Стропильная система мансардной крыши: как выкроить жизненное пространство

Как говорил герой одного нашумевшего романа, людей портит квартирный вопрос. Что поделать, жить где-то надо, и если не получается расти вширь, можно пойти по пути уплотнения и использовать для жилья самые неожиданные помещения. Именно такой поиск привел строителей прошлого к изобретению мансардной крыши — т. е. крыши, внутреннее помещение которой приспособлено для жилья. За много лет развития и совершенствования такое решение стало вполне приемлемым и довольно популярным способом организации жизненного пространства. Стропильная система мансардной крыши претерпела множество превращений и в конце концов предоставила выбор наиболее рациональных вариантов конструкции, при которых достигаются удобные формы комнаты одновременно с надежной и долговечной крышей.

Содержание

Видео-советы эксперта по строительству мансарды ↑

Немного теории ↑

Чтобы говорить на одном языке, стоит вспомнить основные понятия и термины, которыми мы будем оперировать при описании кровельных конструкций. Итак, крыша состоит из 2-х основных систем — силовой и ограждающей. К силовой системе относится мауэрлат и стропильная конструкция, к ограждающей — кровельный пирог, паро-, гидро- и теплоизоляция. Эта статья посвящена именно силовой конструкции, поэтому о кровельных материалах речь идти не будет. Теперь по порядку.

Мансарда
Мансарда — пример рационального использования пространства

Мауэрлат ↑

Мауэрлат используется при строительстве кирпичных, бетонных и каркасных зданий для привязки кровли к несущим стенам и распределения нагрузки стропил по периметру стен конструкции.

На крышу действуют весьма значительные силы за счет ее парусности. Поэтому, чтобы удержать конструкцию кровли на месте при сильном боковом ветре, мауэрлат должен выдерживать колоссальные нагрузки, стремящиеся оторвать и сдвинуть всю систему со стеновой коробки.

Повышенная устойчивость достигается за счет особых способов крепления мауэрлата к стенам здания. Самое капитальное решение — это сооружение армированного пояса на верхнем ряду кладки стен дома. Для этого на стенах делается опалубка, в которую закладывается металлоконструкция и заливается бетон. В заранее определенных точках в сырой бетон вставляются шпильки с резьбой на конце (можно их приварить к арматуре), к которым будет крепиться мауэрлат. Шпильки должны находиться между стропилами, чтобы не сосредотачивать прорезы и отверстия в балке на близком расстоянии.

Мауэрлат крепится шпильками
Мауэрлат крепится шпильками

Также можно закладывать шпильки при строительстве стен в кладку. Или можно вместо шпилек использовать стальную проволоку, продетую под два – три ряда кладки и свободными концами выведенную наверх для привязки мауэрлатной балки.

Чаще всего мауэрлат делают сплошным, полностью покрывающим всю длину боковых стен дома. Иногда он состоит из отдельных подкладок под стропила, но при таком раскладе нагрузка распределяется неравномерно.

Стропила ↑

Стропила — это основные несущие элементы кровли, на которые набивается обрешетка и стелется кровельное покрытие. Стропила для мансарды чаще всего делают составными или ломанными. Это наиболее рациональный и простой вариант организации пространства, при котором достигается большая высота комнаты при той же площади.

Стропила двухскатной крыши (а мы будем говорить о двухскатной ломаной крыше) бывают висячими и наслонными.

Висячие стропила опираются на боковые несущие стены по нижним краям и друг на друга по верхним, в результате на стропильную доску действует сила сжатия и изгибающее усилие. Для усиления висячих стропил чаще всего используют ригеля, установленные посередине или в верхней части стропил. Такая конструкция целесообразна, если расстояние между стенами-опорами не превышает 6 – 6,5 метров.

Наслонные и висячие стропила
Наслонные и висячие стропила

Наслонные стропила опираются нижним концом на боковые стены, а верхним — на коньковый прогон, который, в свою очередь, посредством бабки опирается на промежуточную опору (чаще всего это несущая стена-перегородка). Такая конструкция может покрывать расстояние до 10 метров, а с дополнительными прогонами и стойками — до 16 метров.

Виды крыш ↑

Крыши, в зависимости от формы, конструкции и вида стропильной системы, делятся на несколько видов:

  • плоские;
  • односкатные (крыша состоит из одной плоскости, расположенной под углом к одной из стен);
  • двухскатные (крыша состоит из двух прямоугольных плоскостей, расположенных под углом к более длинным стенам и образующим треугольные торцы) ;
  • вальмовые и полувальмовые (крыша имеет четыре ската, два из которых — трапециевидные, два других — треугольные, иногда треугольные скаты разбивают на два ската — трапецию снизу и треугольник сверху — это полувальмовая крыша);
  • ендовые или многощипцовые (сложная крыша на многоугольном строении с множеством внутренних и внешних углов, эркеров, окон и т. д.);
  • конические или купольные (крыши на круглых зданиях или зданиях в виде вписанных многоугольников);
  • шатровые (крыша представляет собой четырехскатную пирамиду из равнобедренных треугольников);
  • мансардная крыша (подвид двухскатной крыши, когда фронтоны образованы из трапеции и треугольника, основание которого — верхняя сторона трапеции, или проще говоря, двухскатная крыша с ломаными скатами).

Мы будем рассматривать ломаную двухскатную крышу и ее стропильную систему.

Двухскатная ломаная крыша
Двухскатная ломаная крыша достаточно популярна

Мансарда с двухскатной ломаной крышей: особенности стропильной системы ↑

Как видно на рисунке, боковые стропила состоят из двух балок, расположенных под разным углом наклона. Нижние стропила наклонены круче верхних или, как их часто называют, коньковых. Место, где соединяются коньковые и нижние стропила — это один из основных крепежных узлов системы, так как в нем сходятся стропила, средний прогон, стойки нижних стропил и затяжка коньковых стропил.

Стропильная система мансардной крыши
Стропильная система мансардной крыши разбивается на два прямоугольных треугольника и один равнобедренный, образующих вместе с нижней балкой прямоугольную комнату

Нижние стропила являются наслонными, так как опираются на мауэрлат (в случае выпущенной балки перекрытия, как на первом рисунке, нижние стропила опираются на нее) и средний прогон, который через стойки передает нагрузку на потолочную балку или нижнюю затяжку.

Коньковые стропила могут быть и наслонными, и висячими. Если расстояние между стойками нижних стропил не превышает 6 метров, то достаточно будет висячих, если превышает — верхние стропила опирают на коньковый прогон, который через вертикальную стойку (бабку) опирается на нижнюю затяжку коньковых стропил, которая в этом случае делается толще и массивнее.

Нижние стропила также опирают на стойки среднего прогона подкосами, которые добавляют жесткости всей стропильной системе. Нередко к подкосам добавляют горизонтальные схватки, соединяющие нижние стропила и стойки средних прогонов для большей жесткости. Также, в случае опоры нижних стропил на балку перекрытия, последнюю можно разгрузить, поставив стойки между нижними стропилами и точкой, где балка соприкасается со стеной.

Крепежный узел
Крепежный узел в месте соединения нижних и коньковых стропил

Конструкция стропильной системы мансардной крыши может состоять из различных материалов:

  1. Дерево — массив или клееный брус.
  2. Черный металл — стальные швеллера и двутавры.
  3. Облегченный металлический профиль из оцинкованной стали.
  4. Железобетонные конструкции.

Часто используют комбинации, когда несущие фермы выполняют из черного проката, а вспомогательные элементы — из облегченного профиля. Также часто используют облегченный профиль и дерево, так как черный металлопрокат весьма массивен и для частных дачных домов не подходит, да в нем, собственно, и нет надобности. ЖБИ для строительства небольших домов в нынешнее время не используются.

Металлические фермы
Металлические фермы комбинируют с деревянными деталями

Наиболее популярным стало использование т.н. ЛСТК или легких стальных тонкостенных конструкций. Это покрытые антикоррозийным слоем стальные детали, которые собираются с помощью болтов и заклепок в самые разнообразные конструкции. Они весьма прочны, выносливы и долговечны, работать с ними проще и быстрее. Кроме того, их можно в любой момент разобрать и переделать, заменить любую деталь или перестроить всю крышу.

Также популярно стало использование дерева и металлических зубчатых пластин. Крепление с помощью этих соединений не требует выполнять в деталях сложные пропилы и пазы, достаточно собрать одну ферму с точностью до миллиметра, а остальные просто вырезать по ней, как по шаблону. Для работы достаточно иметь ножовку и 32-х тонный переносной домкрат.

Крепление деревянных деталей
Крепление деревянных деталей с помощью зубчатых пластин заменило более сложные способы

Монтаж стропильной системы шаг за шагом ↑

Когда расчет стропильной системы мансардной крыши выполнен, чертеж готов, материал закуплен и доставлен — можно приступать к монтажным работам. Сразу следует оговориться: работа по сооружению стропильной системы не только сложная, требующая определенного опыта, навыка и знаний, но она еще и опасная, так как происходит на высоте, причем иногда даже смертельной. Если вы сомневаетесь в своих силах, никогда в подобной работе участия не принимали или боитесь высоты — лучше наймите профессионалов, вы сэкономите свое время, средства на испорченные материалы, а может даже и здоровье.

Итак, монтаж силовой системы мансардной крыши начинается с изготовления типовых деталей согласно чертежу. Из досок и брусьев нужной величины выпиливаются детали той формы, которая требуется по проекту системы. Так как детали повторяются, следует с особой тщательностью выпилить по одной типовой детали каждого вида, подогнать их с точностью до миллиметра к расчетным величинам, и далее по ним изготавливать дубли, как по шаблону.

Фермы
Фермы можно собирать на земле, но поднимать их будет не легко

После этого из типовых деталей собирают фермы. Если в распоряжении строителей отсутствует подъемная техника, то можно собирать только основной элемент, например, прямоугольник из стоек и затяжки коньковых стропил. Затем на установленные прямоугольники монтируются средние прогоны (их у нас два), на которые можно устанавливать нижние стропила. Или же можно начать с установки среднего прогона на крайние стойки, затем добавить остальные стойки (и второй прогон по той же схеме), далее нижние стропила, а верхние изготовить в виде треугольных ферм из коньковых стропил и их нижней затяжки.

Коньковые фермы
Коньковые фермы поднимать значительно легче

После установки нижних и коньковых стропил следует усилить конструкцию подкосами, затяжками, стойками и другими вспомогательными деталями. Часто набивают на стропила дополнительные упоры, которые не дают съезжать им вниз, упираясь в прогон или мауэрлат, также упоры набивают на затяжки и стойки.

Когда установлена вся стропильная система, приступают к набиванию обрешетки. Для мягкой кровли используют сплошную обрешетку из OSB или ДСП, для шифера и ондулина можно использовать планку с контробрешеткой, ячейка не должна превышать 50×50 см. Также обрешетка из планки подойдет для черепицы.

обрешетка
Для черепицы сплошная обрешетка не нужна

Не стоит забывать, что утеплитель должен лежать так, чтобы несущие конструкции были либо полностью в тепле, либо полностью в холоде, иначе они создадут мост холода, что приведет к накоплению конденсата и промоканию конструкций.

Также следует серьезно отнестись к гидро- и пароизоляции утеплителя, так как накопленная им влага выйдет очень не скоро. Тем более, после сооружения крыши начнутся отделочные работы, которые высвободят огромную массу воды в виде пара, который может впитать плохо укрытый паробарьером утеплитель.

Видео-проекты домов с мансардным этажом ↑

Чтобы избежать множества сложностей и недоделок, которые впоследствии способны будут испортить интерьер дома, лишить вас покоя, а ваших близких — уюта, доверяйте сооружение кровли только профессионалам. Это весьма специфическая работа, экономить на которой не следует!





Добавить комментарий