Размер стропила для мансардной крыши

Онлайн калькулятор расчета стропильной системы, обрешетки и угла наклона ската мансардной крыши

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор мансардной крыши предназначен для расчета углов наклона коньковых и боковых скатов, количества и сечения стропил, объема обрешетки и других материалов, необходимых для возведения крыши. Для проектирования мансардного этажа, следует внимательно ознакомится со СНиП 2.08.01-89 «ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ».

М ансардная (ломаная, покатая) крыша состоит из двух скатов с каждой боковой стороны, с разными углами наклона. Тем самым образуя объемное чердачное помещение называемое мансардой или мансардным этажом. Мансардная крыша может быть достроена на уже готовое здание, тем самым добавляя дополнительное жилое пространство без надстройки полноценного этажа. Данный тип кровли берет свое начало с 17 века. Существует большое множество вариаций исполнения мансардного этажа, с расположением как жилых, так и хозяйственных помещений. Следует внимательно отнестись к выбору кровельных материалов, так как боковые скаты имеют достаточно крутые склоны, в связи с чем могут потребоваться дополнительные затраты на обустройство кровли. А так же следует увеличить количество теплоизоляции и размеры окон, если предусмотрено полноценное жилое помещение.

Д алее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой справа.

Источник

От угла наклона до обрешетки — подробно о расчете конструкции крыши мансардного типа

При всех своих преимуществах мансардные крыши относятся к сложным в проектировании и монтаже конструкциям и требуют особого подхода.

Помимо стандартного сбора нагрузок при их расчете учитывается потребность в расширении внутреннего пространства, освещении и комфортном микроклимате под кровельным пространством.

Учесть все факторы правильно могут только специалисты, в крайнем случае проект составляется с помощью программ и согласовывается.

Особенности проектирования

Проектирование мансардных крыш начинается со сбора типовых нагрузок и исходных данных (расстояния между несущими стенами и перегородками, ориентировочного плана постройки, снеговой, ветровой и особых нагрузок, требований к утеплителю, типа и веса кровельного покрытия, соображений комфортности и дизайна).

В результате расчета застройщик должен получить точные планы силового каркаса и пирога, в свою очередь используемые при расчете сметы и количества материалов. К особенностям расчета мансардной крыши относят:

Потребность в расширении внутреннего пространства. Мансарда считается удобной при полезном объеме более 50% и высоте потолков в пределах 2-2,5 м. На «глухие» участки с высотой потолков менее 90 см отводится как можно меньше места.

Увеличение полезного объема достигается за счет поднятия конька или установки двойного прогона, выносе стропил за стены, усилении крутизны скатов, заложении ломаных конструкций или комбинировании этих способов.

Ужесточение требований к надежности каркаса из-за большого уклона крыши. Мансардные крыши закладываются с большим уклоном с целью снижения влияния снеговой нагрузки и поднятия потолков. Это отрицательно сказывается на весе каркаса и смете, и усложняет расчет.

Неизбежное увеличение площади скатов и парусности крыши. При расчете мансарды особое внимание уделяется надежности мауэрлата и крепежу каждой стропильной ноги.

Учет потребности в обязательном утеплении мансарды при выборе ширины стропильных ног и способе вентилирования кровли.

Возможно, вам будет интересно прочитать наши материалы о том, как построить мансардную крышу своими руками, в том числе, 4-скатную и односкатную с мансардой.

Определение угла наклона

Помимо стандартных ветровых и снеговых нагрузок при определении уклона скатов учитывается:

Взаимосвязь между полезной площадью мансарды и уклоном скатов (а именно – ее сокращении при низком угле и наоборот). Этот же критерий учитывается при выборе высоты расположения мансардных окон (при наличии).

Число и форма скатов. Оптимальное значение уклона для двускатных мансардных конструкций составляет 45 °, ломаных – 60 у нижних, 30 – у верхних скатов. У четырехскатных конструкций рекомендуемый минимум составляет 40 °. При таком уклоне внутри остается достаточно места и на скатах не задерживаются осадки.

Особенности монтажа кровельного покрытия, а именно – требования к минимальному уклону и величину нахлеста листовых разновидностей для крыш с разным углом.

Уклон мансардной крыши также можно найти с помощью таблиц Брадиса и формулы:

• а – половины ширины фронтонной стены;
• b – выбранная высота конька.

Стропильная система и пропорции кровли

Данный этап начинается с определения высоты конька и «полезной зоны». При работе с ломаными конструкциями стоит ориентироваться на следующую схему и придерживаться уклонов в 30 и 60° для верхних и нижних скатов, соответственно:

Использование этих пропорций позволяет избежать проблемы громоздкости (особенно ощутимой при возведении вальмовых или ломанных крыш), повышать высоту потолков более 3,1 м и менее 2,5 не рекомендуется.

После выбора типа стропильной системы последовательно:

• Рассчитывается весовая нагрузка (общая и на 1 м²).
• Вычисляются основные геометрические параметры крыши (длина, ширина и площадь скатов, высота конька и других вертикальных опор, параметры свеса) и толщина утепляющей прослойки. Последняя обосновывается теплотехническим расчетом исходя из климатических условий в регионе и характеристик выбранного утеплителя.
• С помощью калькуляторов или вручную составляется ориентировочный эскиз каркаса крыши.
• Выбирается и проверяется на соответствие нагрузкам сечение мауэрлата, лежня, вертикальных опор, размеры, шаг и способ крепления рядовых и диагональных стропил.
• С учетом габаритов и веса крыши подбираются укрепляющие элементы (в случае мансардной кровли – по возможности размещаемым в углах и других «глухих» зонах).
• Составляется уточненный план крыши, учитываемый при расчете материалов и сметы.

Как определить площадь кровли?

Площадь рассчитывается в зависимости от типа кровли:

• В конструкциях с простыми прямоугольными скатами проблем не возникает, их площадь находится путем умножения длины на ширину, при условии учета размеров карнизного выступа.
• При расчете двускатных и ломаных крыш площадь каждого прямоугольного ската вычисляется отдельно и суммируется.
• При проектировании вальмовых и шатровых конструкций площадь треугольных или трапециевидных скатов находится по тригонометрическим формулам и также суммируется.

Важно: при расчете общей площади скатов обязательно учитывается потребность в продуваемом карнизом свесе.

Выбор сечения, толщины обрешетки

Этап начинается с выбора типа обрешетки: сплошной (выбираемой при малом уклоне скатом или низких самонесущих способностях кровельного покрытия) или разряженной (монтируемой на средние и крутые скаты, оптимальной при работе с жесткими листовыми материалами). Далее пошагово:

• Исходя из суммы нагрузок определяется сечение и толщина пиломатериалов обрешетки.
• Определяется положение первой планки или нижнего края листа.
• С учетом рекомендаций производителей кровельных покрытий, уклона кровли, шага стропил и норм СНиП выбирается оптимальный шаг обрешетки.
• Уточняется потребность в усилении отдельных участков (при наличии). Сплошной настил или двойная доска закладываются в верхней зоне скатов, под ендовами, лестницами или тяжелыми предметами.
• Вручную или с помощью программ рассчитывается ориентировочная схема укладки планок.
• Выполняется расчет пиломатериалов и крепежей, результат округляется в большую сторону и увеличивается на 5 % запас (от 10% — при сложной конфигурации мансардной крыши).

Как рассчитать кровельное покрытие?

Работы начинаются с уточнения параметров скатов (площади, способа обустройства карнизного свеса, отступа до желобов) и полезной площади кровельных покрытий. Последняя величина указывается производителем и существенно варьируется у листовых материалов.

В частности, она сокращается при малом уклоне скатов и наоборот (расход на нахлест при повышенных требованиях к герметичности возрастает на 20-30%). Сам расчет ведется по простой схеме:

• Площадь скатов делится на полезную площадь листа или мелкоштучного изделия.
• Найденная величина округляется в большую сторону и умножается на поправочный коэффициент – 1.1.
• С помощью калькуляторов или вручную составляется ориентировочная схема раскладки материалов и уточняется их количество.

Сервисы для вычисления необходимых параметров

Для упрощения и проверки расчета рекомендуется использовать:

• Профессиональные программы типа Архикад, 3D Max, КЗ-Коттедж или ArCon (последний подходит людям без опыта или строительного образования).
• Приложения Google SketchUp, Home Plan Pro, VisiCon и их аналоги.
• Строительные калькуляторы и онлайн-сервисы (stroy-calc.ru, stroysvoimirukami.ru, zhitov.ru, zamer-doma.ru).

Профессиональные программы и приложения позволяют создавать проекты в 3-D проекции и оценить ожидаемый вид мансарды. Потраченное на них время всегда окупается – обычные чертежи не дают полного представления о громоздкости и влиянии мансардной крыши на дизайн дома.

Строительные калькуляторы требуют точных исходных данных и чаще всего используются при проектировании силовых конструкций и пирога, выборе оптимального варианта и расчете материалов.

Видео-урок о том, как проектировать мансардную крышу в программе Archicad 16:

Заключение

В заключение стоит отметить, что приведенные правила расчета актуальны при возведении мансардной крыши с нуля, одновременно с другими частями дома или при полной замене конструкции. При необходимости переоборудования чердачного помещения в жилое к стропильному каркасу и пирогу выдвигаются другие требования.

Источник

Как установить стропильную систему двускатной крыши

Стропильная система — одна из завершающих стадий строительства дома. От того, насколько правильно она исполнена, зависит долговечность самого строения и комфортность проживания в нём. Простота исполнения позволяет выполнить работы самостоятельно при участии помощника.

Стропильные системы под мансарду

Сегодня наблюдается настоящий бум использования в загородном строительстве различных архитектурных элементов, которые в условиях промышленного строительства, казалось бы, навсегда ушли в прошлое. Речь идёт о таких устройствах, как эркеры, мансарды, мезонины и им подобных. Они позволяют значительно увеличить площадь полезного пространства и придают зданию оригинальный красивый вид.

Особой популярностью пользуются мансарды, позволяющие устроить в подкровельном пространстве полноценное жилое помещение. Для этого используются специальные стропильные системы, призванные обеспечить возможность создание такого помещения при условии достаточной прочности конструкции.

Устройство ломаной мансардной кровли позволяет получить полноценное жилое помещение на втором этаже

Виды стропильных систем

Основные типы стропильных систем для устройства мансарды представлены двумя вариантами:

• двускатная;
• ломаная стропильная система.

Фотогалерея: что такое мансарда

Однако на практике кровли загородного дома настолько разнообразны, что классифицировать их практически невозможно. В конструкции используются самые различные элементы:

• вальмовые скосы;
• скворечники;
• навесы;
• полувстроенные светопрозрачные конструкции (оранжереи);
• фонари и другие архитектурные решения в самых оригинальных и порой неожиданных сочетаниях.

Фотогалерея: проекты домов с двускатной крышей и мансардой

Элементы и узлы стропильной системы мансардной крыши

Очевидно, что наиболее прочной конструкцией является двускатная крыша. Но для получения достаточно просторного помещения при таком устройстве стропил нужно уменьшать угол между скатами, а это ведёт, к повышению ветровых нагрузок на кровлю. Разумный выход находится в создании полумансарды, когда от пола до потолка устанавливаются стойки на высоту 1,3–1,8 метра, а уже к ним крепятся стропила.Такое устройство требует установки низких ригелей, чтобы компенсировать распирающие нагрузки от стропильных ног на стойки.

Для увеличения полезного объёма мансарды ригели, образующие её потолок устанавливают максимально близко к коньковому узлу

Использование ломаной крыши позволяет упростить форму помещения мансарды и получить больший объём жилого пространства.

Возведение ломаной крыши позволяет получить мансарду гораздо больших размеров, чем устройство обычной двускатной кровли

Основными элементами стропильной системы являются:

1. Опорное основание — мауэрлат. Его назначение — распределение нагрузок от стропил на стену.
2. Стропило — балка, воспринимающую нагрузку от кровельного пирога.
3. Брус коньковый — предназначен для восприятия нагрузки от стропила в верхней части, часто применяется для крепления и позиционирования стропил.
4. Стойка, укосина, распорка. Дополнительные детали для усиления несущей способности стропил и компенсации изгибающей нагрузки на стропило от кровельного пирога.
5. Лежень — опора для стойки. Размещается на переводах.
6. Переводы — поперечные балки, формирующие основу для потолочного перекрытия.
7. Ригель — горизонтально устанавливаемая связь между противоположными стропилами, увеличивающая их несущую способность.
8. Внутренняя и наружная обрешётка. Набивается перпендикулярно стропилам.

В простой конструкции двускатной кровли некоторые элементы, например, ригели и затяжки, могут отсутствовать

При монтаже стропильной системы широко применяются дополнительные детали для усиления крепления элементов конструкции.

Применение современных крепёжных элементов позволить эффективно усилить конструкцию и значительно сократить время монтажа

Расчёт стропильной системы

Исходные данные для расчёта берутся из предварительно разработанного проекта. Для примера рассмотрим схему устройства кровли при наличии мансарды.

В проектном чертеже указываются размеры, места усановки и материал всех элемениов кровельной системы

Основным показателем, рассчитываемым в первую очередь, является шаг стропил в зависимости от планируемого финишного покрытия. Так, для установки керамической черепицы шаг стропил должен быть не более 60 сантиметров, а если планируется установить пластиковое покрытие или мягкую кровлю, этот показатель может быть увеличен до 120–150 сантиметров. Опять же, нужно учитывать характер нагрузок — сочетание воздействия ветра и снега — и установить оптимальный угол между скатами кровли.

Порядок расчёта количества стропил

Для примера рассмотрим устройство кровель для дома длиной 10 метров. Принимаем в первом приближении расстояние между стропильными ногами равным 80 сантиметрам. Тогда их понадобится: 1000 : 80 + 1 = 13,5. Поскольку число стропил должно быть целым, округляем результат до 13. В таком случае точное расстояние между ними составит 1000 : 13 = 769 (миллиметров). Это точное значение промежутка между осями стропильных ног.

При расчёте потребности в материалах нужно учитывать их раскраиваемость. В случае с материалами из древесины их длина может составлять 4 или 6 метров. В процессе проектирования нужно подбирать размеры деталей с учётом образования наименьшего количества обрези. Обрезки древесины хвойных пород непригодны даже на дрова для печей.

Материалы для стропильной конструкции

Традиционным материалом для стропил в России является древесина. Лучшим вариантом считается лиственница, однако, по цене и доступности её не всегда можно использовать. Поэтому применяются брусья из древесины хвойных пород. Размер сечения зависит от конструкции здания.

Всё большее распространение получают составные профилированные материалы из древесины. К таковым относятся:

Двутавры деревянные. Эти изделия интересны тем, что они изготавливаются в основном из отходов древесины. Опорные поверхности из многослойной водостойкой фанеры и стенка из ОСП. Такие конструкционные материалы имеют несущую способность не меньшую, чем цельный брус. Требования к антибактериальной противопожарной обработке гораздо мягче, материал уже прошёл все защитные обработки в процессе производства. При этом он не подвергается растрескиванию, а его механические свойства одинаковы во всех направлениях.

В индивидуальном строительстве всё чаще используются деревянные материалы, повторяющие по форме металлические

Швеллер из древесины по прочности превосходит брус, а весит меньше

Металлическая стропильная конструкция подвержена коррозии и требует регулярного ухода

Устройство стропильной системы двускатной крыши с мансардой

В основе стропильной системы с двускатной крыши лежит треугольник — наиболее жёсткая фигура.

1. Сразу после установки мауэрлата монтируются переводы и делается временный настил для удобства и безопасности при выполнении работ.
2. Устанавливаются стропильные фермы, в первую очередь — крайние, фронтонные. Они состоят из двух стропил, соединённых между собой верхней затяжкой. По ходу установки производится контроль совпадения очередной стропильной ноги с плоскостью уже установленных узлов. Для этого используется натянутый между фронтонными стойками строительный шнур. Производится временное крепление стропильных ног к мауэрлату.

Сначала устанавливаются крайние стропильные фермы со стороны фронтонов

После установки всех стропил производится их окончательное крепление в узлах стыка с мауэрлатом и коньком

Перечислены только основные элементы стропильной системы. Могут быть использованы и дополнительные детали для увеличения прочности конструкции.

Монтаж стропильной системы кровли с учётом формирования мансарды

Стропильная система двускатной крыши может формироваться двумя способами:

1. Сборка основной конструкции внизу с последующим подъёмом на перекрытие и установкой на мауэрлат.
2. Монтаж стропильных ног подетально непосредственно на месте установки.

Более производительным и удобным способом является первый вариант.

Сборка стропильных ферм внизу

Такая работа производится в следующем порядке:

1. Необходимо изготовить простейший стапель для сборки ферм. Единственное требование к нему — расположение опорных элементов стропил строго по горизонтали.
2. Детали первой фермы нужно выполнить по заранее подготовленным чертежам. Она представляет собой совокупность минимального набора основных деталей, обеспечивающих жёсткость конструкции.
3. Произвести сборку первой фермы, установить дополнительный крепёж.
4. Изготовление последующих ферм производится с использованием первой в качестве шаблона, детали изготавливаются по месту. Для точности и полного соответствия детали каждой последующей фермы нужно крепить к шаблону струбцинами. По готовности ферма убирается в сторону.

Все стропильные фермы изготавливаются по единому шаблону, которым является первая собранная конструкция

Видео: сборка стропильных ферм «на земле»

Установка стропильных элементов

Стропила, как основной несущий элемент скелета кровли, должны быть надёжно соединены между собой. Для этого придумано множество разных способов, в том числе специфических, предназначенных для отдельных видов строений. Особого отношения требует стропильная система деревянного дома. К мауэрлату балка крепится скользящим устройством, а коньковое соединение производится на шарнире. Это связано с постоянными сезонными подвижками сруба, которые необходимо компенсировать.

Фотогалерея: способы соединения стропильных ног

Установка опорных стоек и прогонов

Это ответственная операция, потому что на этом этапе формируется поверхность лицевой отделки стен и потолка мансарды. Поэтому порядок исполнения такой же, как при установке стропил:

Первыми устанавливаются стойки на фронтонах с упором нижней части на мауэрлат. Они формируют контур помещения мансарды. Стойки вырезаются из бруса: в нижней части под прямым углом, в верхней — под углом наклона стропильной ноги. Стойка устанавливается внутрь стропильной ноги и крепится металлическими пластинами к стропилу и мауэрлату. Они крепятся саморезами длиной 45–50 миллиметров.

Стойки крепятся к прогонам и мауэрлату при помощи металлических уголков

Для изготовления всех деталей стропильной системы используется брус одинаковых размеров, как правило, размером 50х150 или 40х150 миллиметров.

Видео: быстрый монтаж стропильной системы

Обрешётка

Это обязательный элемент стропильной системы. В случае когда в подкровельном пространстве формируется тёплое мансардное помещение, обрешётку делают дважды:

1. Наружная обрешётка выполняется для крепления финишного покрытия кровли. Кроме того, если каждая её доска крепится к стропилу двумя гвоздями, она служит скрепляющим элементом каркаса. Кроме того, под обрешёткой формируется утепляющий и влагозащитный пирог кровли.
2. Внутренняя обрешётка служит каркасом для утепления мансарды и установки чистовой отделки стен и потолков.

Кроме того, устанавливаются ещё и контробрешётки, при помощи которых организовывается вентиляционная система подкровельного пространства.

Контробрешётка кладётся параллельно стропильным ногам и обеспечивает зазор для внтиляции подкровельного пространства

Для обрешётки используется доска размерами 25х100 миллиметров обрезная или необрезная. Необрезную доску нужно предварительно ошкурить. Доску шире указанного размера применять не рекомендуется. При короблении она может деформировать финишное покрытие или повредить кровельный пирог.

Крепление досок обрешётки производится гвоздями длиной не менее 70 миллиметров и не менее двух штук на каждое пересечение. Такой способ увеличивает сопротивляемость конструкции ветровым нагрузкам.

Шаг обрешётки зависит от материала финишного покрытия — для керамической черепицы и мягкой кровли он должен быть минимальным (порядка пяти сантиметров), для металлочерепицы или профнастила допускается расстояние между досками до 70 сантиметров.

Правильно уложенный кровельный пирог обязательно содержит вентиляционный зазор между утеплителем и кровельным материалом, который помогает быстро отводить влагу

Видео: обрешётка стропильной системы

Отделка стропил

Стропильная система после монтажа всех элементов кровли становится практически недоступной для осмотра и обслуживания. Поэтому перед установкой каждой детали на место её нужно тщательно обработать защитными составами. На рынке стройматериалов достаточно специальных средств для защиты деревянных конструкций от поражения бактериями и гнилью, а также различных противопожарных пропиток.

Перед установкой деталей стропильной системы их нужно обработать специальными защитными составами

При этом нужно учитывать, что проведение защитных операций на готовой конструкции не всегда эффективно, поскольку необработанными остаются скрытые поверхности.

Любые средства защиты древесины сертифицируются государственными инстанциями, поэтому при покупке нужно требовать у продавца сертификат соответствия. Он выдаётся санитарными органами и пожарной инспекцией. В первую очередь гарантируется безопасность состава для человека и его соответствие объявленным качествам.

Какие из них выбрать, решает сам потребитель в зависимости от своих финансовых возможностей. В принципе, всегда можно нарваться на подделку, но выяснится это только после многолетней эксплуатации.

Пропитки могут наноситься широкой фальцевой кистью или валиком, но нередко используется и краскопульт.

Видео: монтаж стропильной системы двускатной крыши с мансардой

Надёжная кровля во многом определяет длительность жизненного цикла строения. Правильно устроенная кровля обеспечивает комфортность и стоимость проживания в доме. В условиях России, когда отопление необходимо большую часть года, правильно устроенная утеплённая кровля сохраняет до 30% тепла. А качественное утепление возможно только при качественной стропильной системе.

Источник