необходимо качественно выполнить гидро- и пароизоляцию.

Мансарда – это отличная возможность увеличить общую и полезную площадь дома. Она обустраивается в чердачном помещении и вполне пригодна для проживания при условии, что сконструирована правильно. Стропильная система мансардной крыши, чертежи которой можно найти в этом материале, является основой всей конструкции. И именно ей нужно уделить самое пристальное внимание при проектировании.

Стропильная система мансардной крыши — чертежи

Мансарда – это помещение, которое находится непосредственно под крышей. Ее фасад частично или полностью образован поверхностями кровли (согласно СНиП 2.08.01-89).

СНиП 2.08.01-89. Жилые здания. Файл для скачивания (нажмите на ссылку, чтобы открыть PDF-файл в новом окне).

Она является полноценным жилым этажом, здесь может быть одна или несколько комнат в зависимости от параметров конструкции.

На заметку! Слово «мансарда» пришло из Франции. Именно французский архитектор в 1630 году придумал с пользой обустраивать чердачные помещения. И звали этого человека Франсуа Мансар – отсюда и появилось название данного типа надстройки.

Особенностями мансардных кровель является не только особая конструкция стропильной системы, но и необходимость детального продумывания остальных аспектов – утепления, влаго- и пароизоляции и т. д. Так как из-за мансарды нагрузка на фундамент и стены самого здания обычно возрастает, то преимущественно все ее элементы строятся из легких материалов. То есть для создания стропильной системы рекомендуется использовать дерево, в качестве утеплителя применяются легкие варианты материалов.

Мансарда может иметь внушительные размеры и занимать всю площадь здания, но в пределах его стен. Иногда она обустраивается только на части перекрытий, а далее задние закрывает обычная крыша.

Очень часто мансарда используется в индивидуальном строительстве, ведь это возможность увеличить жилую площадь дома, сделать его теплее (потери тепла через крышу снижаются в среднем на 7-9%). А затраты на обустройство мансарды будут гораздо меньше, чем на строительство полноценного этажа.

В целом, построить мансарду не очень сложно и можно справиться с задачей самостоятельно. Главное – правильно рассчитать ветровую, снеговую и другие виды нагрузки.

Цены на брус

Типы мансард

Конструкция мансарды будет напрямую зависеть от того, какой формы предполагается обустраивать кровлю. Ведь часть стен этого помещения будет сформирована как раз скатами крыши. В зависимости от этого, выделяют несколько видов мансардных крыш.

Пожалуй, самый простой вариант обустройства непосредственно самой кровли и мансардного этажа. Эта кровля имеет всего один скат, который опирается на разноуровневые стены строения. Таким образом, формируется угол ската. Он, кстати, не должен выходить за строго ограниченные рамки – 35-45 градусов (если уклон будет меньше, то на кровле будет постоянно скапливаться снег в зимнее время, что значительно увеличит нагрузку на весь дом и станет причиной установки дополнительных опор в и без того небольшой по размеру мансарде). Стропильная система здесь предельно проста.

На заметку! Конструкция стропил не будет нуждаться в дополнительных подпорках, если между двумя стенами, расположенными друг напротив друга, расстояние не превысит 4,5 м.

Такие мансардные кровли смотрятся оригинально, несмотря на всю простоту их конструкции. Обычно со стороны высокой стены мансарды выполняется довольно большое окно, что позволяет получить хорошо освещенную комнату.

Крыша мансардная с двумя скатами

Этот вариант тоже относится к относительно простым в исполнении и за счет этого распространен максимально широко. Главное, чтобы высота самой кровли позволила обустроить под ней жилое помещение. Стропильная система у этой кровли выглядит, как и у обычной двухскатной, может быть асимметричной или симметричной в зависимости от места расположения конька.

Фронтоны, как правило, простые и прямые, а комната внутри будет иметь форму трапеции либо квадрата (последний вариант возможен только при условии, что чердачное помещение достаточно просторное). Высота потолков у стен не должна быть более 1,5 м, выше идет скошенный конусообразный потолок.

Главный недостаток двухскатной крыши в аспекте обустройства мансарды – это потеря большей части свободного пространства. То есть скатами крыши отсекается львиная доля помещения. Конечно, это свободное пространство обычно используется в качестве складского помещения, но на размерах мансарды этот аспект сказывается очень значительно.

Ломаные кровли мансардного типа

По сути, это тоже своего рода двухскатная кровля, но ее скаты имеют как бы две части, расположенные под разным углом относительно перекрытий. За счет этого можно получить довольно просторный мансардный этаж, который по площади будет равен практически полноценному второму этажу (будет меньше нижнего этажа всего на 15%). Высота от потолка до пола будет одинаковой по всей мансарде и составит около 2,2-2,3 м.

Мансардная крыша ломанная — чертеж

Однако такая конструкция подразумевает сооружение достаточно сложной стропильной системы. И с этой задачей сможет справиться далеко не каждый начинающий мастер. Однако, несмотря на это, вариант ломаной кровли достаточно распространен.

Крыши четырехскатные (вальмовые) мансардные

Такая кровля подразумевает создание самого сложного типа стропильной системы, требующей точнейших и кропотливых расчетов. Поверхность самой кровли будет иметь достаточно обширную площадь, из-за чего придется потратить немалые средства на другие материалы – утеплитель, гидро- и пароизоляционные пленки и т. д. Но в целом, мансарда получается достаточно просторной, хоть у нее и отсекаются части полезной площади.

Зато такая крыша имеет максимальную устойчивость к снеговым и ветровым нагрузкам. Свесы могут быть достаточно большими и будут готовы защищать стены здания от воздействия осадков. Выглядят такие мансардные кровли очень привлекательно.

Внимание! При обустройстве четырехскатной кровли важно озаботиться необходимостью усиления наслонных стропил – именно они испытывают максимальную нагрузку.

Стропильная система мансардной кровли

При обустройстве мансардной кровли стропильная система может изготавливаться из элементов наслонного или висячего типа. В первом варианте стропила устанавливаются так, что образуют собой треугольник с ровными гранями. Опора осуществляется в этом случае на мауэрлат, закрепленный по периметру стен, на дополнительные опоры, установленные под стропилами, также опорной точкой служит сопряжение двух досок в области конька.

При установке стропил висячего типа опор в виде дополнительных балок не предусмотрено. Они опираются только на стены дома. Могут использоваться затяжки. Сами стропилины в этом случае работают на изгиб и сжатие.

Висячие и наслонные стропила — пример чертежа

Создание системы стропил при строительстве мансарды является первостепенной задачей. Предварительно важно правильно рассчитать ее и учесть все тонкости ее сооружения. Чтобы понимать, о чем будет идти речь, требуется ознакомиться с основными ее элементами.

Таблица. Основные детали системы стропил.

Элемент	Описание
Мауэрлат	Это брус (или доска), который фиксируется на верхней торцевой части несущей стены строения. На нем будут крепиться стропильные ноги. Он играет роль опоры и будет передавать всю нагрузку от кровли стенам здания.
Стойка	Любая вертикально расположенная балка, которая выступает в роли опоры для стропильных ног.
Перекрытия	Это ряд балок, уложенных горизонтально и формирующих пол мансардного этажа. Также они играют роль потолка первого этажа строения.
Ригель	Эти балки располагаются горизонтально и являются дополнительными укрепляющими и опорными элементами для стропил. Также могут носить название «затяжки».
Стропила	Также носят название «стропильные ноги». Именно они образуют каркас кровли и придают ей форму. Сверху на них будут крепиться влагозащитные материалы, обрешетка и кровельное покрытие.
Обрешетка	Множество брусков или листы фанеры, которые крепятся на стропила. Именно на них непосредственно будет фиксироваться кровельный материал.
Подвеска	Доска, которая помогает распределять нагрузку. Устанавливается под ригелем или затяжкой.
Кобылка	Доска, которая формирует свес крыши, закрепляется в нижней части стропильной ноги.

Цены на доски строительные

Доски строительные

Требуемые расчеты

Чтобы при конструировании мансарды не допустить ошибок, важно провести ряд предварительных расчетов. В зависимости от выбранного типа стропильной системы и вида кровли, они могут отличаться. Проще всего воспользоваться какой-либо специальной программой, но можно попытаться сделать все расчеты вручную.

Важно определить площадь итоговой кровли, размеры мансарды, ширину перекрытий. Расчет производится на основе следующих данных:

• длина и ширина дома;
• объемы осадков в зимний и летний период (это поможет выявить требуемый угол ската крыши);
• ширина стыков между частями перекрытий.

Пример расчета шага стропил в программе «Стропила 1.1»

Рассмотрим пример расчета: длина дома – 12 м, ширина – 3 м. Количество осадков в данной местности сообщает, что требуемый угол наклона кровли должен быть около 40 градусов. Расчет производится по формуле Нк = L х tgА , где Нк – нужная высота, L – ½ ширины строения, tgА – тангенс угла. Итого: Нл = 3/2 х tg40 = 1,26. Значит, рекомендуемая высота крыши должна составлять 1,26 м.

На заметку! Чаще всего при устройстве мансардных крыш владельцы останавливают свой выбор на ломаных стропильных системах. С методикой расчета параметров в этом случае можно ознакомиться в СНиП 2.08.01-89 и ТКП 45-5.05-146-2009.