Безраспорная стропильная система двухскатной крыши

В бюджетном строительстве важно с минимальными затратами получить в пользование дом с большей площадью. Мансардная крыша может преобразовать бесполезный чердак в жилое или подсобное помещение. Монтаж допускается провести собственными силами, предварительно изучив технологию строительства и правильно выбрав материалы.

Технические требования к ломаной крыше

К ломаным крышам предъявляются следующие требования:

  • высота стен мансарды должна превышать 2,2 м;
  • должна быть обеспечена хорошая вентиляция, чтобы влага не конденсировалась под кровлей;
  • кровельный материал должен иметь небольшую массу;
  • в конструкции должны быть предусмотрены меры против воздействия дополнительной нагрузки на стропильную систему — то есть, элементы крыши должны выдерживать не только собственную массу, но и, например, снег;
  • мансарда теряет тепло быстрее, чем нижние этажи, поэтому теплоизоляции должно быть уделено особое внимание;
  • для обеспечения пожарной безопасности все деревянные балки и элементы обрешетки следует обработать антипиренами.

Что представляет собой полумансардная кровля

В отличие от обычной мансарды, полумансардный этаж образован не только скатами крыши, но и стенами здания. Т.е. стены возводятся выше перекрытия между мансардным и нижним этажом, но ниже потолка мансардного этажа. Это позволяет отказаться от ломаных стропил.

Другими словами, конструкция представляет собой обычную двускатную кровлю. Однако здесь имеется один нюанс — стены, которые возведены выше перекрытия, не стянуты балками или плитой. Поэтому они не терпят распорной нагрузки, которая возникает при укладке висячих стропил.

Наслонные стропильные системы не позволяют использовать полумансарду в качестве жилого этажа

Что представляет собой полумансардная кровля

В то же время использование наслонных стропил, позволяющих избежать таких нагрузок, не допускается, так как в этом случае пострадает пространство полумансардного этажа.

Устранить распор на стены позволяет прогиб стропил, однако в таком случае стропильные ноги должны смещаться относительно мауэрлата или конькового прогона.

Существует несколько способов устройства стропильной системы, отвечающей всем этим требованиям. Далее я хочу ознакомить вас с наиболее современной системой, позволяющей свести распорные нагрузки к минимуму.

Последовательность строительства мансардной крыши и особенности сборки

Стропильную конструкцию мансарды начинают собирать с двух крайних пролетов, примыкающих к фронтону здания. Для сборки каркаса стропильной системы можно использовать брус сечением 100х100 мм либо доску размером 50х150 мм.

Шаг стропильных рам выбирают в диапазоне от 0,5 до 2 метров. Чем большую снеговую нагрузку придется выдерживать кровле, тем меньшим нужно делать это расстояние.

Специалисты-кровельщики устройство мансардной крыши выполняют в таком порядке:

  • в балки перекрытия на 1/3 их толщины врезают вертикальные стойки;
  • стропильные ноги нижнего ската выравнивают в одной плоскости со стойками и ставят на опорную балку (мауэрлат), закрепляя их с помощью скоб или металлических пластин;
  • ставится брус-затяжку перекрытия мансарды, которая служит основой для подшивки потолка;
  •  монтируются стропильные ноги (висячие стропила) двух верхних скатов.

Если расстояние между стенами здания превышает 8 метров, то в конструкцию стропильной системы вводят вертикальную коньковую стойку (бабку) с двумя подкосами.

Последовательность строительства мансардной крыши и особенности сборки

Вместо укладки балки-мауэрлата можно использовать крепление стропильной системы мансарды непосредственно к стене. Для этого в стену на глубину 200-250 мм  заделывается арматурный анкер, к которому резьбовым соединением крепится балка перекрытия.

Заканчивают устройство мансардной крыши монтажом обрешетки. Если кровля дома будет из мягкого материала, такого как битумная черепица, то обрешетка под нее должна быть сплошной. Для этого можно использовать обрезные доски толщиной 30 мм и шириной 120-140 мм или OSB плиту толщиной от 12 до 16 мм.

В том случае, когда крыша будет накрыта металлочерепицей, шифером или профнастилом, обрешетку кладут реже, оставляя зазор между досками в 10-15 см. К стропилам ее крепят саморезами по дереву.

Полезное видео по теме:

Ошибки при монтаже пароизоляции

При утеплении мансард, для защиты теплоизоляционного контура от паров, поступающих из помещения, и внешних воздействий (конвективный теплоперенос, конденсат), используют специализированные мембраны. И вот тут масса вариантов налажать.

  • Неправильный выбор – вместо диффузионной мембраны, выпускающей пар из утеплителя, укладывают паронепроницаемую пленку, запирающую пар в теплоизоляции.
Ошибки при монтаже пароизоляции

Ark1821 Участник FORUMHOUSE

При возведении мансарды строители уложили под металлочерепицу паронепроницаемую пленку. Соответственно после утепления влага будет скапливаться в утеплителе.

Что характерно, все выполнено по проекту, есть вентзазор, контробрешетка сделана правильно, а вот с пароизоляцией «намудрили».

Посоветовавшись с форумчанами, Ark1821 решил вырезать куски пленки между стропилами и вклеивать куски диффузионной мембраны.

А чтобы капель с металлочерепицы не попадала в стыки, мембрану придется крепить степлером к стропилам, а пленку вырезать с большим нахлестом (от 7 см), чтобы она перекрывала швы. Если бы в качестве покрытия была мягкая черепица, на которой конденсат не образуется, можно было бы просто приклеить новые куски по периметру с небольшим нахлестом.

Ошибки при монтаже пароизоляции
  • Неправильный монтаж – укладка мембраны наизнанку, из-за чего влага опять же, скапливается в утеплителе. Хотя пленка в рулоне всегда свернута лицевой стороной внутрь и по «лицу» же нанесен логотип, некоторые все же умудряются ошибиться.
  • Неправильный крепеж – для фиксации полотна применяется только специализированная лента.
  • Негерметичный контур – как из-за некачественной проклейки стыков (маленький нахлест, неспецифичная лента), так и из-за небрежного монтажа в зонах примыкания. Самыми проблемными местами, где необходимо максимально тщательно выполнить укладку и фиксацию мембраны, являются вентиляционные стояки, дымоходы, оконные коробки и примыкания к стенам.

Как теплоизоляционный, так и пароизоляционный контуры, всегда должны быть герметичными. Наличие мостиков холода из-за ошибок при монтаже утеплителя или повышенные теплопотери из-за недостаточной толщины, это лишние расходы на отопление. А увлажнение утеплителя из-за огрех в пароизоляции, это не только теплопотери, но и в перспективе переделка. Влажный утеплитель – потенциально влажные элементы деревянной стропильной системы.

Проект мансардного помещения

Когда вы чертите схему мансардного пространства, начертите ее в разнообразных проекциях, чтобы лучше изучить, как размещаются собранные компоненты. Необходимо правильно провести расчет высоты конька кровли – это наиболее важно, потому что от данного элемента зависит площадь помещения под крышей. Собирать в проекте лишнее нельзя, все расчеты обязательно должны быть точными.

Кроме высоты конька, надо сделать расчеты высоты потолка, а также размер подкровельного пространства.

Проект мансардного помещения

Расстояние от пола мансарды до конька крыши должно равняться двум с половиной метрам. Если это расстояние меньше, значит это не мансардное помещение, а просто чердак.

Чтобы элементы имели точные значения и правильно располагались необходимо опираться на фигуру, которая имеет прямые углы (прямоугольник или квадрат). Прямоугольная фигура – это сечение мансарды. Отталкиваясь от сторон сечения, вы сможете определить необходимую величину углов (45-50 градусов). Также вы сможете определить местоположение конька крыши, стропил и остальных конструкционных элементов.

В самом начале необходимо определить середину ширины передней стены. Середина ширины передней стены поможет определить величину высоты конька крыши и потолка, местоположение стен-стоек, а также размеры свеса карниза.

Проект мансардного помещения

Вследствие того, что любая конструкция имеет некоторое число связующих узлов, имеющие различные расположение. Лучше каждый связующий элемент начертить отдельно, чтобы узнать все особенности соединения между собой.

Также должна быть подготовлена схема стропильной системы мансардной кровли. Каждая конструкция стропильной системы, ее разновидность имеет основные и второстепенные элементы. Главные составляющие:

  • Первый основной элементы – балки перекрытия. Их монтируют для основы других частей стропильной конструкции. Укладка балок перекрытия происходит на несущие стены дома.
  • Конструкция состоит также из стропильной ноги. Она прямая в двускатной кровли или состоит из двух частей в ломаной крыше. В последнем варианте стропило, которое находится вверху, имеет название коньковое стропило, потому что создает наивысшую точку, которой является конек крыши. Другие стропила мансарды образуют стены и носят название боковые.
  • Следующий элемент – это брус. Это важнейшая часть в двускатной конструкции кровли. Однако чаще всего брус не применяется при возведении ломаной крыши.
  • Мауэрлат. Это тоже мощный брус, который укладывается сверху по периметру наружной стены. На мауэрлат проводится установка стропильных ног.
  • Другой компонент – стойки. Это опора для укрепления той или иной конструкции крыши. К ломаной кровли прикрепляют два вида стропил: боковое и коньковое. В другом типе крыши в качестве стойки выступает подпорка для стропила большой длины.
  • Скосы. Они являются связующим элементом для стоек. Также скосы – это продольные балки, которые придают конструкции дополнительную прочность.
  • Следующая часть – это балки перекрытия чердака. Это соединительные узлы для стоек, а также основанием, чтобы обустраивать потолок.
  • Межстропильные прогоны. Их установка проводится в ломаной крыше, чтобы придать жесткость.
Проект мансардного помещения

Программа для расчета конструкций и необходимые таблицы

Если вы составляли проект самостоятельно, то его необходимо проверить профессионалу. Если что, он может ввести некоторые корректирования.

Как рассчитать угол

Наклон ската применяется при расчетах элементов стропильной системы. Он определяется в градусах или процентах, поэтому нужно провести некоторые математические действия.

Двускатная крыша в разрезе представляет собой равнобедренный треугольник (если скаты одинаковые). Ее условно можно разделить на 2 прямоугольных треугольника. Одна из сторон Н — высота до уровня конька, другая L — половина пролета дома. Они измеряются по готовым стенам и фронтону. Требуется рассчитать длину стропила B, которую можно найти исходя из тригонометрических формул.

Тангенс угла ската относительно горизонтали:

tgα= H/L

Читайте также:  Виды и маркировка гидроизола для кровли и технология укладки

По таблице Брадиса или помощью с инженерного калькулятора находим соответствующее значение угла в градусах. Например, высота крыши 3 м, ширина дома 9 м, половина пролета 9/2=4,5 м.

tgα=3/4,5=0,6667

Этому тангенсу соответствует угол 34°, то есть крыша имеет средний уклон. Можно использовать функцию косинуса и посчитать длину стропила как B= L / соs 34° = 4,5/0,829=5,42 м.

Также информация об угле наклона нужна, чтобы сориентироваться в кровельных материалах.

Для расчета длины стропил ( и проверки) можно воспользоваться вторым способом — теоремой Пифагора:

B²=H²+L²= 9+20,25=29,25, откуда B =√29,25=5,41 м — длина стропила (без свеса).

Чтобы исключить попадание осадков на стены, нужно добавить не менее 40 см для свеса. Получаем для своего здания минимальную длину стропил 5,81 м при угле наклона ската 34°. Для удобства можно принять B=6 м, чему соответствует стандартная доска.

Этапы строительства

Перед строительством нужно составить проект

Мансарда своими руками строится посредством выполнения последовательных операций:

  • проектирования;
  • расчёта и закупки материалов;
  • возведения каркаса;
  • обустройства кровли снаружи дома;
  • отделки внутри здания.

Из всех этапов самым сложным является проектирование.

Сотавление проекта

Проект подробно описывает конструкцию дома и использованные строительные материалы.

Этапы строительства

В свободном доступе находятся сотни готовых решений, за которые не надо платить. План можно составить самостоятельно, но для этого понадобится знание многих нормативных документов.

Если возводят нестандартное, эксклюзивное строение, проект лучше заказать у специализированной организации.

Рассчитать материалы можно самостоятельно. Для этого достаточно знания геометрии в объёме средней школы.

По чертежам узнают площадь кровли, исходя из полученных результатов приобретают строительные материалы.

Перед покупкой знакомятся с ассортиментом продукции, узнают точные геометрические размеры, на основании чего приобретают точное количество материалов.

Простейший способ расчётов заключается в «раскладке» на масштабированном чертеже необходимых деталей — стропил, обрешётки, парогидроизоляции и др.

Обустройство стропил

Разновидности стропильных систем

Пошаговая инструкция строительства каркаса:

  1. Дерево хорошо высушивают под навесом, защитив пиломатериалы от солнечных лучей.
  2. Обязательно выполняют обработку антисептиком и антипиреном. Удобнее работать на земле до начала строительства.
  3. Проводят точную разметку стропил, учитывая углы наклона. Изготавливают шаблоны для дальнейшей распиловки бруса и шаблоны углов наклона, которые понадобятся при монтаже стропил по месту.
  4. Поднимают материалы на крышу, обустраивают мауэрлат. Мансарда в деревянном доме строится непосредственно на стенах, без мауэрлата.
  5. Проводят монтаж стропильной системы. Узлы скрепляют посредством металлического уголка и саморезов или с помощью резьбовых шпилек диаметром от 8 мм.

Во время установки обязательно используют средства для точного выдерживания углов и уровней. Используют лазерные и пузырьковые уровни, отвесы.

Этапы строительства

Обрешётка, контробрешётка и гидроизоляция

Обрешетка крыши под шифер

Обрешётку изготавливают из доски толщиной от 25 мм, конструкция может быть сплошного заполнения или с шагом между досками.

Допустимо использовать фанеру, плиты ОСБ, что важно при использовании на кровле мягкой черепицы.

Поверх обрешётки укладывают слой гидроизолятора, который пристреливают строительным пистолетом и дополнительно закрепляют контробрешёткой.

Контробрешётку используют при покрытии крыши шифером, профлистом и подобными материалами. Зазор между гидроизоляцией и финишной отделкой способствует продуванию воздухом и испарению влаги от осадков, если она проникла под кровлю.

Монтаж кровельного материала

В зависимости от выбранного варианта кровельный материал крепят согласно инструкции производителя. Соблюдают шаг закрепления саморезов или гвоздей.

Монтаж окон и вентиляции

Установка мансардного окна

Окна вставляют в фасадные стены или используют специальные конструкции, которые можно монтировать непосредственно в кровлю. Для второго случая раму изготавливают заранее.

Этапы строительства

Для вентиляции применяют коньковые или точечные аэраторы.

Для качественного проветривания мансардного этажа лучше использовать принудительные системы вентиляции, так как перепад высоты на одном этаже небольшой и достаточной тяги не создаётся.

Внутренние работы

Утепление и финишную отделку проводят при накрытой крыше.

Между стропилами укладывают и закрепляют теплоизоляцию. Зазоры заделывают монтажной пеной. Прикрепляют слой пароизоляции. Монтируют подшивку.

Строительство мансарды своими руками по силам мастеру с небольшими навыками. Работа потребует минимум инструментов. Мансарда — дешёвый способ получить дополнительные помещения в уже построенном доме или при возведении нового.

Расстояние между стропилами для разных крыш

Расстояние между стропилами существенно различается для крыш с разным покрытием. Керамическая черепица является одним из самых тяжелых кровельных материалов. Для стропил из бруса размером 50х150-60х180 мм рекомендуемое расстояние между ними составляет 80-130 мм (в зависимости) от крутизны ската. При наклоне в 15° шаг выбирается, равным 80 см. При увеличении длины стропила шаг увеличивают в пределах рекомендуемого.

Расстояние между стропилами для крыш с металлочерепичным покрытием устанавливается меньшим, чем для натуральной черепицы. Оптимальный шаг составляет 60-95 см для бруска размером 50х150 мм. При использовании покрытия из профнастила шаг находится в пределах 60-90 см при достаточном сечении бруса от 50х100 мм до 50х150 мм.

Самое легкое покрытие получается при использовании ондулина. Оптимальное расстояние между стропилами размером 50х50 мм составляет 60-80 см и уменьшается при установке бруса большего размера. При покрытии крыши мансарды шифером используется брус размером от 50х100 мм до 50х150 мм. Шаг устанавливается в интервале 60-80 см.

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

Способы монтажа мансардной крыши

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.

Способы монтажа мансардной крыши

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.

Способы монтажа мансардной крыши

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.

Способы монтажа мансардной крыши

Чтобы гвозди при креплении стропил не раскалывали стропильную ногу и кобылку, необходимо соблюдать требования СНиП

Как своими руками утеплить мансардную крышу

После того как работы по установке обрешетки и стропил будут завершены, мы можем приступать к изоляционному слою. Пароизоляция укладывается с внутренней стороны крыши, для этого мы прикрепляем ее скобами к стропилам. Затем следует установка теплоизоляции. Нужно внимательно следить, чтобы слой теплоизоляции был плотно уложен на поверхности стропил. Щелей быть не должно, иначе это приведет в будущем к очень негативным последствиям. Обрешетка крепится на теплоизоляции шагом 50 см.

Гидроизоляция укладывается снаружи стропил, ее прямая функция: защита от попадания влаги вовнутрь. На поверхность гидроизоляции кладется кровля.

Как собственноручно построить мансарду можно посмотреть на видео:

Как своими руками утеплить мансардную крышу

Думаю, Вы заметили, что строительство мансарды достаточно серьезное событие. От того, насколько ответственно Вы подойдете к делу, зависит долговечность вашего творения.

Существует немалое количество примеров, как может выглядеть мансардная крыша. Среди ее разновидностей, каждый сможет выбрать что-то свое. Если Вы нуждаетесь в достаточном дневном освещении, можно установить большое окно. Формы мансард могут быть закругленными или со строго прямыми углами и линиями. Какой бы выбор Вы ни сделали, подход к этому делу должен быть серьезным и хорошо обдуманным.