полумансардные крыши частных домов
Стропильная система полумансардной крыши: как правильно установить
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:
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.
Что представляет собой полумансардная кровля
Мансардные крыши давно получили огромную популярность в нашей стране, а вот о существовании полумансардных знают далеко не все. С одной стороны, они имеют еще более простую конструкцию, чем мансардные, но с другой — их стропильная система имеет много нюансов, не зная которые, можно испортить строение. Поэтому хочу поделиться с вами технологией устройства полумансардных крыш.
Полумансарда является компромиссом между полноценным этажом и мансардой
Что представляет собой полумансардная кровля
В отличие от обычной мансарды, полумансардный этаж образован не только скатами крыши, но и стенами здания. Т.е. стены возводятся выше перекрытия между мансардным и нижним этажом, но ниже потолка мансардного этажа. Это позволяет отказаться от ломаных стропил.
Другими словами, конструкция представляет собой обычную двускатную кровлю. Однако здесь имеется один нюанс — стены, которые возведены выше перекрытия, не стянуты балками или плитой. Поэтому они не терпят распорной нагрузки, которая возникает при укладке висячих стропил.
Наслонные стропильные системы не позволяют использовать полумансарду в качестве жилого этажа
В то же время использование наслонных стропил, позволяющих избежать таких нагрузок, не допускается, так как в этом случае пострадает пространство полумансардного этажа.
Устранить распор на стены позволяет прогиб стропил, однако в таком случае стропильные ноги должны смещаться относительно мауэрлата или конькового прогона.
Существует несколько способов устройства стропильной системы, отвечающей всем этим требованиям. Далее я хочу ознакомить вас с наиболее современной системой, позволяющей свести распорные нагрузки к минимуму.
Технология устройства кровли
Процесс устройства стропильной системы разделим на три этапа:
Далее пошагово рассмотрим устройство от начала и до конца.
Подготовка материалов
Чтобы обеспечить большой изгибающий момент стропильной системы, для ее устройства понадобятся следующие материалы:
После подготовки материалов можно приступать к работе.
Подготовка конструкции к установке стропил
Подготовка конструкции своими руками к установке стропил осуществляется следующим образом:
Такая мера предотвратит проникновение влаги из стен в деревянную конструкцию
Монтаж мауэралата:
Установка конькового прогона. Процесс монтажа балки зависит от типа фронтона:
Теперь конструкция готова к укладке стропильных ног.
На схеме — устройство безраспорной стропильной системы
Монтаж стропильных ног
Теперь можно приступать к самой ответственной части работы — монтажу стропильных ног. Эта операция осуществляется так:
Монтаж верхнего узла. Устройство конькового узла осуществляется в такой последовательности:
Монтаж нижнего узла: Нижняя часть стропильной ноги крепится к мауэрлату следующим образом:
Надо сказать, что верхнюю часть стропил иногда крепят жестко. Для этого между стропильными ногами над коньковым прогоном и под ним устанавливают затяжки, обеспечивающие жесткое защемление балки.
На схеме — жесткое крепление стропил в верхнем узле
Подобный монтаж рекомендуется выполнять в регионах с повышенным уровнем выпадения осадков, т.е. когда снеговая нагрузка на кровлю высокая.
Существует также вариант системы, при которой нижняя часть стропил фиксируется жестко, а верхняя свободно перемещается поперек оси конькового прогона. Но, в этом случае коньковый узел получается нестабильным, что имеет свои минусы. Поэтому выше мы рассмотрели самый оптимальный вариант безраспорной конструкции стропильной системы.
После монтажа конструкции нужно выполнить гидроизоляцию, набить обрешетку и уложить кровельное покрытие. Эта работа осуществляется так же, как и при монтаже любой кровли.
Полумансардная крыша стропильная система
Стропильная система полумансардной крыши: как правильно установить
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:
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.
[content-egg module=GdeSlon template=compare]
Мансарды — жизнь под крышей
Полумансарда – это изначально жилой этаж, который совмещен с крышей. Полумансарда архитектурно выразительна, имеет свои особенности, а также она может быть использована как полноценное помещение. Наружные торцовые стены имеют высоту не менее полутора метра, также они являются несущими. По сути, боковые стены данного помещения образованы вертикально расположенной строительной конструктивной системой, а также скатом крыши.
Преимущества и недостатки полумансарды
Возведение мансардного или полумансардного этажа значительно сэкономит денежные затраты, в отличие от возведения полноценного этажа.
К преимуществам полумансардного этажа можно отнести несколько факторов. Существует возможность применения вертикального, то есть торцового полноценного остекления, без применения мансардных окон, которые являются довольно дорогим удовольствием. Также получается использовать пространство данного этажа более рационально, чем в мансардном этаже.
Типичный дом с полумансардой вместо второго этажа
Главным недостатком мансардных и полумансардных этажей является большая теплопотеря через кровельное покрытие. Но этот изъян легко устранить, проведя тщательную работу по устройству теплоизоляции, соблюдая все этапы и используя качественные и проверенные материалы.
Полумансардный этаж также будет стоить дороже, чем устройство мансардного этажа, но дешевле, чем устройство полноценного этажа.
Стропильная система полумансардной кровли
При проектировании каркасной конструкции необходимо учесть будущий наклон кровли. Архитектурные особенности данного строения позволяют сделать высокую крышу, чтобы гармонировать с общим видом всего задания. Также проектируя крышу важно учесть все нагрузки. Она должна выдержать снег, дождь, ветер. При проектировании крыши очень тщательно разрабатывают будущую стропильную систему.
Данная система будет безраспорной, важно, чтобы стропильная нога производила работу на изгиб, не передавая нагрузку на стены. Одна из опор будет закрепленной, но с возможностью вращения, а вторая опора будет подвижной и свободно вращающейся. Важно помнить об устройстве мауэрлата и монтировке конькового прогона, опирающегося на стойки.
Общий вид стропильной системы полумансарды с изгибом кровли
Монтировать безраспорную конструкцию можно по-разному. Опорным брусом подшивается нижняя часть стропила, в этом брусе делается специальный паз для упора в мауэрлат. А в горизонтальной части стропильной ноги делают запил со скосом для опирания на брус.
Этот скос позволит избежать распора, что даст возможность работать стропилу на изгиб. Закрепление происходит при помощи гвоздей, уголков или скоб. На коньковый прогон укладывают верхние концы стропильных ног, и крепят по принципу скользящей опоры. Этот принцип позволяет конструкции при деформациях и изменениях двигаться в определенных, заданных границах.
Также можно использовать более распространенный вариант. Стропила укладывают друг в друга либо в прогон, связывая их между собой зубчатыми пластинами из металла. Верхние части стропил закрепляют болтом. В боковую часть вбивают по гвоздю под определенным углом.
Более подробная схема полумансардной стропильной системы
Также укрепление делают при помощи металлических пластин или уголков из стали, которые фиксируют стропильную ногу с двух сторон. Не стоит жестко крепить всю конструкцию, иначе вы лишите ее необходимого движения, и из-за этого распорная нагрузка перестанет передаваться на мауэрлат.
Особенности конструкции, и ее прочность
Стропильная конструкция требует скольжения и определенной свободы, иначе вся ее работа будет неверной. Обычно стропильные ноги крепят одним концом принципом скользящей опоры, а вторым на шарнирное соединение. Данный крепеж является самым правильным и эффективным, так как полностью поддерживает всю конструкцию в правильном состоянии, позволяет ей работать верно.
Коньковый прогон необходимо жестко упирать во фронтоны, чтобы предотвратить смещение конструкции из-за неравномерного распределения сил, одних вертикальных стоек для этого будет недостаточно.
Для придания устойчивости всей системе, низ стоек, которые поддерживают прогон, жестко защемляют путем врубки в лежень, а также крепят к перекрытиям. Монтируют также горизонтальную схватку, закрепляя ее гвоздями к стойкам. Данная схватка является предаварийным элементом для всей конструктивной системы и может спасти ситуацию, если нагрузка на кровлю окажется слишком большой и произойдет деформация.
[content-egg module=GdeSlon template=compare]
Как сделать полумансардную крышу своими руками
Существует разные варианты для решения внешнего вида крыши. Достаточно выразительно и эстетично смотрится полумансардная крыша. Правда, для выполнения стропильной системы такой конструкции необходим особый подход при проектировании. Тем не менее, сделать полумансардную крышу можно своими руками.
Преимущества и недостатки полумансарды перед мансардой
Потребность в увеличении жилой площади — вопрос довольно актуальный в строительстве. Это можно сделать, пристроив дополнительные помещения к первому этажу, но более рациональным решением станет устройство второго этажа. При этом каждый понимает, что возведение полноценного этажа потребует больших дополнительных затрат на материал и строительные работы. А такое решение, как мансардный этаж, станет золотой серединой в решении этого вопроса, потому как стены и крыша для неё — это скаты кровли. Отличие полумансарды в том, что дополнительный этаж обустраивается как помещение, которое образуется с помощью вертикальной строительной конструкции и скатов кровли. Несущими выступают боковые стены.
Преимущество полумансарды связано с рациональным использованием пространства внутри. При такой конструкции можно осуществить вертикальное остекление.
Для комфортной эксплуатации мансардного этажа, нельзя забывать про утепление крыши, потому как кровельная конструкция дома способна иметь высокие теплопотери. Утепление полумансарды произвести проще, так как её стены возводят из основного материала, применяемого для дома.
Надо учитывать, что по стоимости полумансарда обойдётся дороже. К тому же, могут возникнуть сложности при устройстве системы стропил. Важно знать особенности возведения такой крыши.
Проектирование полумансардной крыши
Чтобы правильно создать каркас крыши для полумансарды, лучше начать с разработки проекта. На этом этапе определяются с углом наклона кровли и высотой. Для того чтобы сохранить эстетически правильные пропорции здания, нужно делать кровлю не слишком высокой. По количеству скатов полумансардные кровли делают одно- или двухскатными. Необходимо рассчитать нагрузки, которые будут воздействовать на крышу. Это позволит обеспечить комфортную эксплуатацию и исключит образование повреждений.
Чтобы предотвратить передачу распорной нагрузки на стены полумансарды, систему стропил для неё делают безраспорной. Применяют её при монтаже на стены из блочных материалов.
В разработанном проекте должна содержаться схема стропильной системы. На ней располагаются конструктивные элементы и обозначают способы их крепления. Стропила не должны передавать распор на стены, поэтому каркас имеет наслонные стропила. А крепление стропильных ног осуществляется интересным методом, обеспечивая определённую степень свободы.
При организации наслонных стропил, укладывается мауэрлат и монтируется коньковый прогон, опираемый на фронтоны. Можно использовать вертикальные стойки.
Для обеспечения работы стропила на изгиб (а именно этот метод не позволяет давать распор на стены), одну его опору закрепляют таким образом, чтобы она могла свободно вращаться. А вторую опору делают подвижной. Она тоже должна свободно вращаться.
Монтаж стропил для полумансардной крыши можно осуществить тремя способами.
Способ первый
Нижнюю часть стропила подшивают с помощью опорного бруска. Можно также сделать врубку зубом, опирая на мауэрлат. Верхнюю же её часть делают с горизонтальным запилом со скосом, глубиной, определяемой по формуле: a=025h, где h — параметр высоты сечения стропильной ноги.
Площадка, предназначенная для упора в длину, не должна превышать параметра h. Распорную нагрузку, образующуюся при работе стропильной ноги на изгиб, можно избежать с помощью скоса подрезки. Не имеющий скоса запил опирается на прогон боковой щекой. При этом параметр длины скошенного запила должен быть не менее двух a.
Первый способ монтажа
В случае, если верхняя подрезка стропила не представляется возможной, необходимо произвести его подшивку с помощью обрезка доски с сечением, аналогичным сечению стропила. Следующий этап — закрепление с двух сторон с помощью прибоин из дерева или монтажных пластин из металла. Эту подшивку или запил выполняют горизонтально. Далее верхние концы стропильных ног свободно укладывают на коньковый брус. Если крыша двухскатная, то крепление к прогону осуществляют, используя принцип скользящей опоры. Скреплять стропила между собой в этом случае не нужно. Этот вариант крыши, имеющей два ската, можно представить как комплекс, состоящий из двух односкатных конструкций, которые примыкают друг к другу.
При установке стропильных ног нельзя изменять схему их упора на прогон. Иначе это приведёт к образованию распорных нагрузок.
При устройстве крыши, имеющей два ската, чаще всего используют этот способ. Он подразумевает выполнение нижней части стропила на ползуне. Верх стропильной ноги при этом закрепляют с помощью болтов или гвоздей. Стропильные ноги упирают в прогон или между собой. Связывание их проводят деревянными прибоинами или зубчатыми металлическими пластинами.
Второй способ монтажа
Важно правильно закрепить нижнюю часть стропильной ноги к мауэрлату. Чтобы обеспечить их проектное положение, при креплении по обе стороны боковых поверхностей вбивают под углом гвозди. Можно использовать вариант, где сверху вбивается один длинный гвоздь или устанавливается гибкая пластина из стали. Можно заменить их на уголки из стали, но для этого варианта необходимо зафиксировать стропильную ногу уголками с обеих сторон. Гвозди при этом не вбивают. Чтобы обеспечить защиту от ветрового опрокидывания крыши, используют дополнительное крепление элементов стропильной конструкции с помощью гибких проволочных скруток. Такое крепление не будет препятствовать основной работе в качестве ползуна.
Нужно исключить применение жёсткого крепления, в котором используется много гвоздей и саморезов, чтобы предотвратить образование распорной нагрузки на мауэрлат, которую будет передавать нижняя часть стропильной ноги.
Его отличие от предыдущих в том, что происходит жёсткое крепление конькового узла. Но он схож со вторым тем, что при креплении нижней части стропильной ноги используют ползунок.
Это конструкция плоха тем, что может спровоцировать разрушение узла конька, вызывая в нем сильный изгибающий момент. Но за пределами конька прогиб стропил минимальный. Здесь необходимо рассчитывать максимальный изгибающий момент конькового узла. Но так как самостоятельный такой расчёт может вызвать сложности, рекомендуют использовать формулы, предназначенные для расчёта балок, имеющих две опоры (однопролётные). Можно добиться определённого запаса прочности при устройстве узлового соединения, имеющего жёсткое защемление стропил в верхней части.
Скользящие стропила
Особенности безраспорной стропильной системы
При креплении стропил по трём вышеописанным способам предусматривают подобные принципы. Необходимо обеспечить скользящую опору для одного конца стропильной ноги, которая может дать возможность совершения поворота. При этом для другого конца выбирают крепление на шарнирах, которое способно делать этот поворот.
Можно заменить современные способы крепления на традиционные. То есть вместо пластин, используемых для фиксирования стропил на ползунах и шарнирах, применяют скобы, гвоздевые бои, образки досок и брусков. Основное правило при выборе любого крепежа — обеспечить скольжение стропила в месте упора.
При разработке проекта используют расчётную схему. Она основывается на том, чтобы обеспечить равномерный допуск распределённой нагрузки на крышу. Условие правильного расчёта — это когда обеспечивается воздействие одинаковой силы на все точки плоскостей ската. Но это только теория. На практике обеспечить выполнение этого условия не представляется возможным, потому что на крышу действуют ветровые и снеговые нагрузки, которые не могут быть распределены равномерно по всем скатам крыши.
Чтобы обеспечить грамотную работу стропильной системы по всем трём способам, необходимо создать условие жёсткого крепления конькового прогона.
Возведение полумансардной крыши
Для обеспечения жёсткой фиксации концы конькового прогона вводят во фронтоны полумансарды. Это предупреждает образование горизонтального смещения. При опоре прогона лишь на стойки может образоваться смещение крыши из-за неравномерной нагрузки на скаты. Это произойдет при условии снижения нагрузки на одном скате относительно расчётной.
Для того чтобы повысить жёсткость системы стропил, используют горизонтальную схватку. Она осуществляется с помощью гвоздевого крепления к стойкам, которые будет поддерживать коньковый прогон. Схватки, как правило, монтируют на высоте 2 метров (отсчёт идет от пола полумансарды). Это позволит исключить возможность образования помехи при движении жильцов. Для второго и третьего способа используют ползун, предполагающий вынос стропила за край стены.
Для повышения устойчивости безраспорной системы, имеющей наслонные стропила, рекомендуется осуществлять жёсткое крепление низа стоек, которые поддерживают прогон. Это можно сделать за счёт врубки в лежень, закрепив их к перекрытиям. Это предотвратит образование шарнирного узла при упоре нижнего конца стойки в конструкцию, имеющую жёсткое защемление.
[content-egg module=GdeSlon template=compare]
Строительство домов
В современном частном строительстве стропильная система мансардной крыши дает возможность увеличения жилого пространства и создания дополнительного полу-этажа. Такая конструкция отличается многообразием вариантов конструкций, их надежностью и многофункциональностью. Она удобна для монтажа мансардных и слуховых окон и выхода на небольшой балкон на крыше. Подобное конструктивное завершение постройки дает возможность организации дополнительной жилой площади вместо обычного чердака. Мансардный уровень формируется благодаря специфической стропильной системе и большим углом наклона.
Какой тип мансардного помещения выбрать?
Впервые обживать чердаки стали в Европе после Второй Мировой войны, когда полноценного жилья на всех не хватало. Однако в наше время мансарда, как элитное жилье под крышей, стало очень модным. Строительством мансардных крыш занялись и в дачном секторе, и в загородных коттеджах, и в уже неновых домах, чтобы добавить полезной площади.
Сегодня монтаж стропильной системы мансардной крыши стал намного проще и доступнее, благодаря предложению новейших разработок и доступности стройматериалов. Качественные утеплители и новые способы герметизации мансардной крыши превратили обычный чердак в уютное помещение. Эта дало возможность жилое помещение под кровлей холода защитить от холода и негативных погодных факторов. Да и стропильная система мансардной крыши позволяет варьировать конфигурацию, величину и форму подкровельного пространства. Варианты постройки мансарды:
Стропильная система мансардной крыши – фото:
Боковые стены мансарды внутри имеют разную форму стен:
От угла скоса зависит общий объем чердачного пространства, которое обеспечивает четырехгранная (вальмовая) или двухскатная кровля. При грамотной облицовке внутреннего помещения и продуманного дизайна комната может быть эстетичной и полноценной для жилья, даже с сильно наклонными стенами.
Когда подкровельное пространство должно быть оформлено под жилье, важно:
Совет архитектора: Жилое помещение внутри мансарды планируется удобным для перемещения и комфортным для жизнеобеспечения. Поэтому размеры комнаты должны быть не менее 3 м в ширину, а над головой должно быть достаточно места, чтобы свободно перемещаться поднятыми руками.
Очень важен предварительный расчет стропильной системы мансардной крыши. Все моменты должны быть продуманы заранее, входя в предварительный проект мансарды. Иногда требуется заменить крышу, и решение достроить мансарду приходит в процессе выбора конфигурации крыши.
Внимание: Постройка конструкции мансардных крыш стропильной системы должна проводиться с учетом того, что она создаст дополнительную нагрузку на фундамент и стены, что вредно для не нового дома. И хотя это не разрушит основное строение, но может дать дополнительную усадку.
От идеи обустройства дополнительного жилого этажа не поздно отказаться, если строение ветхое, а грунт не подходит для многоэтажной застройки. Грамотно произвести расчет суммарной нагрузки могут только специалисты строительной организации или архитектор, он же подскажет и оптимальную конфигурацию (геометрию) мансардного помещения, чтобы не испортить внешний облик дома. Угол наклона у нового строения определяется еще на этапе проектирования. Он зависит от таких факторов:
Стропильная система мансардной крыши – чертежи
Мансардное помещение невозможно планировать без специальных окон. Их местоположение важно продумать еще на этапе проектирования, то есть до монтажа стропильной системы. От грамотной закладки оконных проемов, влияющих на шаг между опорами, в конечном итоге, будет зависеть не только облик дома, но и надежность всей конструкции. Необходимо продумать и способ крепления рамы мансардных окон, а их высота продиктована удобством обслуживания внутри помещения мансарды.
С чего начать возведение стропильной системы мансарды:
Стропильный каркас – это основа или скелет мансарды. И если вас интересует, как сделать стропильную систему мансардной крыши, стоит начать с изучения уже существующего опыта, чтобы ничего не изобретать и не допускать никаких досадных промахов. Если стропильная «шапка» установлена и смонтирована верно, то обшить ее снаружи и изнутри уже не составит труда.
Стропильная система мансардной крыши своими руками собирается по порядку:
Совет: При возведении мансарды вся древесина должна сухой и выдержанной, обработанной специальным антисептиком или противогрибковым аэрозолем. Бревна и сухой брус должен быть с влажностью порядка 18-20%, не более.
Рассмотрим следующий этап работ – схема стропильной системы мансардной крыши. Основа конструкции:
Как сделать мансардную крышу для небольшой дачи?
Все работы по возведению стропильной системы двускатной мансардной крыши можно сделать с небольшой бригадой подручных рабочих.
При желании соорудить холодную летнюю мансарду над небольшой дачей не сложно, важно продумать, как можно будет добираться в верхнее помещение:
На подготовленный периметр дачного дома подойдут легкие доски, брус и бревна небольшого диаметра. Однако целостность и надежность облегченной конструкции мансардного помещения будет зависеть от надежности узлов соединения стропильной системы с балками перекрытия. Можно использовать обвязку, саморезы, гвоздили, болты и пр.
Стойки укладываются по порядку с опорой на балки основания и перекрытия, далее к ним крепятся стропильные ноги первого уровня скатов. Основные узлы мансардной стропильной системы скрепляют либо строительными скобами, либо обвязкой из закаленной проволоки. Иногда требуется дополнительно соединение с усилением скобами или проволокой.
Верхняя балка мансардного перекрытия крепится к этим опорам – это коньковая стойка, которая «собирает» стропила под верхней скат. Далее закрепляются стропильные ноги для верхнего уровня скатов, после чего связываются стропильных ног с основными балками перекрытия.
Когда основа готова, обвязками и обрешеткой, для дополнительной надежности, скрепляются все опоры, чтобы стропильная система была прочной и удобной под укладку утеплителя, гидроизоляции и кровельного материала. Простейшую конструкцию дачной мансарды застилают гидроизоляцией и перекрывают шифером. И не забудьте о системе отвода осадков.
Мансарда из наслонных стропил делается примерно таким же способом, но верхи усиливают более толстым брусом – для достаточной прочности конструкции. Такая система функционально заменит опорную балку верхних скатов. Они станут опорным каркасом крыши мансардного типа и основанием для облицовки стен и потолка внутри помещения – фото:
Нижний уровень имеет варианты крепления опоры по верхним точкам стропил – на боковой прогон стоек, на фронтоны, или только на стойки, то есть без монтажа боковых прогонов. А нижние точки стропил обоих нижних скатов должны опираться на балки перекрытий, и желательно без врезки.
Под кровлю из тяжелых штучных материалов потребуется сократить интервал между стропилами, а также добавляют обрешетку их поперечных балки. Эта схемы нередко применяются для возведения мансардных крыш сложной конфигурации.
Стропильную мансарду важно строить, зная некоторые конструктивные особенности. Поэтому специалисты рекомендуют усвоить несколько уроков – как правильно сделать стропильную систему мансардной крыши. Начинаем с мауэрлата.
1. Мауэрлат – то снование по периметру дома, на которое крепится вся стропильная система. Поэтому от надежности крепления нижних балок к этому периметру будут зависеть, в прямом смысле, «не сорвет ли крышу» из-за неблагоприятных погодно-климатических явлений. Качественный мауэрлат не даст кровле мансарды оторваться при смерче или опрокинуться во время мощных ураганных ветров. Надежное крепление стропильной конструкции к периметру строения равномерно распределяет нагрузку кровли на стены и фундамент дома.
2. Доски и брус лучше выбирать крепкие, не сучковатые, толщиной от 40мм. Под мауэрлат лучше использовать сухую обработанную древесину, оптимально – брус сечением 150х100мм. После подготовки периметра стен под укладку стропил брус или доску обязательно укладывают горизонтально, выверяя уровнем по всему периметру стен.
3. На венцы стен или столбцы строения каркасного типа или кирпичную кладку обязательно укладывается слой гидроизоляцию рекомендуемого по типу стройматериалов. Это необходимо, чтобы влажность стен и основания стропильной системы не переходила на них. Для гидроизоляции подойдет битум, толь или рубероид, другие современные гидроизоляционные материалы.
4. Балку у основания крепим к стенам болтами или скобами, дополнительно крепление можно усилить обвязкой из проволоки. Шпильки для мауэрлата монтируются в стену еще во время кладки. Противогрибковым средством обрабатывают балку мауэрлата, чтобы она не была подвержена разрушению.
5. Когда все готово для монтажа стропильных ног, важно сделать разметку основания, куда они будут крепиться. Готовые стропильные ноги можно заказать в мастерской и потом самостоятельно собрать, чем тратить много времени на их изготовление. Для удобства из можно разложить с тех сторон дому, где они будут укладываться по периметру мансарды.
6. Проверьте стойки на расшатывание и их сдвиг по вертикали. Если это есть, то не думайте, что проблема уйдет с монтажом кровельных материалов. Дополнительная тяжесть конструкции только усилит ее шаткость. Поэтому все огрехи следует исключить еще на этом этапе – сделайте усиление крепления раскосами и стяжками.
7. Специалисты рекомендуют соблюдать равный интервал (шаг) между стропилами – порядка 80-120 см. Проще всего между крайними стропилами натянуть шпагат, чтобы использовать его в качестве разметки и уровня остальных стропильных балок. Стойки делают не только в одной горизонтальной плоскости, но и выставлены точно по вертикали – проверяйте отвес.
8. Вертикальные стойки – это хорошая основа для будущих стен жилого помещения мансарды, поэтому они должны быть идеально ровными. Внутри будет обшивка из деревянных или фанерных щитов, гипсокартона, ДВП или ДСП. Не забудьте между ними уложить соответствующий утеплитель, который предназначен для кровли и мансарды.
9. Чтоб стойки закрепить на стоки верхний бруса, используют металлические скобы или гвозди. С завершением этого этапа работ завершается монтаж подстропильной рамы. На последние этапе попарно соединяются стропила, прикрепляемые к коньковой балке.
10. Не забывайте оставлять просветы для мансардных окон или дверного проема для лестницы. Монтаж мансардных окон производится после того, как обустроены стены внутренней облицовки.
11. Можно обойтись и без коньковой балки, но она необходима при большой длине мансардной крыши – более 7м. Но она увеличивает общую массу стропильной системы. Верхи стропил достаточно скрепить стяжками. Завершающий этап – обрешетка под тепло- и гидроизоляцию и кровельные материалы. Когда крыша практически готова, переходят к монтажу мансардных окон и внутренней отделке помещения.
12. Количество расходных материалов и деревянного бруса лучше рассчитать заранее, используя таблиц и чертежи, но лучше учесть минимальный и максимальный расход – при разном шаге между стойками. В идеале конструкция ожидается легкая и надежная, с небольшими затратами.
Конструктивно сложная мансарда под эстетичными кровельными материалами смотрится намного интереснее, чем обычная вальмовая крыша, но сделать ее могут только специалисты. Когда принято решение сменить старую крышу на более современную кровлю, воспользуйтесь возможностью соорудить мансарду. Хотя более сложное устройство стропильной системы мансардной крыши немного обременительно по объемам работ, зато дополнительное жилое пространство и уникальный облик дома будут радовать ваших детей и внуков многие годы.
[content-egg module=GdeSlon template=compare]