Расчет стропильной системы мансардной крыши с разным количеством скатов
Определившись с дизайном мансардного помещения, приступают к монтажу каркаса крыши. При этом основные ее элементы и узлы определяются формулой расчета, которая поможет подобрать профиль, длину и сечение элементов системы, шаг их расположения, способы соединение деталей. Учитывая особенности чердачной крыши, часть помещения будет иметь низкий потолок.
Совет:
в местах, где потолок мансарды находится слишком низком, можно расположить ниши для хранения вещей, различные модульные шкафчики, стеллажи.
Стропильная система крыши: составление проекта
Сначала определяются с выбором схемы каркаса мансардной крыши. В строительстве стропила делят на наслонные и висячие. Наслонные опираются на стены дома, и устанавливаются в зданиях, где расстояние между стенами не превышает значение 6,5 м, а висячие — монтируют на затяжку и мауэрлат. Если ширина пролетов большая, стропильную систему необходимо усилить дополнительными связями.
Разные схемы-проекты стропильной системы мансардной крыши, их отличия
Для расчета предполагаемых нагрузок существуют специальные формулы.
Для определения снеговой нагрузки воспользуетесь формулой: S=Sg*µ.
В которой:
S — нагрузка снеговая,
Sg — вес покрова снега на 1 м2 площади (данный показатель можно найти в СНИП — разделе «Стропильные системы»),
µ —коэффициент, зависящий от угла наклона кровли (он составляет 1,0 — для плоских крыш с наклонным углом в 25 градусов, и 0,7 — для крыш с наклоном от 25 до 60 градусов).
Для расчета ветровой нагрузки применяется следующая формула:
W = Wo*k
В которой:
Wo — норма ветровой нагрузки, определяющаяся по таблице СНИП индивидуально для каждого района страны,
k — коэффициент, который определяет колебание ветровой нагрузки в зависимости от высоты дома и типа местности его расположения.
Внимание: для крыши с крутыми склонами снеговые нагрузки учитывать не обязательно.
| Высота дома | А-открытые местности (степь, побережье) | Б – местности с препятствиями (города, леса) |
| 5м | 0,75 | 0,85 |
| 10м | 1 | 0,65 |
| 20м | 1,25 | 0,85 |
Для расчета других элементов мансардной крыши и сечения стропил можно воспользоваться специальным онлайн-калькулятором. Необходимо указать кровельный материал, материал изготовления чердачных перекрытий, а программа выдаст расчет обрешетки, угол сечения и расстояние между стропилами мансардной крыши.
Онлайн-программа для расчета
Материалы для изготовления стропильной системы
Чаще всего каркас для мансардной крыши сооружают из дерева. При этом следует подбирать прочную древесину, способную противостоять перепаду температур и гниению. Подойдет для этих целей материал первого сорта хвойных пород и лиственница.
Совет: для защиты стропильной системы, древесину следует обработать специальным антисептическим и огнезащитным составом.
Пропитка стропил мансардной крыши антисептиком
Если на крышу предполагаются большие нагрузки, то могут применяться металлические стропила мансардных крыш. Они могут опираться на деревянные балки, или всю конструкцию полностью изготовляют из металла.
Стропильная конструкция мансардной крыши состоит из ферм. А стропила для мансарды (ноги) выступают составляющими элементами каждой фермы. Количество ферм определяется длиной фасада и шагом их установки.
Ферма — металлическая стропильная система мансардной крыши, фото
Металлическая конструкция крыши крепкая и долговечная, но имеет она и недостатки, связанные с доставкой и монтажом, а также ее высокой стоимостью.
Делаем стропильную систему для дома с мансардой
Дом с мансардой — стропильная система
Те, кто хочет построить мансарду в частном доме, должны знать правило золотого сечения. Снаружи мансардная часть дома может казаться ограниченной, но на самом деле, в сечение можно вписать окружность. Чтобы собрать стропильную систему, вам понадобится ножовка, топор, молоток, отвес, инструменты, предназначенные для измерения. Из расходных материалов:
- деревянный брус, используемый в качестве стоек (сечение 100х100 мм);
- брус для мауэрлата (150х100);
- доска для стропил;
- элементы фиксации (гвозди, металлические скобы).
Для обработки поверхностей еще понадобится противогрибковое средство, например жидкое стекло.
Создание каркаса заключается в следующем: два висячих стропила в своей верхней части укладываются друг на друга, а в нижней опираются на противоположные стены жилой постройки. Предварительно на них устанавливаются поперечные балки. Таким образом, формируется треугольник, представляющий собой идеально подходящую жесткую конструкцию. В случае с возведением подкровельного этажа на старом доме еще требуется сооружение мауэрлата, потому что несущие стены будут не совсем надежной опорой для устанавливаемых стропил.
В противном случае они могут не выдержать нагрузки, а расстояние между ними увеличится. Мауэрлат представляет собой конструкцию замкнутого типа, она делается из деревянных балок или бруса по всему периметру строения. Если здание из кирпича, то укрепляющая система устанавливается заподлицо с внутренней поверхностью стены фасадной части.
В некоторых ситуациях специалисты рекомендуют поднять пол верхнего этажа, чтобы там разместить дополнительные балки. Не лишними будут и вспомогательные элементы крепления, так вы сможете быть уверены в том, что возведенную конструкцию не унесет ветром при первой же непогоде.
Обязательным является пункт работ, подразумевающий создание обрешетки. Ее главной задачей является выдерживание веса кровельного материала. Конструкция может быть разреженной или сплошной. В первом случае шаг между элементами варьируется, такая обрешетка делается под шифер, металлическую или керамическую черепицу. Во втором случае шаг между элементами делается в 1 см. Хотелось бы отметить, что поверх стропил укладывается гидроизоляция, это может быть рубероид или мембранные покрытия Изоспан. С основанием она скрепляется степлером.
Установка камина для отопления мансарды
Обратите внимание, что обустройство камина сопряжено с определенными трудностями и особенностями. В первую очередь, если проектом дома камин предусмотрен не был, нужно направить усилия на укрепление пола
Дело в том, что масса кирпичного камина будет довольно существенной, а во время растопки к ней добавится еще и масса топлива. В связи с этим, для мансарды предпочтительнее выбрать либо облегченный вариант камина с нетяжелыми трубами, либо остановиться на электрическом приборе. Стоит отметить, что электрокамином пользоваться проще и удобнее всего, а еще он намного безопаснее.
Способы монтажа мансардной крыши
Устройство стропильной системы мансардной крыши может осуществляться двумя способами. Первый вариант предполагает сбор стропильного каркаса на земле с последующим подъемом его в готовом виде наверх дома и основательного закрепления. Способ эффективен для малогабаритных конструкций.
Фермы удобнее всего собрать прямо на земле и потом поднять их и закрепить
Как правильно сделать мансардную крышу со сбором части стропильной системы на земле? Предварительно наверху здания вертикально выставляются и закрепляют крайние конструкции, которые будут впоследствии фронтонами. Временно закрепить их можно при помощи длинных брусьев, прибитых к стене. В мауэрлате создаются углубления с заданным шагом, куда будет монтироваться собранная конструкция. Для обеспечения правильной геометрии и создания жесткости конструкции, ее элементы можно закрепить распорками. Когда будет окончен монтаж боковых балок, и вся система приобретет необходимую жесткость, распорки можно убрать. Видео монтажа стропильной системы двухскатной мансардной крыши наглядно покажет все особенности данного варианта.
Второй вариант более традиционный. Он предполагает устройство мансардной крыши на месте с соблюдением строгой последовательности действий. Этот метод наиболее удобен и эффективен при возведении крупногабаритной стропильной системы. Потому как для поднятия собранной конструкции наверх понадобиться привлечение специализированной техники.
Как построить мансардную крышу традиционным способом?
Некоторые тонкости в технологии возведения мансардных крыш частных домов зависят, непосредственно, от ее вида. Однако последовательность действий схожа для всех видов мансардных крыш.
Деревянные стропильные фермы крепятся с помощью металлических зубчатых гвоздевых пластин
Перед тем, как сделать мансардную крышу, необходимо уложить в продольном направлении на несущие стены мауэрлат, и закрепить его на кладке или армопоясе при помощи шпилек или катанки. Стропильная конструкция мансардной крыши деревянного дома может крепиться на верхний венец, который будет исполнять роль мауэрлата.
Строительство мансардной крыши начинают с установки балок для перекрытия. Их крепят на мауэрлат. Затем к балкам крепятся строительные ноги. В центре балок следует отметить места монтажа опор и конькового элемента.
С соблюдением одинакового расстояния следует смонтировать стойки из досок, закрепляя их при помощи уголков. Первая пара стоек скрепляется затяжками из деревянных брусков. На образованную П-образную конструкцию следует монтировать стропила. Они могут устанавливаться на мауэрлат или при помощи вырубки паза на балку перекрытия.
Далее следует перейти к установке коньковых стропил, которые соединяются при помощи металлических накладок или болтов с шайбами. Для создания необходимой жесткости конструкции к центральной части бокового стропила и стойке необходимо прикрепить подкосы, а в центре затяжки смонтировать балки. Аналогичным образом выполняется установка других ферм с расстоянием 60-100 см. Крепятся они между собой при помощи прогонов.
Стропила могут быть соединены при помощи мобильного строительного пресса
С помощью скоб выполняется фиксация всех узлов мансардной конструкции, и придается ей окончательная прочность. После этого следует смонтировать обрешетку, которая может быть сплошной или разреженной, что зависит от варианта кровельного покрытия.
Если используется гибкая черепица, асбестоцементный плоский шифер или рулонный материал, следует выполнить сплошную обрешетку. Она устанавливается в два слоя. Нижний настил состоит из брусков толщиной 20 см, уложенных с шагом в 30 см. Верхний настил, состоящий из досок размером 20×50 см, прибивается по отношению к нижнему слою под углом 30-45 град.
Для глиняной черепицы, азбестоцементного шифера, металлочерепицы, стального, металлического покрытия используется разреженный тип обрешетки. Для этого выполняется монтаж брусков, сечением 5×5 см и шагом в 20-30 см, от карниза вверх перпендикулярно стропилам. На свесе необходимо установить настил из деревянных досок шириной около 70 см. Далее следует закрепить бруски вдоль конька и ребер, которые соединяются встык. Наглядно данный процесс можно увидеть на фото стропильной системы двускатной крыши под металлочерепицу.
Чтобы гвозди при креплении стропил не раскалывали стропильную ногу и кобылку, необходимо соблюдать требования СНиП
Как сделать мансардную крышу самостоятельно
Под мансардной крышей можно обустроить комнаты для жилья. Форма постройки может быть разной, однако в большинстве случаев мансарда обустраивается под крышей с двумя скатами. Оптимальным решением, которое позволяет получить существенную площадь жилого пространства, является ломаная конструкция.
Ломаная крыша является оптимальным вариантом для обустройства мансарды
Чертежи и расчеты крыши мансардного типа
Первым делом стоит определиться со схемой каркаса. Стропила могут быть наслонного или висячего типа. Наслонные опираются на стенки здания. Они монтируются в конструкциях, где расстояние между стенками меньше 6,5 м. Висячие стропила ставятся на кобылки и мауэрлат. Если ширина пролётов будет большой, то систему стропил понадобится усилить вспомогательными связками.
Основным условием комфортного возведения мансарды является уровень потолков — он должен быть выше 2,5 м. Чтобы обеспечить подобную высоту, линия излома должна размещаться на высоте более 2,8 м с учётом толщины слоя материала для утепления и обшивки конструкции
Также важно учесть толщину пола
Пример чертежа можно увидеть на изображении:
Минимальная высота потолков мансардной крыши составляет 2,5 м
Чтобы рассчитать предполагаемые нагрузки от снега, понадобится применить данную формулу: S = Sg x µ, где S — нагрузка от снега, Sg — вес покрова снега на 1 м2 площади, µ — значение, которое зависит от уклона крыши (1,0 — для плоской конструкции с наклоном в 25°, 0,7 — для конструкции с наклоном 25–60°).
Чтобы рассчитать ветровую нагрузку, надо применить данную формулу: W = Wo x k, где Wo — норма нагрузки от ветра, k — значение, определяющее колебание нагрузки от ветра исходя из высоты здания и типа местности.
Параметры Sg и Wo можно найти в соответствующих СНиП, в разделе «Системы стропил». Если крыша имеет крутой склон, то нагрузку от снега можно не учитывать.
Устройство крыши
Каркасная конструкция включает в себя такие детали:
- мауэрлат — опорный брусок, который передаёт нагрузку от стропил стенкам постройки;
- стойки — опорные детали, которые поддерживают систему стропил в вертикальном положении;
- балки перекрытия — планки, которые образуют половину мансарды и потолок нижнего этажа;
- стропила — рейки, которые образуют главный контур крыши;
- прогоны — горизонтальные опорные детали для стропил;
- обрешётка — рейки или фанерные листы, которые предназначаются для укладки материала для кровли;
- кобылки — планки, которые крепятся вдоль оси в нижней части стропильных ног.
Каркас состоит из мауэрлата, стоек, прогонов, балок перекрытия и других элементов
Ломаная крыша имеет отличия от обыкновенной конструкции с двумя скатами. Отличие в том, что скаты, которые размещены друг напротив друга, имеют особую форму: они образуют не ровную линию, а состоят из нескольких скатов, которые скрепляются один с другим под тупым углом. Конструкция также бывает симметричной.
Крайняя часть стропил в основном выставляется под углом порядка 60°. Стойки для опоры, которые придерживают стропила, образуют каркасную конструкцию внутренних стенок. Верхняя часть стропил монтируется под маленьким углом, он может быть от 15 до 45°. Это даёт возможность уменьшить расход материалов, при этом сохранив функциональные свойства крыши и стойкость к нагрузкам от снега.
Вертикальные стойки, которые упираются в планки перекрытия, прогоны и скрепляющие их ригеля, образуют параллелепипед. Конструкция ограничивает габариты мансарды изнутри. Чтобы придать изделию дополнительную жёсткость, следует установить подкосы между рейками перекрытий и нижними стропильными ногами.
Если пролёт крыши более 8 м, то понадобится установить подкосы
После монтажа верхних элементов для фиксации фермы и исключения провисания ригелей следует установить подвесные опорные элементы — бабки. Для вспомогательной фиксации нижних стропильных ног их надо стянуть со стойками при помощи прихваток. Скрепление деталей производится при помощи гвоздей и болтов.
Приступаем к работам по кровле, внутренней отделке
В процессе выбора материала следует учитывать, кровля мансардной части должна быть легкой по весу, чтобы снизить нагрузку на стены к минимуму. Невысоким удельным весом характеризуется металлическая черепица, профиль из такого же материала, разновидности мягкой кровли, например, ондулин. Иногда, для того чтобы соблюсти единообразие со соседствующими строениями, люди отдают предпочтение более тяжелым расходникам. В этом случае требуется дополнительно рассчитывать нагрузки.
Внутренние перегородки обычно отделываются с использованием гипсокартонных листов, они являются наиболее доступными в финансовом плане, легко скрывают неровности. Монтаж отделки может быть осуществлен на обрешетку из металла, дерева или стропильные ноги. Изделия из гипса закрепляются на поверхности саморезами, расстояние между ними делается 40 см. В целях обеспечения долговечности и крепости системы, ее каждый элемент обрабатывается специальными составами, предотвращающими процессы гниения, образования плесени, распространения грибка.
Процесс отделки заключается в том,
что нужно вырезать листы из гипсокартона нужного размера и установить их на основу. Нельзя сказать, что монтаж сложный, а вот с трудоемкостью не поспоришь, потому что вам нужно будет заделать все образовавшиеся от саморезов отверстия, трещины. Старайтесь в процессе работы защищать свои дыхательные органы.
По завершению работы нужно проверить такие детали, как швы, стыки, наличие дефектов в виде выпуклостей. Избавляться от них следует на начальном этапе, в противном случае, у вас будут с этим проблемы.
После обшивки стен начинается обычная отделка, процесс включает в себя грунтовку, шпаклевку, окраску, возможно поклейку обоев.
Отличным, но более дорогим отделочным материалом является деревянная вагонка,
являющаяся экологически чистой. Он способен придать даже самому невзрачному помещению оригинальный вид, а также обеспечивает дополнительное утепление стен. Крепление деревянных изделий может осуществляться различными способами, самым простым является использование гвоздей.
Внимание!
Выбирать нужно такие, что не подвергаются коррозии, потому что другие оставляют непривлекательные пятна. Крепить ламели можно еще с использованием специального раствора, он обеспечивает надежное сцепление изделий с поверхностью основания. Недостатком такого соединения является подверженность влаге, поэтому использовать его нужно в сухое и теплое время года.
Стены должны быть ровными, в этом случае сооружение обрешетки из деревянных брусьев не требуется. Для фиксации используются гвозди, шурупы, дюбеля или скобы. Монтаж осуществляется от угла, в завершении применяются уголки. Обработка готовой отделки заключается в покрытии ее лаком или краской, но такая необходимость возникает редко.
2. Про строительство каменного дома с деревянной мансардой. Строить не перестроить.
Особенности строительства кровли для мансардного помещения
При работе с материалом очень важно помнить, что используемая для монтажа древесина обязательно должна быть хорошо просушена и обработана специальными составами, повышающими стойкость к огню и обладающими антисептическими свойствами
Безусловно, строительство мансарды своими руками должно проходить при соблюдении определенных правил, в особенности это касается крыши конструкции, так как именно от качества ее выполнения будет во многом зависеть микроклимат внутри сооружения.
При обустройстве кровли следует учитывать следующие рекомендации:
толщина стропильных ног не должна иметь показатель, меньший 250 мм;
важно, чтобы материалы, применяемые для термоизоляции, сохранили свои технические свойства в условиях повышенной влажности. Такими обычно являются вспененные по особому принципу стекло и полистирол;
ни в коем случае не стоит забывать о такой важной системе, как вентиляция, оборудовать которую следует в пространстве между изоляцией и покрытием для кровли;
пленка, задерживающая пар, должна лежать поверх утеплителя;
при необходимости нужно позаботиться и о защите от влаги и лишнего шума, также уложив специальные материалы.
Утепление чердачного помещения
Очевиден тот факт, что для комфортного использования мансарды для проживания, без дополнительной внутренней теплоизоляции никак не обойтись. Монтаж утеплителей под крышей имеет свои сложности и особенности, которые нельзя не учитывать:
- На мансардном этаже, помимо самой поверхности кровли, имеется еще два фронтона и ендова. Если качественно не утеплить и их тоже, то всю вашу работу можно считать бесполезной.
- Выбор пароизоляционных материалов требует особого внимания, так как кровля, предназначенная для защиты помещения от влаги, практически не позволяет образующимся испарения выходить наружу.
- Все материалы, используемые для теплоизоляции мансарды, должны быть предназначены именно для обустройства жилых помещений и отвечать всем экологическим нормам и стандартам.
Расчет площади мансардного этажа
Возможность использовать чердак под жилую площадь рассчитывается по формуле
АхВ + 0,7хС
где,
А – суммарная площадь помещений, высота которых превышает 2,5 м;
В – суммарная площадь помещений, высота которых находится в пределах от 1,1 до 2,5 м.;
С – суммарная площадь помещений, высота которых находится в пределах от 0,8 м до 1,1 м.
0,7 – поправочный коэффициент. Говорит о том, что теоретически эта площадь может быть использована, но с существенными ограничениями.
Уменьшить количество неиспользуемых квадратных метров можно, если поднять стены на высоту более метра. Достигается это посредством строительства аттиковых стен. Аттиковые стены мансардного этажа – это надстройка над несущими стенами.
Аттиковые стены мансардного этажа
Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net
Отличие мансарды от второго этажа – сравнительные характеристики
Если попытаться сравнить что лучше, мансарда или второй этаж, то получится примерно следующая картина.
| Параметр | Мансарда | Второй этаж |
|---|---|---|
| Стоимость | Ниже. Величина экономии зависит от вида мансарды | Выше |
| Длительность работ | Ниже по сравнению со строительством этажа | Высокая |
| Высота вертикальных стен | До 1,5 м.п. | Свыше 1,5 м.п. |
| Нагрузка на фундамент и несущие стены | Ниже | Выше |
| Объем воздуха | Ниже за счет скошенных стен | Выше |
| Площадь | Полезная площадь меньше за счет «глухих» зон в месте примыкания кровли к стене | Выше |
| Планировка помещения | Планировка мансардного этажа осуществляется с учетом наличия глухих зон | Свободная |
| Площадь участка | Не изменяется | Не изменяется |
| Освещенность | Лучше, за счет наклонных окон света проникает больше | Зависит от количества и места расположения окон. Кроме того, глубокий откос окна задерживает 2/3 солнечного света |
| Площадь остекления | На 25% меньше, нежели при использовании вертикальных окон | Минимум 1:8 к площади поверхностей стен (зависит от месторасположения) |
| Окна | Наклонные мансардные | Вертикальные |
| Температурный режим | При правильном выполнении всех этапов работ практически одинаковый | При правильном выполнении всех этапов работ практически одинаковый |
| Потери тепла | Выше | Ниже |
| Потребность в теплоизоляционном материале | Ниже | Выше. Перекрытие над этажом нужно утеплять |
| Эстетичность строения | Дом с мансардным этажом смотрится более элегантно и необычно | Типовая конструкция |
Однако стоит отметить, что есть случаи, когда нельзя строить мансардный этаж. Например:
несущие стены и фундамент могут не выдержать дополнительной нагрузки;
стены построены из пористых материалов, которые могут разрушиться.
малые габариты дома. При обязательной высоте в 2,3 м. (по санитарным нормам, СНиП ограничивается 1,5 м) трудно обустроить полноценное жилое помещение при незначительной площади поверхности. Если ширина дома менее 5 м.п. возводить мансарду нет смысла. Полученная площадь будет незначительна, а затраты на нее велики.
Какие материалы используются для достройки мансарды
Чтобы построить любой вид мансарды, потребуются такие строительные материалы:
- бруски из древесины, чаще всего используют сечение 50х80 миллиметров, для создания стропильной конструкции;
- доски, из которых будет делаться обрешетка;
- стеновые панели или другой материал, используемый для обшивки фронтонов
- крепежи, такие как: уголки из металла, саморезы, гвозди, металлические профили;
- материал для теплоизоляции;
- пароизоляция;
- гидроизоляция;
- материал кровли;
- внутренние отделочные материалы.
Вид материалов зависит от предпочтений владельца дома, а на количество стройматериалов влияет размер мансардного помещения.
Как сделать мансарду в готовом доме. Что нужно знать, перед тем как сделать мансарду своими руками
Существуют общие правила. Устройство мансарды предпочтительно планировать на стадии проектирования дома. Это даст возможность правильно сделать расчет ее несущих конструкций и правильно организовать стройку. Если дом с мансардой строиться по готовому чертежу, он предусматривает использование дополнительных укреплений.
Схема крыши чердачного этажа, стройка дома из бруса
Но и на готовом доме может быть сооружена надстройка мансардного типа. В каком случае можно достроить мансардный этаж?
Если предполагается строительство данного помещения в готовом доме, необходимо учитывать несколько важный факторов. Строительство мансарды требует не только соблюдения определенной технологии выполнения работ, но и оценки состояния дома перед постройкой. Необходимо провести расчет, который покажет, выдержит ли дом пристройку этажа. Производится проверка фундамента и стен здания.
Если это старый дом, то стены конструкции ветхие, они не выдержат веса мансардного этажа. Старый фундамент при строительстве чердачной конструкции может дать трещины и «поплыть».
Строительство мансардного этажа своими руками также не рекомендуется на зданиях, сооруженных из кирпича и из пеноблоков. Причина в том, что это очень хрупкие материалы, из которых не могут быть выложены несущие стены.
Надстройка мансардного этажа, фото
В проект строительства должны входить утепление и отделка мансардного этажа . Пристройка должна быть качественно изолирована, чтобы в ней сохранялось тепло, а сама конструкция могла дышать.
Достоинства мансарды каркасного типа
На сегодняшний день все большее количество застройщиков отдает предпочтение такому виду деятельности, как строительство каркасной мансарды своими руками. Преимуществ у такой конструкции масса: во-первых, монтаж уже готового корпуса осуществляется прямо на крышу жилого дома, после чего требуется лишь закрепить его обшивкой из желаемого материала. Во-вторых, собрать подобную систему не составит большого труда во многом из-за ее малого веса и быстрого срока монтажа. Кроме того, каркасное строительство мансарды не требует значительного расхода финансовых средств. Сборка такой конструкции допустима в абсолютно любых погодных условиях, будь то сильный мороз или жаркая погода.
Благодаря этой технологии возведения подобный тип строительства приобретает все большую и большую популярность, а список вышеперечисленных преимуществ лишь повышает интерес к системе такого образца и заставляет всерьез задуматься о данном способе устройства в собственном доме.
