Устройство стропильной системы мансардной крыши

Стропильная система мансардной крыши: теория и практика

Думать о том, что приспособленный под жилье чердак недавно придуманное «know how» – глубокое заблуждение.

Франсуа Мансар (Mansard) ещё в 1630 году поручил подкровельному чердачному пространству новую роль.

С лёгкой руки французского архитектора «карлсоновы апартаменты» и носят название «мансарда».

В более суровом климате мансарды распространились позже, с развитием новых видов теплоизоляции.

Стропила для мансарды — наслонные или висячие

Форма крыши, куда можно «запихать» как минимум одну комнату, может быть самой непредсказуемой.

Практикуется чаще всего так называемая двускатная крыша с изломом.

Пример двускатной крыши с изломом

Соотношение объемов «жилой/неиспользуемый» — максимально.

Отходят от привычной схемы из эстетических соображений, когда некая «горбатость» не по вкусу.

Однако, какова бы ни была форма, законы геометрии и сопромата неизменны.

Два правила:

  1. Расчёт стропильной системы становится понятным, если сложные формы свести к множеству простых.
  2. Единственная применяемая в «крышевании» жёсткая конструкция – треугольник.

Расчленив на треугольники и посчитав элементы каждого, можно выяснить и сечения стропильных ног, и подобрать материалы.

Выбор стропильной системы

Конструктивное решение и размеры элементов стропильных систем определяются:

Стропильная система ломаной мансардной крыши

  • удельным весом кровельного материала;
  • атмосферными нагрузками;
  • формой.

Верхние концы стропил двускатной крыши всегда упираются друг в друга или соединяются ещё с коньковым брусом.

Но если висячие стропила «стоят» только на наружных стенах (с мауэрлатами или без), то наслонным помогают внутренние.

Расчет мансардной крыши из наслонных и висячих стропил

Методика лежит на таких «китах», как:

    Вес снега – см. карту-приложение к СНиП 2.01.07-85 (дополнены и изменены в 2008 г.):

Снеговые районы РФ 1 2 3 4 5 6 7 8
Q , кПа (кг/м2) 0,8 (80) 1,2 (120) 1,8 (180) 2,4 (240) 3,2 (320) 4,0 (400) 4,8 (480) 5,6 (560)

Сила ветра – карта ветровой нагрузки оттуда же. Берём среднюю составляющую от ветрового воздействия z над землёй из формулы: W = Wo х kWo — нормативное значение силы ветра, по карте:

Районирование РФ Ia I II III IV V VI VII
Wo (кгс/м2) 17 23 30 38 48 60 73 85

k — коэффициент, меняющийся из-за высот и в зависимости от местности:

Высота здания, м А B
5 0,75 0,5
10 1 0,65
20 1,25 0,85

где А — открытые пространства, B — территории, имеющие преграды 10-тиметровой высоты и более (города, леса и т. п.);

При полном расчёте умножают ещё и на C — аэродинамический коэффициент (-1,8 – крыша взлетает, 0,8 – давление ветра максимальное). Примем по максимуму: 0,8.

Далее выписываем веса:

  1. кровельного материала;
  2. чернового настила + обрешётки;
  3. утеплителя (поскольку неутеплённая мансарда — редкость);
  4. самой стропильной системы.

Дано:

  • угол уклона крыши α = 38°;
  • шаг стропил A = 0,6 м;
  • длина рабочего участка (провиса) стропильной ноги Lmax = 3 м;
  • материал возьмём распространённый — сосну I сорта (Rизг = 140 кг/см²);
  • кровля – профнастил, вес 4 — 5 кг/м².

Находим сумму нагрузок на кв. метр Q:

  • снег – зона III: 180 кг/м2;
  • ветер – зона I: 23х1х0,8 = 18,4 кгс/ м2;
  • вес профнастила: 5 кг/м²;
  • обрешётка – 20 кг/м²;
  • стропильная система (из досок): 20 кг/м².

Итого: 243,4 ≈ 244 кг/м²;

  1. На погонный метр стропилины придётся Qr = A • Q;Qr = 0,6•244 ≈ 146,4 кг/м2, где 0,6 – шаг стропил, выбранный нами произвольно.
  2. Доски для стропил возьмём 50 мм.
    Просчитываем сечение стропил.При выбранной ширине высоту определяем по формуле:
    H ≥ 8,6 • Lmax • sqrt(Qr / (B • Rизг)), когда уклон α 30°.H — высота сечения стропильной ноги, см;
    Lmax – длина самого длинного рабочего участка стропильной ноги, м;
    Qr – сколько достанется нагрузки на пог. м. в кг/м;
    B — толщина досок в см;
    Rизг – показывает, насколько древесина может противиться изгибу, кг/см².Для соснового и елового материалов Rизг будет (по сортам):
    I — 140 кг/см²;
    II — 130 кг/см²;
    III — 85 кг/см²;

sqrt — квадратный корень.

Поскольку речь идёт о мансарде, то уклон менее 30° — нонсенс, следовательно:
H ≥ 9,5 • 3 • sqrt(146,4 / 5 • 140) ≈ 18,24 см, ближайшее значение H ≥ 19 см;

Уложится результат в норму?

Проверим, соблюдено ли неравенство:
3,125 • Qr • (Lmax)³ / B • H³ ≤ 1

Подставляя значения, имеем:
3,125 • 146,4 • 3³ / 5 • 19³ ≈ 0,36

Поскольку 0,36 Крыша с увеличенным свесом

Спасёт решение с упором стропил не «на», а «после» внешней стены.

Карнизный свес велик настолько, что мауэрлат уже не используется — балки.

Под стропила монтируют подкос, в каждую деревянную балку перекрытия стойки заглубляют не более трети её сечения.

Чтобы ветром крышу не снесло, стропила дополнительно увязывают проволочными скрутками и анкеруют.

Дополнительные сведения о крыше мансардного типа.

О том, как соорудить водосток для крыши своими руками, можно прочитать здесь.

Стойки ставят в местах пересечений подкосов со стропильными ногами, упирая их в балку перекрытий над капитальной ограждающей конструкцией.

Мансарда из наслонных стропил

Сечение верхних схваток увеличивают, применяя общепринятые методики расчёта.

Схватки дополнительно поработают опорными балками для стоек наслонных стропил верха мансардной крыши.

Прибавьте сюда функцию несущих элементов для стен и потолка будущих комнат.

Верхний конец боковых стропил крутого ската опирают на боковой прогон, укладываемый на стойки или фронтоны.

Чертеж стропильной системы мансардной крыши

Допустимо — только на стойки, без прогонов.

Нижние концы этих стропил опирают на балки перекрытия.

При большом весе кровельных материалов укорачивают шаг стропил и вводят дополнительно несколько поперечных балок.

Резонно использовать такие решения для крыш сложной геометрической формы.

Основную нагрузку понесёт каркас помещения мансарды, стропила же — из материала потоньше.

Стропильная система этого типа собирается так:

  • Cначала формируют каркас, напоминающий букву «П».
  • Уже на собранную конструкцию кладут прогоны.
  • Крепят стропила.

Мансардная крыша в «микродоме»

Может быть выполнена двояко.

Первый, маловероятный вариант – дом в плане квадратен.

Интересно решение, предложенное ещё в 1914 году.

Это – крыша Г. Судейкина.

Особенность её в том, что чердачное пространство используется для жилого помещения почти на 90%.

Нет больше ни одной другой крыши с подобной эффективностью и простотой устройства окон непосредственно в мансарде.

Не требует чистки от снега и наледи – весьма крута.

Минус – требует тщательного расчёта элементов и мастерского исполнения.

Вариант второй: — устройство стропильной системы мансардной крыши для дачного домика:

  • Стропила из доски.
  • Расчёт нагрузки — на однопролётные балки.

Желательно ввести в конструкцию усиление соединений – прибоины, монтажные планки.


Собирают узлы стропильной системы так:

  • Врезают стойки в балки перекрытия.
  • Устанавливают стропильные ноги крутых нижних скатов.
  • Ставят верхнюю балку перекрытия мансарды.
  • Врезают коньковую стойку (их ставят несколько – по числу стропильных ферм — ради усиления верхнего ската) в балки перекрытия мансарды.
  • Ставят стропильные ноги верхних скатов.
  • Усиливают дополнительными прибоинами места сочленений стропил с балками перекрытий.
  • Монтируют схватки и обрешетку под кровельный материал.

Посмотрите видео о расчете стропильных систем.

Источник: proroofer.ru

Устройство стропильной системы мансардной крыши

Навигация по странице

Приступая к строительству мансарды, необходимо иметь хороший проект. Вид кровли должен гармонично сочетаться с видом всего здания. Выбирая конструкцию верхнего этажа, необходимо выяснить, как устроена стропильная система мансардной крыши, каков ее шаг. Конструкция стропильной системы является основой кровли. Важными являются все узлы, опоры, расстояние между ними, материал и ограждения. Это опорный скелет кровли, определяющий ее надежность и долговечность, кроме того, стропильная системапозволяет выполнять ее прямую функцию — защищать от непогоды. Если планируется строить мансарду своими руками, необходимо подобрать не очень сложную схему конструкции. Стропильная система во многом зависит от того, какой тип кровли будет выбран, какой шаг стропил и какой вид мансардной крыши будет предпочтительным. Проект должен содержать расстояние между стропилами, шаг расположения балок, учитывать как собственный вес кровли, так и нагрузку, вызванную природными осадками. Кроме того, все узлы должны быть устойчивы к перепадам температур.

Виды мансардной крыши

Система стропил и узлы для различного вида мансардных конструкций имеют свои отличия. При этом конструкция должна быть не очень тяжелой, дабы не нагружать стены здания, надежной и прочной, а шаг стропил оптимальным. По видам мансардные кровли бывают:

  • Двухскатными, с двумя скатами по сторонам.
  • Ломаной, состоящей из двух или более скатов с различными углами наклона.
  • Вальмовой, где два или больше ската имеют треугольную форму.
  • Полувальмовая, с торцевыми скатами расположенными примерно на расстоянии половины высоты.
  • Купольная, для зданий, имеющих многоугольную или круглую форму.
  • Сводчатая, имеющая форму дуги в разрезе.

Тип кровли подразделяется на вентилируемые и невентилируемые конструкции. В зависимости от климата выбирается строение того или иного типа. Для влажных климатических зон с большим количеством осадков предпочтительнее строить вентилируемые кровли. В подобных крышах слой воздуха между кровельным материалом и изолятором выполняет дополнительную предохраняющую функцию. Невентилируемая, ломаная больше подходит для сухого климата.

Особенности мансардной крыши

Характерными особенностями мансардной кровли, в отличии от стандартных крыш является воздействие на конструкцию не только снаружи, но и изнутри. Внешние в виде осадков и ветра и внутренние в виде конденсата, возникающего из-за разницы температур в помещении и на улице. Поэтому конструкция верхнего этажа и стропильная система должны иметь дополнительную пароизоляцию и теплозащиту – слои материала, уложенные на некотором расстоянии между собой. Для дополнительной теплоизоляции, как правило, используется минеральная вата, вместе с влагонепроницаемым материалом и гидроизоляцией на кровле они образуют хорошую защиту. Небольшое расстояние между слоями даст вентиляцию кровле. Как правильно устанавливать теплоизоляцию и гидроизоляцию https://www.youtube.com/watch?v=SUYNaJqO5WA

Правила для стропильных систем

При строительстве мансардной кровли необходимо четкое соблюдение норм и рекомендаций касающихся конструкций системы стропил и их шага. Основные из них:

  • Брус или доску для изготовления стропил следует выбирать из древесины высокого качества и хорошо просушенной (с влажностью не более 15%).
  • Размер стропил следует выдерживать не менее 100х100 мм в сечении.
  • Не допускается врезка балок в нижний венец, это может ослабить конструкцию.
  • Обязательно обработать огнезащитным составом и антисептиком все узлы из дерева, для предотвращения грибка и гниения.
  • Угол наклона стропил от 30 до 60 градусов.
  • Крепления стропил осуществляются металлическими уголками или металлическими скобами и специальными гвоздями, обвязка производится проволокой.
  • Высота стропильной системы варьируется 2.5-3.5 метра, а ломаная конструкция допускает высоту до 4м.
  • Особо тщательно следует проектировать и просчитывать узлы и оконные проемы, шаг стропил, т.к. после монтажа стропил изменить параметры мансардных окон будет сложно.

Материалы стропильной конструкции

Стропильная система мансардной крыши может строиться из различных материалов. Современная промышленность позволяет использовать не только дерево, но и облегченные металлические балки и узлы. Самые распространенные это:

  • железобетонные конструкции, применяемые в основном для промышленных зданий;

Определять материал следует исходя из конструктивных параметров здания, его размеров и применения. Металлические и бетонные стропильные системы, как правило, используются на зданиях промышленного назначения. В частных и небольших по размеру домах чаще предпочитаются деревянные конструкции. Дерево легче обрабатывать, конструкция кровли не такая тяжелая, стропильная система из дерева легче монтируется и намного экологичнее.

Расчет стропильной системы

Чтобы кровля прослужила долго, надежно выполняла свои функции и не требовала постоянного ремонта, необходимо проделать точные расчеты перед началом строительства. Следует учесть собственный вес кровли, зависящий от ее материала, количество осадков и нагрузки ветра. В соответствии с расчетами выбирается тип стропильной конструкции и шаг установки стропил. Перечислим основные разновидности стропильных систем:

  • система стропил ломаной крыши;

Расчеты для систем с наслонной конструкцией, ломаной кровли легче и быстрее, чем для висячих стропил. Наиболее распространёнными являются комбинированные стропильные конструкции скатных крыш. Рекомендуется расчет сложных стропильных систем поручить профессиональным проектировщикам. Расчет с помощью сложных формул и коэффициентов должен дать значение нагрузки на один метр квадратной стропильной системы. Для жилых домов нормативная средняя нагрузка равняется 50 кг на м². Расчетная схема стропильной системы https://www.youtube.com/watch?v=RWu2HiFXGpM

Обрешетка и мауэрлат

Конструкция обрешетки напрямую связана с видом кровельного покрытия. Для мягких видов покрытия (например, ондулин) обрешетка должна быть сплошной. При использовании шифера, металлочерепицы или профнастила, доски на обрешетке следует располагать на расстоянии 25-40 см. Для изготовления обрешетки, обычно, используется обрезная доска толщиной 40-50 мм. Если крыша устроена с малым уклоном, следует установить снегозадерживающие конструкции.

Для каменных строений распространена такая часть стропильной системы как мауэрлат. Его задача скомпенсировать часть нагрузки стропил на стены дома. Кроме того, мауэрлаты соединяют конструкцию крыши и здания. Как правило, крепится мауэрлат при помощи анкеров на бетонный пояс поверху стен. В небольших деревянных домах из бруса или рубленых роль мауэрлата может выполнять последний венец.

Опоры стропильной системы

Устройство стропильной системы мансардной крыши отличается креплением на мауэрлате:

  • В деревянных домах из бруса мауэрлат может фиксироваться на верхнем венце.
  • В домах, имеющих каркас, опираться стропила могут на верхнюю обвязку.
  • В домах из кирпича и камня опорой является нижний венец.

Важно! Во всех случаях необходимо обязательно гидроизолировать опорные балки. Для этого, как правило, применяется гидроизоляторы рулонного типа.

В случае монтажа лежней на столбах, размеры столбов должны равняться 100х145 мм ± 5 мм. Если лежень монтируется на стене или на перекрытии, между ними можно установить узкую доску. Лежень можно не использовать для четырехскатной кровли, если используются балки без крышных подкосов.

Монтаж

Вкратце приведем порядок, в котором устанавливаются стропильные системы скатных крыш.Начинать следует с монтажа мауэрлата, на который будет опираться стропильная система. Изготавливается он из бруса размером, примерно 10х15 см и принимает на себя нагрузку стропил. Под брус заводится гидроизоляция в виде рубероида или аналогичного материала. Фиксация мауэрлата производится шпильками или с помощью цементного раствора.

В случае если крыша имеет ломанную или комбинированную конструкцию, наиболее распространенной формой фермы является п-образная. Рекомендуется монтаж таких ферм производить внизу, после чего поднимать и устанавливать на крыше. Каркас собирается из доски 5х15 см или бруса 10х10 см и монтируется на крыше на расстоянии 0.5-2 метра. Дистанция между фермами определяет нагрузку, которую должна выдерживать кровля. Чем меньше расстояние между стропилами, тем большую тяжесть выдержит конструкция. Наиболее распространенными являются треугольные фермы.

Важно! Первыми следует устанавливать крайние фермы, соединив их коньком. Конек с помощью уровня выравнивается по горизонтали, после чего можно ставить промежуточные фермы.

Источник: metasold.com

Устройство мансардной крыши своими руками

В качестве наиболее простого и бюджетного способа расширения жилого пространства, можно назвать устройство мансардной крыши частного дома. Все работы не требуют использования специальной строительной техники и могут выполняться своими руками, хотя следует иметь в виду, что процесс этот достаточно трудоемкий. Тем не менее приложенные усилия вполне окупаются, ведь в мансарде можно устроить не только спортзал или зимний сад, но и жилые комнаты – достаточно провести несложные работы по ее утеплению.

Проектирование мансарды – важный и обязательный этап

Для того чтобы упростить и ускорить устройство ломаной мансардной крыши своими руками, следует заранее позаботиться о создании подробного и грамотного проекта. Это позволит избежать многочисленных трудностей и увеличения расходов на этапе строительства мансарды.

Создаваемый проект будущей мансарды должен учитывать такие моменты, как:

  • точную геометрию мансарды;
  • обеспечение совместного функционирования всех инженерных систем и коммуникаций в доме;
  • используемый строительный материал, поскольку устройство мансардной крыши более целесообразно из легких материалов;
  • кровельный материал, который не должен создавать на конструкцию мансарды и всего дома чрезмерной нагрузки;
  • необходимость утепления мансарды и ее отопления.

Вне зависимости от того, какой формы планируется устроить крышу (простая/многоуровневая, двускатная/ломанная), проектирование лучше всего либо полностью доверить специалисту, либо выполнять самостоятельно, но под его руководством.

Этапы работ по устройству мансарды

Правильный монтаж несущей конструкции является гарантией того, что вся конструкция мансарды будет надежной, и выдержит не только собственный вес, но и любые внешние воздействия – ветра, ливни и обильные снегопады. Поэтому устройство стропил мансардной крыши должно выполняться с учетом климатической зоны, в которой располагается строение. Оптимальным материалом для изготовления стропил для мансардной крыши, традиционно считается древесина хвойных пород (сосна или лиственница).

После демонтажа старой кровли, можно начинать устройство мауэрлата на мансардных крышах, который является их своеобразным «фундаментом».

Мауэрлат устанавливается на двух противоположных стенах в том случае, если возводимая кровля является двускатной, и по периметру, если планируется четырехскатная крыша. Особое внимание следует заострить на том, что все элементы мауэрлата должны располагаться в одной плоскости и быть параллельны, а угол между его примыкающими частями должен составлять ровно 90 градусов. Необходимо также предусмотреть наличие гидроизоляции между несущей стеной и собственно мауэрлатом, а он сам должен быть изготовлен из цельного бруса, с минимальным количеством сучков.

Прежде чем начинать монтаж стропил мансардной крыши, их необходимо обработать специальным огнебиозащитным составом, который предохраняет древесину от гниения и поражения насекомыми, делая ее трудновоспламеняемой. Оптимальным способом пропитки является вымачивание, но в случае невозможности обработать стропила подобным образом, можно наносить состав кистью в несколько слоев, с промежуточной сушкой (1-2 часа/слой).

Установка стропильной системы

Вне зависимости от размеров будущего помещения, устройство стропильной системы мансардной крыши является достаточно трудоемким, поэтому более целесообразно проводить сборку деревянных ферм на земле, и уже в собранном виде осуществлять их подъем и крепление. Вначале проводят установку двух крайних ферм, между которыми натягивают коньку (уровень). Это позволит создать идеально ровную конструкцию.

Шаг крепления стропил не должен превышать 100-120 см. По завершении монтажа, фермы скрепляются между собой специальными ригелями, которые обеспечивают мансарде необходимую жесткость и одновременно служат основой для потолка внутри будущего помещения. Если планируется устройство мансардных окон в крыше, на этом же этапе в стропильной конструкции предусматриваются соответствующие проемы. Рекомендованная площадь остекления мансардного этажа составляет 12,5%.

Угол наклона стропил может варьироваться в диапазоне от 30 до 60 градусов. При его выборе следует также учитывать климатические особенности местности, где расположен дом. В том случае, если в месте застройки преобладает степной климат и ветреная погода, угол наклона можно уменьшить, увеличивая тем самым площадь жилого помещения. Если же дом выстроен в лесной местности, угол наклона должен быть увеличенным, что будет способствовать более легкому сходу снега с мансардной крыши в зимний период.

Выбор обрешетки и типа кровельного покрытия

Самостоятельное устройство двускатной мансардной крыши сопряжено с достаточно непростым выбором типа кровельного покрытия. Поскольку конструкцию мансарды нежелательно нагружать чрезмерно тяжелым покрытием, использование натуральной черепицы, как наиболее практичного и долговечного материала, практически исключено. Также нежелательно использовать и металлочерепицу – прежде всего из-за ее низких тепло- и звукоизоляционных характеристик. Поэтому наиболее распространенными материалами считаются традиционный шифер или гибкая (битумная) черепица.

Именно гибкая черепица может считаться оптимальным материалом для мансардной крыши, сочетая высокие эстетические характеристики, приемлемую стоимость, простоту монтажа и хорошие изолирующие свойства. Для ее монтажа следует предусмотреть сплошную обрешетку. Отличным материалом для нее станет OSB-плита (3 класса). Если выбирается шифер или иной листовой материал, достаточно будет разреженной обрешетки из обрезных досок, закрепляемых на стропилах с шагом 25-50 см. Стоит отметить, что вне зависимости от типа кровельного покрытия, устройство мансардной крыши своими руками должно сопровождаться ее утеплением.

Утепление мансарды – обязательный этап для получения комфортной жилплощади

Как правило, устройство мансардной крыши, фото которой представлено ниже, является многослойным.

При этом качество утепления мансарды должно быть достаточным для обеспечения нормальной температуры внутри нового помещения без существенного повышения затрат на отопление. В качестве утеплителя наиболее рационально использовать негорючую (базальтовую) минеральную вату. Она выпускается в рулонах или матах с толщиной 50-100 мм. Для средней полосы нашей страны, рекомендованный слой составляет не менее 200 мм.

В том случае, когда используется толстый слой базальтового утеплителя, мансардное помещение будет отлично тепло- и звукоизолировано, поскольку волокнистая структура минеральной ваты прекрасно гасит звуковые колебания. Среди достоинств этого утеплителя можно отметить:

  • легкость;
  • негорючесть;
  • экологичность;
  • высокая плотность;
  • приемлемая стоимость.

Правильное устройство и монтаж мансардной крыши в результате позволит создать конструкцию, состоящую из пяти слоев:

  • наружный слой – выбранное кровельное покрытие;
  • гидроизоляционный материал, монтаж которого необходимо вести таким образом, чтобы влага из помещения могла беспрепятственно «покидать» его;
  • непосредственно слой теплоизоляции;
  • пароизолирующая мембрана;
  • внутренний слой, в роли которого может выступать гипсокартон, ОСП-плита, деревянная или пластиковая вагонка.

Устройство мансардной крыши своими руками, видео которой представлено ниже, наглядно демонстрирует все этапы работ. Несмотря на достаточную их сложность, все же не является чем-то невыполнимым.

Для выполнения работ не требуется привлечение тяжелой строительной техники или дорогостоящего профессионального инструмента. Демонстрируя устройство мансардной крыши, видео поможет избежать типичных ошибок при самостоятельном строительстве и в несколько раз ускорить весь процесс.

Источник: bouw.ru

Стропильная система мансардной крыши: теория и практика

Думать о том, что приспособленный под жилье чердак недавно придуманное «know how» – глубокое заблуждение.

Франсуа Мансар (Mansard) ещё в 1630 году поручил подкровельному чердачному пространству новую роль.

С лёгкой руки французского архитектора «карлсоновы апартаменты» и носят название «мансарда».

В более суровом климате мансарды распространились позже, с развитием новых видов теплоизоляции.

Стропила для мансарды — наслонные или висячие

Форма крыши, куда можно «запихать» как минимум одну комнату, может быть самой непредсказуемой.

Практикуется чаще всего так называемая двускатная крыша с изломом.

Пример двускатной крыши с изломом

Соотношение объемов «жилой/неиспользуемый» — максимально.

Отходят от привычной схемы из эстетических соображений, когда некая «горбатость» не по вкусу.

Однако, какова бы ни была форма, законы геометрии и сопромата неизменны.

Два правила:

  1. Расчёт стропильной системы становится понятным, если сложные формы свести к множеству простых.
  2. Единственная применяемая в «крышевании» жёсткая конструкция – треугольник.

Расчленив на треугольники и посчитав элементы каждого, можно выяснить и сечения стропильных ног, и подобрать материалы.

Выбор стропильной системы

Конструктивное решение и размеры элементов стропильных систем определяются:

Стропильная система ломаной мансардной крыши

  • удельным весом кровельного материала;
  • атмосферными нагрузками;
  • формой.

Верхние концы стропил двускатной крыши всегда упираются друг в друга или соединяются ещё с коньковым брусом.

Но если висячие стропила «стоят» только на наружных стенах (с мауэрлатами или без), то наслонным помогают внутренние.

Расчет мансардной крыши из наслонных и висячих стропил

Методика лежит на таких «китах», как:

    Вес снега – см. карту-приложение к СНиП 2.01.07-85 (дополнены и изменены в 2008 г.):

Снеговые районы РФ 1 2 3 4 5 6 7 8
Q , кПа (кг/м2) 0,8 (80) 1,2 (120) 1,8 (180) 2,4 (240) 3,2 (320) 4,0 (400) 4,8 (480) 5,6 (560)

Сила ветра – карта ветровой нагрузки оттуда же. Берём среднюю составляющую от ветрового воздействия z над землёй из формулы: W = Wo х kWo — нормативное значение силы ветра, по карте:

Районирование РФ Ia I II III IV V VI VII
Wo (кгс/м2) 17 23 30 38 48 60 73 85

k — коэффициент, меняющийся из-за высот и в зависимости от местности:

Высота здания, м А B
5 0,75 0,5
10 1 0,65
20 1,25 0,85

где А — открытые пространства, B — территории, имеющие преграды 10-тиметровой высоты и более (города, леса и т. п.);

При полном расчёте умножают ещё и на C — аэродинамический коэффициент (-1,8 – крыша взлетает, 0,8 – давление ветра максимальное). Примем по максимуму: 0,8.

Далее выписываем веса:

  1. кровельного материала;
  2. чернового настила + обрешётки;
  3. утеплителя (поскольку неутеплённая мансарда — редкость);
  4. самой стропильной системы.

Дано:

  • угол уклона крыши α = 38°;
  • шаг стропил A = 0,6 м;
  • длина рабочего участка (провиса) стропильной ноги Lmax = 3 м;
  • материал возьмём распространённый — сосну I сорта (Rизг = 140 кг/см²);
  • кровля – профнастил, вес 4 — 5 кг/м².

Находим сумму нагрузок на кв. метр Q:

  • снег – зона III: 180 кг/м2;
  • ветер – зона I: 23х1х0,8 = 18,4 кгс/ м2;
  • вес профнастила: 5 кг/м²;
  • обрешётка – 20 кг/м²;
  • стропильная система (из досок): 20 кг/м².

Итого: 243,4 ≈ 244 кг/м²;

  1. На погонный метр стропилины придётся Qr = A • Q;Qr = 0,6•244 ≈ 146,4 кг/м2, где 0,6 – шаг стропил, выбранный нами произвольно.
  2. Доски для стропил возьмём 50 мм.
    Просчитываем сечение стропил.При выбранной ширине высоту определяем по формуле:
    H ≥ 8,6 • Lmax • sqrt(Qr / (B • Rизг)), когда уклон α 30°.H — высота сечения стропильной ноги, см;
    Lmax – длина самого длинного рабочего участка стропильной ноги, м;
    Qr – сколько достанется нагрузки на пог. м. в кг/м;
    B — толщина досок в см;
    Rизг – показывает, насколько древесина может противиться изгибу, кг/см².Для соснового и елового материалов Rизг будет (по сортам):
    I — 140 кг/см²;
    II — 130 кг/см²;
    III — 85 кг/см²;

sqrt — квадратный корень.

Поскольку речь идёт о мансарде, то уклон менее 30° — нонсенс, следовательно:
H ≥ 9,5 • 3 • sqrt(146,4 / 5 • 140) ≈ 18,24 см, ближайшее значение H ≥ 19 см;

Уложится результат в норму?

Проверим, соблюдено ли неравенство:
3,125 • Qr • (Lmax)³ / B • H³ ≤ 1

Подставляя значения, имеем:
3,125 • 146,4 • 3³ / 5 • 19³ ≈ 0,36

Поскольку 0,36 Крыша с увеличенным свесом

Спасёт решение с упором стропил не «на», а «после» внешней стены.

Карнизный свес велик настолько, что мауэрлат уже не используется — балки.

Под стропила монтируют подкос, в каждую деревянную балку перекрытия стойки заглубляют не более трети её сечения.

Чтобы ветром крышу не снесло, стропила дополнительно увязывают проволочными скрутками и анкеруют.

Дополнительные сведения о крыше мансардного типа.

О том, как соорудить водосток для крыши своими руками, можно прочитать здесь.

Стойки ставят в местах пересечений подкосов со стропильными ногами, упирая их в балку перекрытий над капитальной ограждающей конструкцией.

Мансарда из наслонных стропил

Сечение верхних схваток увеличивают, применяя общепринятые методики расчёта.

Схватки дополнительно поработают опорными балками для стоек наслонных стропил верха мансардной крыши.

Прибавьте сюда функцию несущих элементов для стен и потолка будущих комнат.

Верхний конец боковых стропил крутого ската опирают на боковой прогон, укладываемый на стойки или фронтоны.

Чертеж стропильной системы мансардной крыши

Допустимо — только на стойки, без прогонов.

Нижние концы этих стропил опирают на балки перекрытия.

При большом весе кровельных материалов укорачивают шаг стропил и вводят дополнительно несколько поперечных балок.

Резонно использовать такие решения для крыш сложной геометрической формы.

Основную нагрузку понесёт каркас помещения мансарды, стропила же — из материала потоньше.

Стропильная система этого типа собирается так:

  • Cначала формируют каркас, напоминающий букву «П».
  • Уже на собранную конструкцию кладут прогоны.
  • Крепят стропила.

Мансардная крыша в «микродоме»

Может быть выполнена двояко.

Первый, маловероятный вариант – дом в плане квадратен.

Интересно решение, предложенное ещё в 1914 году.

Это – крыша Г. Судейкина.

Особенность её в том, что чердачное пространство используется для жилого помещения почти на 90%.

Нет больше ни одной другой крыши с подобной эффективностью и простотой устройства окон непосредственно в мансарде.

Не требует чистки от снега и наледи – весьма крута.

Минус – требует тщательного расчёта элементов и мастерского исполнения.

Вариант второй: — устройство стропильной системы мансардной крыши для дачного домика:

  • Стропила из доски.
  • Расчёт нагрузки — на однопролётные балки.

Желательно ввести в конструкцию усиление соединений – прибоины, монтажные планки.


Собирают узлы стропильной системы так:

  • Врезают стойки в балки перекрытия.
  • Устанавливают стропильные ноги крутых нижних скатов.
  • Ставят верхнюю балку перекрытия мансарды.
  • Врезают коньковую стойку (их ставят несколько – по числу стропильных ферм — ради усиления верхнего ската) в балки перекрытия мансарды.
  • Ставят стропильные ноги верхних скатов.
  • Усиливают дополнительными прибоинами места сочленений стропил с балками перекрытий.
  • Монтируют схватки и обрешетку под кровельный материал.

Посмотрите видео о расчете стропильных систем.

Источник: proroofer.ru