Стропильная система мансардной крыши: чертежи и фото

Общие принципы устройства

Любая строительная конструкция состоит из скелета и оболочки. Кровельная или стропильная системы не являются исключением. От их прочностных и эксплуатационных характеристик зависит комфортное и безопасное проживание владельцев жилья, а также сроки безаварийной эксплуатации.

Скелет двухскатной мансардной крыши – это деревянная стропильная конструкция. Она должна соответствовать нескольким основным требованиям:

Прочность. Выдерживать вес снега и воды, а также ветровые и другие виды динамических нагрузок.
Лёгкость. Чем легче каркас, тем меньше себестоимость всего дома.
Функциональность. Стропила должны равномерно распределять нагрузку на несущие элементы не перегружая отдельные участки.

Покрытие двускатной кровли – это оболочка, которая защищает внутренние помещения от жары, холода, влаги, снега и ветра. Она должна соответствовать нескольким основным требованиям:

Лёгкость. Чем меньше вес кровельного покрытия, тем ниже нагрузка на стропильную систему. От этого зависит конечная стоимость всего строения.
Надёжность. Кровельное покрытие – это первый и главный рубеж на пути агрессивной внешней среды.
Эстетическая красота. Кровля– это один из самых видных элементов здания

На него в первую очередь обращают внимание.

Все стропильные конструкции кровли состоят из однотипных составных частей:

Основные конструктивные элементы двускатной мансардной кровли

Мауэрлат – это прямоугольный или квадратный деревянный брус. Он связывает между собой несущие стены и стропила, распределяя нагрузку по всему периметру здания. Мауэрлат укладывается вдоль стен и крепится с помощью анкеров или арматуры. Сверху на него устанавливаются стропила.
Стропильные ноги – основа кровельной системы. На них ложится вся нагрузка. Стропила изготавливаются из деревянного бруса квадратного или прямоугольного сечения. Одним концом они опираются на мауэрлат, а другим соединяются между собой. По способу крепления стропильные ноги бывают наслонные и висячие.
Коньковый брус – конструктивный элемент квадратного или круглого сечения. Он располагается сверху и на него опирается верхняя часть стропильных ног.

Эти три элемента составляют основу любой мансардной двухскатной кровли. Из них можно построить простую стропильную систему. Для более сложных сооружений существует ряд доборных элементов:

Подкос – это брус, который поддерживает стропила и устанавливается под углом к ним. Внизу подкос опирается на балку перекрытия.
Стойка – это брус, который служит для поддержки стропильной ноги. Она устанавливается под прямым углом к перекрытию.
Схватка – это брус, который соединяет два вертикальных несущих элемента. Его основная функция – гасить растягивающие усилия в больших стропильных системах.
Ригель – это брус, который дополнительно связывает между собой стропила. Он не дает им разъехаться.
Обрешётка – это брус, который является основанием для установки кровельного покрытия. Её изготавливают их досок и крепят с определенным шагом поперек стропил.

Количество и частота установки этих элементов зависят от проектной нагрузки на мансардную двухскатную кровлю. Надо помнить – чем больше элементов, тем дороже и тяжелее вся конструкция. Тем меньше места останется для мансардного жилого помещения. Поэтому прежде чем строить, надо всё внимательно просчитать, а лучше сделать полноценный строительный чертёж со всеми выкладками.

Основные этапы строительства мансардной крыши

Конструкция стропильной системы предполагает наличие следующих элементов:

мауэрлаты;
стропильные ноги;
коньковый брус;
наклонные подкосы;
вертикальные стойки.

Для увеличения надежности всей конструкции и придания ей большей жесткости между стропил закрепляют ригеля, подбалочники, подкосы, стойки. Для обустройства основания под кровельные материалы монтируют обрешетку сплошного или разреженного типа.

Монтаж стропильной системы мансардной крыши двухскатного типа выполняется в несколько этапов:

Монтаж верхнего бруса, который должен иметь сечение 10×10 или 15×15 сантиметров. Его крепят при помощи специальных гвоздей, металлических скоб или саморезов к стойкам. При этом первый по счету брус будет одновременно нести функцию подстропильной рамы.
Установка мауэрлата, который служит основным конструктивным элементом и воспринимает все нагрузки от массы кровли и климатического воздействия. Для монтажа мауэрлата используют доски толщиной от 5 сантиметров и брус с минимальным сечением 5×10 сантиметров. При укладке доски, под ней прокладывают слой гидроизоляции, чтобы влага не проходила к элементам мауэрлата. Крепление доски к стенам осуществляют с помощью скоб и гвоздей, кроме этого мауэрлат дополнительно привязывают к стенам толстой металлической проволокой, которую предварительно вмуровывают в стены на этапе кладки.
Монтаж стропильных ног выполняют с шагом 0.6 – 2 м одна от другой.
В первую очередь производят монтаж крайних к фронтону стропил. Затем протягивают уровень, по которому производят установку следующих элементов.
После установки выполняют соединение стропил между собой в верхней части смонтированного каркаса.
Установка коньковой балки, которая необходима при длине кровли более семи метров. При длине крыши менее семи метров, данный конструктивный элемент не является обязательным.
После проведения данных работ укладывают обрешетку, утеплитель, гидробарьер, кровельные материалы.

Стропильная система мансардной двухскатной крыши выполняется с соблюдением следующих правил:

стропила и другие конструктивные элементы мансарды должны выполняться из балок с минимальным сечением 10×10 сантиметров; брус должен быть самого высокого качества и содержать не более трех изъянов на 1 погонный метр;
при креплении мансардной конструкции используют металлические скобы, специальные гвозди и обвязку из проволоки;
для мансардной крыши используют деревянные элементы с влажностью не более 15%;
все деревянные конструктивные элементы должны подвергаться обработке антисептическими препаратами и веществами, которые предохраняют от преждевременного гниения;
оптимальным вариантом для использования в строительстве мансарды, являются хвойные породы деревьев, которые наименее подвержены влиянию влаги;
для использования в качестве вертикальных стоек применяют деревянный брус с геометрическими размерами 10×10 сантиметров; для их установки используют отвес, который поможет установить их в строго вертикальной плоскости; эти стойки будут основой для будущих стен мансарды, которые впоследствии оббиваются фанерой, гипсокартоном или другим материалом;
особое внимание следует обратить при закладывании окон, потому что после установки стропил их размер будет уже очень сложно изменить.

Проектирование и материалы мансардной крыши

Мансардное строительство – процесс довольно сложный, и требующий определенных навыков. Лучше всего делать проект на этапе самого строительства дома. Так как пристроить мансарду к уже готовому зданию довольно сложно, хотя и вполне реально.

Специалисты выделяют три основных варианта проектирования мансарды:

составление чертежа самостоятельно. Это самый бюджетный способ, но для его осуществления, необходимо иметь небольшие навыки в проектировании;
использование готового проекта, который можно найти на просторах интернет. Но далеко не факт, что готовый проект подойдет под ваш дом. И скорее всего, в него придется внести некоторые изменения. А это, опять же, требует определенных навыков;
заказ проекта в строительной компании. Идеальный способ, когда специалисты учтут все ваши пожелания, особенности жилого дома, тип грунта и многое другое. Но данный метод самый затратный.

Занимаясь проектированием мансарды, нельзя игнорировать следующее:

выбор теплоизоляции;
грамотное обустройство гидроизоляции;
правильную вентиляцию.

Что касается используемых материалов для кровли, на строительном рынке предоставлен их огромный ассортимент. Но лучше использовать легкие по весу материалы, которые не будут оказывать существенных нагрузок на стены и фундамент. К ним относятся:

черепица;
профнастил;
металлочерепица.

Расчёт полезной площади мансардной крыши

При расчете полезной площади мансарды важно учитывать много разных факторов: как будет эксплуатироваться помещение, каких оно должно быть размеров. Здесь при расчетах площади учитывается только высота стен по низкой стороне

Для точного расчета площади необходимо вспомнить формулы площади из курса геометрии. А лучше всего, воспользоваться специальными компьютерными программами, которые значительно упростят процесс расчета площади, помогут избежать ошибок и выдадут точный результат.

Поэтапность монтажа двухскатной крыши с мансардой

При необходимости сэкономить на строительстве оптимальным выбором станет возведение дома с двускатной крышей и мансардой. Своими руками такой тип кровли можно сделать за несколько недель, а бригада профессионалов справится гораздо быстрее.

Поэтапно работа выполняется следующим образом:

Выполняют укладку нижних балок. Их не используют лишь тогда, когда имеется деревянное перекрытие.
Далее устанавливают стойки – «скелет» мансарды. Их фиксируют скобами или шипами и для большей устойчивости подпирают временными раскосами.
Потом приступают к установке мауэрлата – на этот элемент крепят ноги стропил, изготавливаемых из прямых досок без сучков.
Сначала стропильные ноги монтируют у фронтонов, а потом по всей протяженности стен с интервалом 60-120 сантиметров. Эта величина зависит от ширины теплоизоляционного материала и веса кровельного покрытия.
Укладывают слои гидро- и пароизоляции, обрешетку и контробрешетку. Когда мансардное помещение планируется делать жилым, его утепляют минватой на базальтовой основе, пенопластом или эковатой.
Обшивают любыми пиломатериалами фронтоны и свесы, а полученную поверхность покрывают, например, еврошифером или ондулином.

В результате мансардный дом с двухскатной крышей позволяет увеличить площадь для проживания в нем примерно в 1,5 раза.

Определение конструктивных размеров

Длину стропильных брусьев можно определить без вычислений. Для этого:

В центре фронтальной стены вертикально устанавливают временную опору с привязанным шпагатом на предполагаемой высоте конька крыши;
Шпагат отводят к углу дома, таким образом, определяя величину ската крыши. Добавляют к этой величине 60 см на карнизный свес и получают размер стропильной балки.

Расчетные размеры висячей стропильной конструкции двухскатной крыши для дома с шириной 6 м указаны на чертеже.

Определяем количество стропильных арок. Для этого:

Делим длину строения на расстояние между опорами. Для небольшого загородного дома оптимальный шаг установки стропил – 1 м. Если длина дома — 8 м, то количество арочных конструкций составит: 8/1 + 1 = 9, а расстояние между ними: 8/9 = 0,9 м.

Схемы

Теперь пришла очередь чертежей и схем.

Двускатная крыша

Устройство двухскатной крыши с мансардой и холодным чердаком над ней.

Большой пролет кровли вынуждает использовать центральную стойку, на которую опираются наслонные стропила. Боковые стойки придают скатам дополнительную жесткость и служат каркасом для стен мансарды.

Устойчивость по отношению к снеговой нагрузке обеспечивает пара ригелей: первый служит основой для горизонтального утепленного потолка, второй скрыт в холодном чердаке.

Схема мансардной конструкции при ширине крыши менее 6,5 метров.

Еще одна, более простая стропильная система двухскатной крыши с мансардой. Центральная стойка отсутствует. Укороченный ригель делает потолок ломаным: горизонтальная центральная часть соседствует с наклонными участками.

Ломаная крыша

Устройство стропильной системы мансардной крыши с ломаными скатами.

У ломаной мансардной крыши стойки всегда устанавливаются точно под изломом. Стягивающий изломы друг с другом ригель обеспечивает максимальную жесткость конструкции. Увы, у такой схемы есть серьезный недостаток: потолок остается сравнительно низким даже в центре мансарды, хотя высота конька позволяет поднять его еще на несколько десятков сантиметров.

Вальмовая крыша

Стропильная система вальмовой крыши с мансардой.

Здесь жесткость обеспечивается накосными (угловыми) стропилами со стойками в середине их длины. Стойки соединяются между собой горизонтальными связями. Нарожные стропила опираются на накосные и образуют прочное основание для кровли.

Односкатная крыша

Варианты стропильной системы односкатной мансардной крыши.

У единственного ската на первое место выходит проблема обеспечения устойчивости к снеговой нагрузке, поэтому при пролете свыше 4,5 метров стропилам нужны дополнительные опоры.

На схеме показаны варианты их монтажа:

При пролете до 6 метров достаточную жесткость обеспечит установка косой подстропильной ноги;
Центральная стойка с парой подстропильных ног позволяет увеличить пролет до 12 метров;
Две промежуточные стойки с косыми ногами и связкой между ними дают возможность сделать 16-метровый пролет.

Полувальмовая крыша

Конструкция полувальмовой крыши с центральной фермой.

Высота фронтонов позволяет переложить на них основную нагрузку. На фронтоны опирается сборная ферма, которая служит опорой для боковых стропил. Для большей жесткости стропильные ноги связаны между собой ригелями и продольными прогонами.

Как правильно выбрать схему мансардной крыши

Для того чтобы правильно выбрать тип конструкции стоит учитывать несколько факторов:

величину и вес конструкции . Не каждый дом способен выдержать большой вес второго этажа, потому будьте очень осторожны и внимательно изучите технические документы вашего дома. Величина конструкции зависит от возможных нагрузок. Если для региона характерны серьезные ветра, то высокая мансарда может не выдержать;
свои силы . Выполнить серьезную конструкцию без определенных навыков практически невозможно, поэтому выбирайте варианты попроще, если будете выполнять работу самостоятельно;
внешний вид . Простая и крепкая крыша всегда будет смотреться выгодно на любом доме. Вот некоторые примеры двускатных мансардных крыш

Несмотря на свою простоту, кровли смотрятся очень красиво, потому не думайте, что сложная конструкция будет смотреться выгоднее.

Учитывая все эти факторы, определитесь с выбором.

Особенности крыши с мансардой

Прежде всего, следует понимать, что наличие мансарды позволяет заметно увеличить полезную площадь дома. Ведь в отличии от чердака, данное помещение вполне может быть жилым и служить, например, в качестве спальни. Также часто в мансардном этаже оборудуют гардеробные или ванные комнаты. Конечно, такое назначение требует определенного удобства, поэтому прежде чем проектировать кровлю и, тем более ее монтировать, стоит продумать какой вид будет у мансарды. Сегодня принято различать несколько типов кровельных конструкций:

остроконечная крыша – угол наклона в такой кровле составляет 60 градусов, то есть это довольно высокие крыши, которые принято делать только на строениях небольшого размера;
классическая – скаты соединяются под углом в 45 градусов, это один из самых распространенных вариантов обустройства крыши;
ломаная – в этом случае сооружаются два неравнозначных ската с каждой стороны, то есть первый устанавливается под углом в 60 градусов, а второй в 30 градусов, это отличное решение для домов с большой площадью.

Также принято различать наслонные и висячие стропильные системы в двускатной кровле. Отличие данных разновидностей в том, что наслонные стропила опираются верхней частью в коньковый брус, а нижней — в мауэрлат, то есть они непрерывные. В висячей же системе стропила в нижней части опираются на затяжку, а вверху друг на друга. В случае, когда обустраивается двускатная мансардная крыша рекомендуется делать ломанные висячие скаты, так как они предоставляют больше пространства внутри помещения под кровлей.

Разумеется, что кроме очевидных достоинств мансардных этажей, таких как увеличение площади дома и возможности достроить данное помещение даже в том случае, если в изначальном проекте оно не было запланировано, имеются у мансард и свои недостатки. В частности, можно выделить 4 существенных минуса.

Потолки в помещении имеют скошенный вид, что не позволяет использовать комнату с максимальным комфортом, также далеко не вся мебель подходит под такие пространства.
Требуется проводить максимально качественную тепло- и гидроизоляцию, так, как только в таком случае помещение может стать жилым.
Необходимость наличия специальных мансардных окон, которые отличаются высокой стоимостью.
Нет возможности устроить чердак.

Если данные недостатки не являются проблемой, то можно смело возводить мансардный этаж двухскатной крыши.

Определение конструктивных размеров

Длину стропильных брусьев можно определить без вычислений. Для этого:

В центре фронтальной стены вертикально устанавливают временную опору с привязанным шпагатом на предполагаемой высоте конька крыши ;
Шпагат отводят к углу дома, таким образом, определяя величину ската крыши. Добавляют к этой величине 60 см на карнизный свес и получают размер стропильной балки .

Определяем количество стропильных арок. Для этого:

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

Типы мансардных крыш

Основные виды мансардных крыш

Есть несколько конструктивных видов мансардных двухскатных крыш, которые могут различаться по форме скатов, быть симметричными или асимметричными, находиться на разных уровнях относительно земли.

По форме скатов различаются:

Двухскатная ровная мансардная крыша – это традиционная форма для малоэтажного строительства. Она представляет собой классический треугольник. Такую конструкцию легко монтировать и обслуживать. Она стоит недорого.

Классическая двухскатная крышаСхема расположения элементов у классической двухскатной крыши

Ровная мансардная крыша не всегда подходит для сооружения жилых помещений. Это связанно с её конструктивными особенностями.

Общий вид ломаной мансардной крыши

Для наглядности ломаную двухскатную систему можно разделить на три треугольника. Два прямоугольных треугольника составляют боковые скаты. Внешняя линия скатов будет их гипотенузой. Верхняя часть кровли состоит из одного равнобедренного треугольника, который ложится на два прямоугольных.
Схема расположения несущих элементов в ломанной мансардной крыше

https://youtube.com/watch?v=fOlIW8FXVP8

По расположению различают:

Симметричные скаты – это классический вариант, где две половины крыши дома являются зеркальным отражением друг друга. В такой двухскатной системе используется максимальная площадь подкровельного пространства. Симметричная крыша выглядит органично. Такие дома рекомендуются поклонникам проверенной и надёжной классики.

Мансардная крыша с симметричным скатом

Асимметричные скаты – более смелый вариант. Линия конька не совпадает с центральной линией всего дома. Длины скатов могут сильно разниться. При таком устройстве кровли уменьшается плошать мансардного помещения. Дома с такой кровлей рекомендуются для поклонников современной несимметричной архитектуры.

Мансардная крыша с асимметричными скатами

Скаты, расположенные на разных уровнях

У них отсутствует конёк. Скаты на мансарде не соединяются между собой, а как бы нависают друг над другом. Дома с таким типом устройства кровли выглядят необычно и не получили широкого распространения в нашей стране.
Общий вид дома со скатами на разном уровне

Вальмовые и полувальмовые кровли

Эти мансардные кровли образуют отдельный вид из-за того, что скаты у них располагаются не только по бокам, но полностью или частично заменяют собой фронтоны.

Вальмовые. Классический вариант из четырех скатов. Два основных боковых имеют трапециевидную форму. Вместо фронтонов – «вальмы». Все четыре ската опоясывают стены на одном уровне от земли.

Вальмовая крышаКонструкция вальмовой крыши

Полувальмовые. Их конструкция специально разработана для районов с повышенной ветровой нагрузкой. У этого типа самая сложная форма из всех двухскатных. Боковые скаты имеют форму многоугольника. Вальмы заканчиваются примерно на середине боковых скатов. Такой тип кровли подходит для создания полноценного жилого второго этажа.

Коттедж с полувальмовой мансардной кровлей