Стропильная система мансардной крыши: технология, устройство, схемы и особенности

При помощи мансарды можно довольно легко увеличить жилую площадь дома. Эта конструкция строится на чердаке и может использоваться для проживания, но только при условии, что правильно спроектирована стропильная система мансардной крыши. Технологию изготовления такой конструкции мы и рассмотрим в нашей статье. Ведь именно этому вопросу следует уделить большую часть своего внимания при проектировании.

Немного об особенностях

Мансарда – это такое помещение, которое располагается непосредственно под крышей дома. Фасад этой конструкции полностью или частично образован двумя поверхностями кровли. Это вполне полноценный этаж, может содержать как одну, так и несколько комнат, все зависит от того, какие параметры у системы.

Мансарда. Это слово пришло к нам из далекой Франции, в 1630 году один архитектор придумал такой несложный способ облагораживания чердачных помещений. Не удивительно, что архитектора звали Франсуа Мансар. Именно от фамилии и берет название конструкция.

Главная особенность стропильной системы – это то, что у конструкции оригинальный и непохожий ни на что внешний вид. Но так как помещение наверху жилое, необходимо под крышей укладывать несколько слоев паро- и влагоизоляции, утеплительного материала. Стоит также отметить и то, что нагрузка на стены и фундамент увеличивается при установке стропильной системы мансардной крыши на доме. Поэтому разумнее при строительстве использовать легкие материалы.

Плюсы и минусы мансард

Можно выделить положительные качества мансарды:

1. Инфраструктура используется от того здания, на котором осуществляется строительство.
2. Существенно увеличивается площадь дома.
3. Здание приобретает оригинальный и привлекательный вид.
4. Сокращаются потери тепла, а также существенно снижаются затраты на потребление энергии всего здания в холодное время года.

Но есть и два больших недостатка:

1. Потолки получаются скошенными, но, если правильно сделать планировку, это будет не очень заметно.
2. Мансардные окна имеют большую стоимость. При установке таких окон получается придать привлекательный вид дому, но если решите экономить, то можно отказаться от них.

Довольно часто используются такие конструкции при строительстве индивидуальных домов. Нужно привести немного цифр. Почти на 10 % снижаются потери тепла через крышу здания, а в условиях сильных холодов это крайне важно. Кроме того, затраты на строительство мансарды намного ниже, нежели стоимость возведения полноценного этажа.

Односкатная мансардная крыша

Односкатная мансардная крыша является самым простым вариантом обустройства кровли. Имеется всего один скат, который устанавливается на разноуровневых стенах дома. Именно так происходит формирование угла ската. Стоит отметить, что рекомендуется делать уклон не более 45 градусов. Но нужно, чтобы он был свыше 35 градусов. Если сделать маленький уклон, то на крыше будет скапливаться зимой снег, а это способно увеличить нагрузку на дом, поэтому придется устанавливать дополнительные опоры в мансарде.

Но если сделать слишком большой уклон, то удобства пользования этажом это не прибавит. Конструкция стропильной системы в данном случае очень простая. Стоит отметить, что не потребуются дополнительные подпорки, если расстояние между противоположными стенами будет менее 4,5 метров. Кровля выглядит весьма оригинально несмотря даже на то, что у нее очень простая конструкция. Как правило, со стороны высокой стены делается окно. С его помощью вы можете хорошо осветить все пространство комнаты.

Двухскатная крыша

Такой вариант тоже можно назвать простым, из-за этого он и получил широкое распространение. Главное – это добиться того, чтобы высота кровли давала возможность обустраивать под ней помещение для проживания. Стропильная конструкция очень похожа на систему двускатной крыши. Она может быть как симметричной, так и асиметричной. Зависит все от того, в каком месте располагается конек стропильной системы мансардного этажа.

Фронтоны обычно прямые и простые, комната изнутри имеет форму квадрата или трапеции. Высота стен в мансардном этаже получается порядка полутора метров, далее идет конусообразный скошенный потолок. Но у такой конструкции имеется один недостаток - очень много свободного пространства теряется. Другими словами, скатами кровли вы отсекаете очень большую долю свободного пространства. Но если учесть, что до установки мансарды у вас на чердаке ничего не было, то недостаток этот, прямо скажем, сомнительный. На рисунках в статье приведены чертежи конструкции двускатной крыши.

Ломаные конструкции

Если приглядеться, то окажется что ломаная крыша с мансардной стропильной системой является одним из видов двускатных конструкций. Но один скат у нее имеет как минимум две части, которые располагаются под различным углом по отношению к перекрытиям. С помощью такой конструкции вы получите просторное помещение на мансарде, которое по площади не будет уступать полноценному этажу. Потолки в высоту будут одинаковы по всему периметру – порядка 2,2 м. Площадь мансардного этажа будет меньше, чем у первого примерно на 15 %. А это относительно немного.

При изготовлении такой конструкции необходимо сооружать очень сложную стропильную систему. Ломаная мансардная крыша нуждается в тщательных расчетах. С такой задачей вряд ли справится начинающий мастер. Но, несмотря на это, ломаная кровля распространена при строительстве домов. Ведь всегда можно найти специалиста, который занимается изготовлением кровельных систем.

Мансардная четырехскатная вальмовая крыша

Это кровля является наиболее сложной, так как применяется очень «хитрая» стропильная система. При планировании необходимо очень тонко производить все расчеты. Кровельная поверхность имеет довольно большую площадь, поэтому придется тратиться на гидроизоляцию, пароизоляцию, утеплители. У мансарды, конечно, отсекается очень большая часть площади. Но все же она получится очень просторной за счет большого размера стропильной системы мансардной кровли.

Огромный плюс такой крыши — это высокая устойчивость к ветрам и снегу. Свесы можно изготовить большими, они защитят стены дома от негативного действия осадков. Внешний вид таких мансард очень привлекателен. Но стоит отметить, что при строительстве четырехскатных стропильных систем необходимо усиливать наклонные балки. Ведь именно на них воздействует максимальная нагрузка.

Конструкция стропильной системы

Когда изготавливаете мансардную кровлю, делайте стропильную систему из компонентов висячего или наклонного типов. В случае наклонного варианта необходимо стропила устанавливать так, чтобы они образовывали треугольник, у которого грани равны. Опору необходимо делать непосредственно на мауэрлат. Его закрепляете по всему периметру стен первого этажа. При этом одной из опорных точек является соединение двух брусьев возле конька.

Когда устанавливаются стропила висячего типа, не предусматривается наличие дополнительных балок для опор. Установка всех конструкций производится непосредственно на стены дома. Допускается использование затяжек. Стропилы при этом работают как на сжатие, так и на изгиб. При возведении мансарды необходимо создать качественную стропильную систему. Это первостепенная задача, которую нужно решить правильно. Сначала необходимо верно рассчитать и учесть все нюансы строительства. Давайте определимся с тем, какие основные элементы имеются в системе.

Основные компоненты стропильной системы

Этих элементов довольно много. Назвать какой-то главным или самым важным язык не поворачивается, все они влияют на работу конструкции. Итак, давайте перечислим все компоненты:

1. Мауэрлат — это доска или брус, при помощи которой производится фиксация на торцевой части стены дома кровельной системы. Именно на этом брусья производится крепление стропильных ног. Мауэрлат выполняет функцию опоры, передает максимальную нагрузку от кровельной системы до стены сооружения.
2. Стойки — это любые вертикально расположенные балки, которые являются опорой для стропильных ног. Ряд балок, которые укладываются в горизонтальной плоскости, и формируют пол этажа, они также называются перекрытиями. Стоит заметить, что они выполняют функцию потолка для первого этажа дома. Своими руками мансардную стропильную систему крыши монтировать несложно, но придерживайтесь рекомендаций, которые мы даем в статье.
3. Деревянная балки, расположенные горизонтально и выполняющие дополнительное укрепление, называются ригелем. Они также являются опорными компонентами для стропил. Иногда их называют затяжками.
4. «Стропильные ноги» иногда называют просто стропилами. С их помощью изготавливается каркас крыши, придается окончательная форма.
5. Сверху на стропила крепится влагозащитный материал, обрешетка и покрытие. Обрешетка — это большое количество листов фанеры или брусьев, которые закрепляются непосредственно на стропилах. На этих элементах производится крепление кровельного материала.
6. Под затяжкой или ригелем устанавливается доска, помогающая распределить нагрузку. Называется она подвеской.
7. Доска, при помощи которой формируются свес крыши, закрепленная на нижней части стропильных ног, называется кобылкой.

Как видите, конструкция мансардной стропильной системы не очень сложная. Но давайте перейдем к самому важному этапу - расчету и проектированию.

Проведение расчетов параметров мансардного этажа

А теперь о том, как выполняется расчет мансардной крыши дома. Расчет стропильной системы также необходимо выполнять на этапе подготовки. Для того чтобы при изготовлении мансардного этажа не были допущены ошибки, необходимо осуществить предварительные расчеты. Они зависят от того, какой тип стропильной системы и кровли используется. При желании можно использовать специальные программы, но если таких нет, сделайте все расчеты самостоятельно.

Вам необходимо правильно определить площадь конечной конструкции кровли, ширину перекрытий, размеры мансардного этажа. Расчет необходимо осуществлять, основываясь на таких параметрах:

1. Ширине и длине жилого дома.
2. Количестве осадков, выпадающих в летний и зимний период. С помощью этих параметров вы сможете выявить необходимый угол наклона крыши.
3. Ширине стыков между компонентами перекрытий.

Давайте рассмотрим пример, который показывает практический расчет элементов мансарды. Допустим, дом имеет ширину 3 м, а длину 12 м. Если в вашей местности довольно много выпадает осадков, то необходимо делать наклон кровли порядка 40 градусов. Расчет необходимо производить по формуле:

Нк = L x tgA.

Нк — это требуемая высота строения, L — это половина от ширины здания. А последний параметр — это тангенс угла наклона крыши. Проведя вычисление, мы получим высоту 1,26 м. Это означает, что крыша должна иметь максимальную высоту не более этого значения. Очень часто при строительстве мансардной крыши владельцы выбирают для изготовления ломаные стропильные системы. Мансардные крыши такой конструкции выглядят привлекательно и позволяют добиться меньших потерь полезной площади.

Пошаговое руководство по монтажу стропил

А теперь давайте рассмотрим, как сделать стропильную систему мансардной крыши. Можно выделить несколько шагов:

1. Сначала необходимо на торцевой части стен уложить гидроизоляционный материал. Идеально подойдет для этой цели обычный рубероид. Если нет желания его использовать, то допускается обработка битумной мастикой или аналогичными средствами. Если используете рубероид, то необходимо, чтобы ширина у него была такая же, как и торцевая часть здания. При необходимости нужно обрезать излишки материала.
2. Затем на рубероид необходимо произвести укладку доски. Именно она послужит вам мауэрлатом. Ее нужно выравнивать по внутреннему краю торца стенки. В этой доске нужно высверлить отверстия, которые необходимы для крепления. В стене также высверливают отверстия, в них устанавливаются анкерные болты. С помощью такого крепежа производится установка мауэрлата по периметру дома. Такие же действия нужно проводить и при изготовлении стропильной системы мансардной двускатной крыши.
3. Далее необходимо зафиксировать анкерами размером 130 х 10 мм доску на стене. Обязательно используется дополнительная широкая шайба, в этом случае вы обеспечите большую площадь прижимания материала. Гайка на анкер закручивается при помощи гаечного ключа. Старайтесь только не перетянуть, иначе древесина может лопнуть.
4. Изготавливаете балки перекрытий. Они делаются из трех брусьев, размер которых 200 х 50 мм. Они соединяются друг с другом при помощи саморезов.
5. Соедините все доски, необходимо их равномерно уложить на пролеты между противоположными стенами вашего дома. Расстояние между балками перекрытий должно быть около 40 см. Для крепления лаг на мауэрлате необходимо наличие металлических уголков. В них обязательно должна присутствовать перфорация. Желательно использовать саморезы длиной 90 мм. Только они способны обеспечить качественное соединение. В статье приведены схемы стропильных систем мансардных крыш, ориентируйтесь на них при монтаже.
6. Теперь начинается непосредственно установка стропильной конструкции. На временные укосины с опорой необходимо установить доски. Они сформируют будущий периметр всего мансардного этажа. Доски необходимо выровнять по уровню. В противном случае вы получите кривую крышу.
7. Теперь нужно изготовить укосины. Сначала монтируется первая, она фиксируется на установленных ранее досках и выносках лаг. В качестве крепежа используются металлические пластины и саморезы. Затем по первой укосине нужно сделать шаблон. Именно по нему изготавливаются остальные элементы в необходимом количестве.
8. Оставшиеся укосины необходимо установить на предназначенные для них места. Фиксация элементов осуществляется таким же образом, как и на предыдущем шаге. Устройство стропильной системы мансардной крыши несложное, но изготавливать все элементы нужно, ориентируясь на заранее подготовленный план.
9. Затем на смонтированные укосины застилается пароизоляционный материал. Его нужно закреплять при помощи брусьев 50 х 50 мм.
10. Поверх этих брусьев необходимо выполнить контробрешетку. Именно на нее последствии вы будете монтировать кровельный материал. Контробрешетка изготавливается из досок, фиксируется на ранее прибитую обрешетку.
11. Теперь можно сформировать конек. Чтобы на потолке доски не прогибались, нужно установить временные опоры. С такими элементами намного проще произведение работ. На доски необходимо произвести укладку нескольких брусьев, по которым вы будете свободно передвигаться во время проведения монтажа.
12. Теперь можно установить коньковую балку на необходимой высоте.
13. Заранее необходимо напилить стропила и установить их одной стороной на уже собранную конструкцию кровли с укосинами, а второй на балку конька. На противоположных краях крыши стропила необходимо стыковать друг с другом непосредственно над балкой конька.
14. Аналогично, как в 9 и 10 шагах, необходимо произвести укладку слоя пароизоляции, приколотить обрешетку. Но все это делается на установленные стропильные ноги. Не забудьте, что они должны быть надежно закреплены. Только после крепежа выполняется пароизоляция.
15. Аналогично необходимо сделать контробрешетку на стропильной системе мансардного дома.
16. Изготавливаете фронтальную часть крыши мансарды. Необходимо под прямым углом к лагам установить вынос из древесины. Длина должна быть около 50 см. Фиксация производится при помощи металлических уголков и саморезов к мауэрлату и лагам.
17. Необходимо, чтобы вынос имел одинаковую длину. Поэтому при необходимости доски можно подпиливать до нужного размера.
18. Производится монтаж стоек. Их нужно зафиксировать снизу к установленным выносам при помощи саморезов. Сверху они фиксируются на металлических пластинах. Если имеется в проекте мансардное окно, то его нужно сформировать на этом этапе.
19. Затем необходимо установить на свесе крыши брусья, которые соединяют отдельные элементы обрешетки.
20. Обработайте кровлю финишным покрытием. Это может быть шифер, металлочерепица, профлист и прочие материалы.

Снижаем нагрузку на фундамент

Если вы понимаете, что фундамент дома не может выдержать увеличенную нагрузку, то необходимо устанавливать дополнительные опоры. В этом случае мансардный этаж сможет оказывать меньшее влияние на стены и фундамент. В статье приведены чертежи стропильных систем мансардных крыш. Именно балки перекрытий нужно упирать в фундамент.

Выполнение работ можно осуществлять таким образом:

1. Сначала по периметру дома необходимо залить отдельный фундамент, обязательно его нужно армировать. Глубина должна составлять около 70 сантиметров. В нем необходимо заранее предусмотреть отверстия для монтажа дополнительных опор.
2. По всему периметру дома необходимо установить опоры — это брусья из дерева.
3. Обустраиваете перекрытия между домом и мансардой, после этого можно создавать стропильную систему кровли.
4. Затем необходимо обшить кровлю выбранным материалом.
5. Изнутри производится обшивка пароизоляцией.
6. Между стропилами производится укладка утеплительного материала.
7. Производите внутреннюю отделку мансардного этажа.

Это краткое руководство, как осуществить уменьшение нагрузки на существующий фундамент. В этом случае, конечно, потребуется выполнять изготовление дополнительного основания. Можно заливать не ленточный фундамент, а простой столбчатый. В этом случае вы сможете уменьшить затраты на изготовление дополнительных опор.

Основные правила монтажа

Перед тем, как начинать строительство мансарды, необходимо изучить все правила, которые соблюдать нужно в обязательном порядке. В противном случае у вас получится довольно хлипкая и ненадежная конструкция.

Старайтесь придерживаться таких правил:

1. Кровля мансарды должна быть хорошо утеплена. Конечно, если это не времянка или маленький домик на даче, который используется исключительно в летний период времени.
2. Прежде чем начинать работы, нужно создать чертеж всей стропильной системы, тщательно осуществить и расчеты. Все это можно выполнять как в электронном виде, так и в рукописном.
3. Деревянные компоненты необходимо подвергать обработке антисептическими средствами, а также составами, которые защищают от воздействия огня.
4. Стропильные ноги должны иметь сечение свыше 100 х 100 мм.
5. Обязательно сделайте качественную гидроизоляцию кровли. Только в этом случае вы получите надежную защиту от снега и дождей.

Чтобы понять, какая вам необходима крыша, нужно обращать внимание на все аспекты работы. Заранее ознакомьтесь с примерами и чертежами. Конечно, в проект можно внести какие-либо свои корректировки. Но отдавайте себе отчет, что допускается внесение правок, если они не повлияют на прочность всей конструкции. Теперь вы знаете все тонкости, которые необходимы при изготовлении своими руками стропильной системы двухскатной мансардной крыши. Только следуя всем рекомендациям, можно сделать качественную кровлю.