Выносные стропила мансардной крыши

Стропильные системы мансардной крыши

Стропильные системы мансардной крыши — тема очень интересная для всех, кто занимается ее обустройством. Обязательно необходимо изучить нюансы двускатной крыши с мансардой и другой разновидности кровель, ознакомиться с чертежами систем полумансардной крыши. Отдельная важная тема — монтаж стропил и их внутреннее устройство.

Особенности

Разумеется, стропильная система мансардной крыши заметно отличается от опорных конструкций на кровлях другого типа. Обустройство мансарды преследует цель расширить возможности и открыть больше пространства внутри. Чаще всего крыша над ней ассоциируется с 5-угольным сооружением, имеющим пару скатов. Опираться все это может:

на бетонные стены;

на кирпичную кладку.

Обычное устройство мансардной кровли, в том числе и для импровизированного верхнего этажа каркасного дома, подразумевает разновеликий уклон по скатам. Снизу конструкция круче, чем наверху. Такая специфика обуславливает появление выпуклого излома, почему и говорят о «ломаной» крыше. Стоит отметить, что такой технический термин не должен вводить в заблуждение.

Довольно часто обнаруживается, что визуально определить эти две части и разницу между ними невозможно.

Обзор видов

Наслонные

Такой тип стропил под двускатной крышей с мансардой применяется, если внутри находятся несущие стены. Пользуются им и в том случае, если есть промежуточные опоры. Важным преимуществом этой схемы является ее значительный срок службы. При обычной эксплуатации как бы автоматически происходит проветривание насквозь. В результате вероятность гниения сводится к минимуму.

Наслонный тип стропил строители ценят и за легкость работы. Обустроить такую сборку можно довольно быстро. Единичные части конструкции по периметру удерживаются на противоположных стенах. При двускатной кровле оборудуют пару наклоненных ног. Их верхушки поддерживаются прогоном; сам этот прогон стабилизируется за счет стоек.

Но подобное решение создает проблемы, когда приходится увеличивать протяженность пролета. В этом случае ноги стропил могут прогибаться или даже выворачиваться под растущими нагрузками. Избежать столь неприятного развития событий позволяет применение стоек и подкосов. Такие упоры (при условии грамотного расчета) работают весьма эффективно.

Ими пользуются также для стыковки стропил из ряда досок, чтобы повысить механическую крепость.

Безраспорная подгруппа делается с таким расчетом, что стропильная нога принимает только изгибающую нагрузку. Распорное усилие по горизонтали на стену не передается. Часто на нижний участок «ноги» присоединяют опорный брус, либо за счет запила обеспечивают упор на мауэрлат. Верхушка стропильного элемента запиливается со скосом, угол которого предотвращает боковой контакт с прогоном и образование сопротивления изгибу. Это важно потому, что хотя по краю момент изгиба почти равен нулю, подрезать там элемент допустимо очень ограниченно.

Величина зоны опирания ограничена общей высотой сечения. Если подрезать стропило сверху нельзя (а тому бывают различные причины), придется наращивать его при помощи стропильного обрезка. Расположенная сверху врубка должна иметь как можно более горизонтальную поверхность. В противном случае система будет относиться уже к распорной категории, и тогда придется переделывать все расчеты и подходы. Говорить о надежности прежних схем не приходится.

Чаще всего, однако, наслонные стропила выполняют иначе. Их крепят с помощью ползунов. Верхушку фиксируют, используя гвоздевой бой. В некоторых случаях пользуются болтовым соединением. Альтернатива — упирание стропил друг в друга и стыковка при помощи зубчатых стропил из металла либо дерева.

В некоторых случаях прибегают к жесткому защемлению конькового узла. Верхушку фиксируют крепко. Низовую часть подпирают ползуном. Но жесткий коньковый блок означает очень мощный момент изгиба и уменьшает прогиб. Такое решение гарантирует определенный запас прочности и несущей способности.

Распорная подгруппа наслонных стропил отличается тем, что опоры имеют не 2 степени свободы, а только 1. Верхушки стропильных ног накрепко упираются с использованием болтов и гвоздей. Это позволяет сформировать шарнирную опору. Распорный комплекс отличается статической устойчивостью к разнообразным нагрузкам. Мауэрлат полагается жестко устанавливать на стене; дополнительно применяют подкосы, стойки, балки консолей — такое решение оптимально для деревянных построек.

Висячие

Такие стропильные системы всегда базируются строго на опорных стенах. Ножки подвергают нагрузке в двух направлениях. Существенные механические силы компенсируются за счет продуманных затяжек. Эти затяжные элементы связывают ноги между собой. Затяжки делаются из металла либо дерева; их размещают на определенной высоте, и чем больше она, тем крепче должно быть общее соединение.

Висячая схема подразумевает размещение под уклоном. Она обеспечивает только передачу вертикальных нагрузок. Даже небольшое отклонение от вертикальности грозит появлением серьезных проблем. Очень важно использование растяжки в основании кровли. Такие растяжки делают из бруса; допускается применение как цельных, так и сборных конструкций.

Двойная растяжка соединяется:

Стропильные ноги висячих сборок делают на основе бревна и бруса. В некоторых случаях применяют обрезную доску. Их обязательно защищают от грибковых воздействий и возгорания. Висячие стропила находят применение:

в жилом строительстве;

на складских объектах;

в индустриальном строительстве.

Комбинированные

Речь идет, как несложно догадаться, о сочетании наслонных и висячих деталей. Преимущество подобного решения — увеличение свободы при обустройстве опор и внутреннего пространства. Максимально ценно это обстоятельство при организации зала с усиленным освещением. Фермы базируются на специальных стенах или колоннах. Дистанция между фермами составляет от 5 до 6 м.

Расположенные в верхней зоне стропильные пояса становятся точкой опоры для прогонов. Особо оговаривается, что на 1 скат должно приходиться хотя бы 2 прогона. А вот обустройство верхнего прогона остается на усмотрение строителей. К сведению: при использовании металлопроката в качестве прогонных частей можно расширить допустимое расстояние до 8-10 м.

Похожий эффект, хотя и менее надежный, может наблюдаться при использовании конструкций из клееного бруса.

Свои особенности имеет обустройство стропил в ломаной полумансардной крыше. В ней обычно применяют безраспорные наслонные конструкции. Максимальное внимание уделяется тому, как это все снизу присоединяется к мауэрлату. Под четырехскатной крышей с окнами, если нет опоры по центру, допустим наслонный вариант. Его могут выполнить даже непрофессионалы. В более сложных случаях можно прибегать к шатровой модификации.

Расчеты и чертежи

Вот так примерно выглядит стропильный комплекс мансарды с размерами пролета свыше 8 м. Более подробно представить основные расстояния и углы помогает следующая схема. Количество опорных элементов зависит от размеров кровельной сборки. Но в большинстве случаев оно варьируется от 70 до 120 м. Полный расчет включает всегда:

определение стабильных и меняющихся нагрузок;

установление оптимального наклона ската;

учет периодических нагрузок (снеговых, дождевых);

ввод поправочных коэффициентов;

анализ климатических параметров местности.

Монтаж стропил

Однако изучить строение конструкции стропил, и произвести грамотные расчеты — только половина дела. Самую качественную подготовку может обесценить бестолковая реализация, и для кровли такое обстоятельство едва ли не важнее, чем для иных строительных сфер. Вот почему так важно уметь своими руками пошагово выполнить все работы.

Бруски непременно выходят за контур наружной стены. Это требование позволяет повысить доступную полезную площадь.

Опираться нижняя балка должна на перекрытие; опирание на мауэрлат запрещено. Подкосные блоки по такой схеме располагаются под краями треугольных боковин. Не надо думать, что их обустройство усложнит работу. Ведь зато вполне можно отказаться от мауэрлата (правда, без бетонного слоя, куда будут анкерами примонтировать балки, обойтись все равно не выйдет). Карнизная ширина для деревянного жилища составляет минимум 0,5 м, для построек из натурального и искусственного камня — минимум 0,4 м; такие сведения позволяют правильно поставить при сборке все части и сразу же оценить готовый результат.

Сам вынос стропил производится крайне четко:

первым шагом оказывается крепление наружных балок, диаметр которых минимум 15х20 см;

затем придется протянуть шнур, связывающий крайние балки, и дополнить недостающие балочные элементы в промежутке (шаг отличается для теплых и необогреваемых помещений, высчитывается отдельно);

далее вырубают гнезда под крайние опоры, промеряя тщательно расстояние;

готовят эти опоры;

фиксируют временные распорки.

Когда они готовы, нужно сделать выверку точек под опоры — в этом поможет отвес. Если все правильно, в серединах фронтов ставят пару опорных блоков. Они подпирают прогоны. Связывают далее сами опорные конструкции между собой и с прогонными узлами. В центрах балок помечают, где будет производиться крепление опор и конькового блока. Установку дощатых стоек производят на строго одинаковых расстояниях.

Размер стоечных частей и перекрывающих балок должен быть идентичен. Предварительные соединения делаются с помощью гвоздей. Но собрать стропила при окончательной установке придется с использованием уголков. Начальную пару стоек фиксируют затяжными брусками. Уже только затем идет крепление отдельных стропил.

​​​​​​Ставят их на мауэрлаты либо на перекрывающие балки. Выбор того или иного варианта определяется планом строительства. Что немаловажно, коньковые стропила можно связать с помощью шайб и болтов либо за счет накладок из металла. Подкосы присоединяют к центрам боковых стропил, стоек и бабок, устанавливаемых в середине затяжки.

Так работают последовательно по всем фермам. Затем их связывают при помощи прогонов. Дистанция между фермами должна составлять 0,6-1 м. Чтобы повысить прочность сборки, дополнительно применяют усиление скобами. Потом уже можно переходить к обрешетке и другим значимым элементам.

О том, как сделать стропильную систему мансардной крыши, смотрите в следующем видео

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