Как самостоятельно построить ломаную крышу?

Использование мансарды вместо полноценного второго этажа позволяет рационально использовать доступное пространство и заметно расширить жилую площадь. Вариантов мансард существует множество; самый популярный из них — это ломаная крыша, являющаяся не только эстетически привлекательной, но и финансово выгодной. При желании построить такую мансарду можно своими руками.

Стропила мансарды – какие особенности нас ждут?

Глядя на мансардную крышу, трудно представить истинную сложность конструкции системы наклонных балок, поддерживающих ее наружное покрытие, целый комплекс мер гидроизоляции, парозащиты и утепления для жизнеобеспечения чердачного пространства. Высокое чердачное помещение, как правило, используется как жилое и называется мансардой.

Стропила мансардной крыши должны соединяться между собой, врубаться в мауэрлат или затяжку, иметь врубленные вспомогательные элементы (ригели, бабки, подкосы и опоры), дополнительные крепления болтами, скобами или хомутами. Выбор вариантов таких креплений зависит от особенностей преобладающей нагрузки: растягивающей, на сжатие или изгиб.

Основные действующие силы, направленные на каркасную конструкцию крыши, вызваны весом самих стропил, укрепленной на них обрешетки, снеговыми массами, ветровыми и другими нагрузками. Это факторы деформирования на изгиб (учитывая крепление ног ферм), поэтому и применяются указанные выше дополнительные ригели, подмоги, подкосы и т.п. элементы.

Ориентируясь на конструкцию, размеры элементов, другие факторы, необходимо провести хотя бы элементарный расчет стропил мансарды. При этом важно не только правильно выбрать их сечение, но и размер фрагмента с учетом свесов и способов креплений, опору и крепеж каждого элемента, обеспечивающих необходимую жесткость всего скелета крыши.

Расчет ведется от допустимого прогиба на общую длину (не более 1/250 части с учетом нагрузки в 100 кг на квадратный метр крыши).

При большой перекрываемой площади важно правильно расположить мауэрлат (по гидроизоляции), предупреждая возможный прогиб всей кровли (установка с отступом от края стены и применение специальных дощатых «кобылок»). Не менее важно правильно рассчитать и крепление всей этой конструкции к стенам коробки здания. Применяются через одну ногу специальные усиленные хомуты из стальной проволоки или троса, скоб и пр.

Возможные варианты конструкции мансарды 

Стропильная система мансардной крыши может иметь различную конструкцию. По внешним признакам стропильную систему мансарды можно разделить в основном на следующие типы:

-скатные (одно-, двух-, трех- либо четырех),

-вальмовые крыши с мансардой или полувальмовые, а также

-ломаные.

Правда, этот минус компенсируют, добавив декоративные элементы. Отметим более существенный   минус – это ограниченный внутренний объем мансардной крыши. Он значительно меньше, нежели у ломаной крыши.ч

Совет  Недостаток полезной площади можно несколько выправить, если построить полумансарду. Так называют помещение, высота боковых стен которого колеблется в пределах 150–180 см. Это позволит не только увеличить внутреннее полезное пространство, но и сохранить все плюсы конструкции двухскатной мансардной крыши.

А вот ломаный вариант крыши позволяет сформировать достаточно большое помещение мансарды без возведения стен. Оно более функционально и намного удобнее.

Монтаж мансардной крыши особо сложен для вальмовых, купольных или сводчатых конструкций. Для устройства мансарды этого типа необходим профессиональный подход. Они отличаются большим количеством изломов на скатах – местом устройства ендов.

Принципы устройства мансарды 

При ближайшем рассмотрении становится очевидным, что каркас мансардной крыши, выполненный по традиционной скатной технологии имеет две конструктивные части. Причем возможны два варианта:

-3-х угольная крыша с составляющими частями, имеющими равнозначный наклон. Визуально они смотрятся как классическое сооружение с двумя скатами, не имеющими изломов.

-5-и угольная, которую отличают выпуклые углы на скатах. Здесь явно проявляются две присоединенные конструктивные части.

И в первом, и во втором случае стропильная система мансардной крыши характеризуется наличием двухъярусной конструкции. Нижний ярус создает полезный объем мансарды. Его высота варьируется в пределах 200–250 см, чтобы передвигаться внутри жилого пространства можно было без помех. Второй ярус каркаса крыши формирует форму его верхней части. Высота же ничем не ограничена. Оптимальную форму для крыши подбирают, варьируя уклон стропил на обоих ярусах.

Читайте также:  Как сделать крышу из металлочерепицы. Выбор, расчёт и монтаж

На заметку   По общему мнению лучше всего визуально выглядит пятиугольная конструкция, вписанная в воображаемую окружность.

Таким образом, главный признак каркаса мансарды – присутствие в конструкции мансардный крыши 2-х стропильных систем, которые объединены либо в треугольник, либо    Под мансарду можно переделать и чердак уже готового сооружения. К примеру, если стропилины достаточно мощные, ригели каркаса смогут выполнять функции потолочных балок. Мансарда же должна быть обшита по опорам прогонов. Несмотря на это, конструктивно их нельзя причислить к мансардным, поскольку в соответствии со СНиП устройство мансардной крыши должно выполняется по технологии «ломаной» системы стропил.

Строительство мансардной крыши осуществляют на основе типовых технологий устройства стропильного каркаса скатной крыши: висячая система и наслонная. В нижнем ярусе конструкции используют исключительно последний вариант. Висячие стропила применяют в верхнем ярусе. В этой части устанавливают также наслонные представить каркас поможет разрез мансардной крыши. Его можно поделить по горизонтали и получить трапецию снизу и треугольник наверху. Боковые стороны трапеции собирают из наслонных, а треугольника – из висячих и наслонных.

Разработка индивидуального проекта

В собственном доме хочется создать максимальную уникальность. Как в случае выбора собственной формы, так и при использовании одной из нижеприведенных схем, владельцу во избежание проблем нужно сделать четкий план постройки. Требуется подогнать общие чертежи под свой дом, произвести перерасчет параметров с учетом новых материалов. Для успеха соблюдайте следующие советы, рассказывающие, как сделать проект правильно:

Разработка индивидуального проекта
  • Создайте мансарду такой высоты, чтобы можно было не только находиться в сидячем положении, хранить вещи, но и спокойно ходить. Особенно актуально в случае жилого пространства.
  • Соблюдайте размеры чердака. Не делайте его чересчур большим, иначе здание будет выглядеть некрасиво.
  • Не используйте широкие скаты крыши, иначе будут перекрываться окна и комнаты станут затемненными.
  • Стропильная система мансардной крыши требует чертежи. Не экономьте время на наглядном плане, он поможет при постройке.

Материалы для изготовления силовой конструкции мансардных крыш

Какие материалы используются для монтажа стропильной системы мансардного типа? Поскольку надстройка должна быть максимально легкой конструкцией, для уменьшения нагрузок на фундамент, элементы стропильной системы традиционно выполняли из дерева. В последнее время все чаще для устройства верхних этажей застройщики отдают предпочтение ЛСТК – легким стальным тонкостенным конструкциям. Несмотря на то, что по стоимости они проигрывают деревянным конструкциям, но по скорости и удобству сборки, сроку эксплуатации и простоте технического обслуживания ЛСТК сложно найти альтернативу. Так же большим преимуществом является их мобильность, т.е. в любой момент вы сможете разобрать существующую крышу и перекроить в другой вариант, дополняя или исключая элементы. Причем сборка ведется с минимальным набором инструментов, в ходе монтажа можно обойтись заклепочным механизмом и шуруповертом.

Так же большую популярность получили деревянные фермы, сборку которых можно производить на строительных площадках. Эту совершенно новую и перспективную технологию уже смогли оценить многие застройщики, смонтировав не одну крышу в полевых условиях. Ее принципиальным отличием является использование металлических зубчатых пластин, с помощью которых крепятся детали конструкции друг к другу. Такой способ соединения позволяет обойтись без выпиливания многочисленных пазов сложной конфигурации, упрощает стыковку заготовок при необходимости удлинения и многое другое.

Перечень инструментов для сборки деревянных ферм так же не минимален: ножовка и переносной домкрат усилием 32т. А далее все просто. По проекту делается выборка однотипных деталей, и изготавливаются элементы конструкции. Затем, соблюдая все размеры до миллиметра, собирается одна ферма, она используется в качестве кондуктора для монтажа всех последующих ферм. При благоприятном раскладе и маломальском опыте, за два – три часа на строительной площадке можно собрать три – четыре фермы.

Возможны варианты, когда стропильная система выполняется из дерева и металлического профиля, особенно это актуально, когда планируется использовать детали конструкции в качестве декоративных элементов интерьера.

Читайте также:  Как правильно установить снегозадержатели на крышу своими руками

Двухскатная крыша для полумансарды

Существует разные варианты для решения внешнего вида крыши. Достаточно выразительно и эстетично смотрится полумансардная крыша. Правда, для выполнения стропильной системы такой конструкции необходим особый подход при проектировании. Тем не менее, сделать полумансардную крышу можно своими руками.

Способ первый

Нижнюю часть стропила подшивают с помощью опорного бруска. Можно также сделать врубку зубом, опирая на мауэрлат. Верхнюю же её часть  делают с горизонтальным запилом со скосом, глубиной, определяемой по формуле: a=025h, где h — параметр высоты сечения стропильной ноги.

Площадка, предназначенная для упора в длину, не должна превышать параметра h. Распорную нагрузку, образующуюся при работе стропильной ноги на изгиб, можно избежать с помощью скоса подрезки. Не имеющий скоса запил опирается на прогон боковой щекой. При этом параметр длины скошенного запила должен быть не менее двух a.

Первый способ монтажа

В случае, если верхняя подрезка стропила не представляется возможной, необходимо произвести его подшивку с помощью обрезка доски с сечением, аналогичным сечению стропила. Следующий этап — закрепление с двух сторон с помощью прибоин из дерева или монтажных пластин из металла. Эту подшивку или запил выполняют горизонтально.

Далее верхние концы стропильных ног свободно укладывают на коньковый брус. Если крыша двухскатная, то крепление к прогону осуществляют, используя принцип скользящей опоры. Скреплять стропила между собой в этом случае не нужно.

Этот вариант крыши, имеющей два ската, можно представить как комплекс, состоящий из двух односкатных конструкций, которые примыкают друг к другу.

При установке стропильных ног нельзя изменять схему их упора на прогон. Иначе это приведёт к образованию распорных нагрузок.

Способ третий

Его отличие от предыдущих в том, что происходит жёсткое крепление конькового узла. Но он схож со вторым тем, что при креплении нижней части стропильной ноги используют ползунок.

Это конструкция плоха тем, что  может спровоцировать разрушение узла конька, вызывая в нем сильный изгибающий момент. Но за пределами конька прогиб стропил минимальный. Здесь необходимо рассчитывать максимальный изгибающий момент конькового узла.

Но так как самостоятельный такой расчёт может вызвать сложности, рекомендуют использовать формулы, предназначенные для расчёта балок, имеющих две опоры (однопролётные).

Можно добиться определённого запаса прочности при устройстве узлового соединения, имеющего жёсткое защемление стропил в верхней части.

Скользящие стропила

Вентилируемые и не вентилируемые крыши

Стропильная система — это основа, но это далеко не всё. Сама крыша имеет довольно сложное устройство. Ведь она должна защищать дом от дождя, холода и жары. Кроме этого, внутри дома образуется водяной конденсат, который может не только создать значительный дискомфорт для жильцов, но и повредить слой теплоизоляции. Поэтому она имеет достаточно сложное устройство.

Поясним эту схему. Обычно утеплительный слой располагают между наслонными стропилами. Под ним непосредственно располагают пароизоляцию. Над утеплительным слоем располагают гидроизоляцию. Под ней оставляют тонкий воздушный слой, который служит для вентиляции.

Вентилируемые и не вентилируемые крыши

На наслонные стропила сверху прибивают контробрешётку (рейки, которые расположены вдоль стропил). А на них — обрешётку (рейки, расположенные перпендикулярно стропилам). Сверху устанавливается кровельное пример устройства такой крыши, в которой вентиляция предусмотрена.

К этому типу относится большинство. В местностях, где преобладает тёплый и сухой климат, может быть поставлена крыша, в которой такого рода вентиляция не предусмотрена.

Изоляция конструкции

На готовый каркас останется только уложить кровельный пирог. Первый его слой — это пароизоляция, которая не дает влаге проникнуть в утеплитель. На парозащитную мембрану укладывается теплоизоляционный материал — рекомендуется использовать каменные базальтовые плиты. Укладывают их в несколько слоев со сдвигом стыков, что защитит от возникновения мостиков холода. Размер плит должен быть на несколько см больше шага между балками контробрешетки. Чтобы утеплитель не проседал и не терял своих эксплуатационных характеристик, плотность его должна быть не менее 35 кг/м3.

Сверху утеплитель накрывается гидрозащитной мембраной, которая пропускает пар, но не дает жидкой влаге проникать внутрь помещения. Поверх гидроизоляционного слоя укладывается кровля — особенности ее монтажа зависят от выбранного материала.

Изоляция конструкции

После монтажа кровли останутся только финишные штрихи — установка водоотливов, декоративная отделка. Внутри отделочный материал также прикрепляется к обрешетке поверх теплоизоляции. Ломаная крыша построена. Как видно, сделать это вполне возможно своими руками — только проектирование и расчет, вероятно, придется доверить профессионалам.

Читайте также:  Стропильная система трехфронтонной крыши: особенности устройства

Как построить вальмовую крышу с утеплением

В мансардных домах после укладки кровельного покрытия проводится теплоизоляция. Она устраивается из плит минеральной базальтовой ваты плотностью до 35 кг/м². Рулонный утеплитель использовать не рекомендуется из-за склонности к усадке и сползанию.

Плиты устанавливаются враспор между стропилами, а при большой расчетной толщине — по дополнительной внутренней обрешетке. Снизу материал нужно защитить пароизоляцией, стыки которой должны быть хорошо проклеенными и максимально герметичными.

Выбор стропильной системы – висячая или наслонная

Все больше людей прибегают к самостоятельному возведению дома. Причин для этого много, и каждый руководствуется собственными мотивами. Но основная это экономия, конечно при условии знания дела. Построить свой дом для каждого мужчины должно стать обязательным атрибутом успеха. Вкладывать сбережения в недвижимость самое верное дело. Дом простоит десятилетия и со временем его стоимость только возрастет. Разумеется, многое зависит от дизайна как внутренней, так и внешней части жилой постройки. Для качественной постройки понадобится изучение технологии возведения мансардной крыши. Еще важный навык, знание столярного дела. Или можно самому изучить инструкции, которые детально описывают весь проект работы. Следует так же обратить внимание на то, что существуют различные виды мансардной крыши.

Приступая к постройке необходимо озадачиться следующими вопросами:

  • Какие лучше использовать материалы при постройке мансардной крыши?
  • Сколько этапов работы предстоит выполнить?
  • Сколько человек понадобиться для помощи в постройке?
  • Какую мансарду вы желаете построить?

Лучше всего планировать постройку мансарды, устанавливая двускатную крышу с ломаной линией, так вы сможете получить максимально большую площадь будущего помещения.

При выборе стропильной системы любой, даже не знающий строитель скажет, что основным материалом, который выбирают для основы это дерево.

На выбор есть и другой, например железо, но оно имеет ряд недостатков.

Дерево значительно лучше:

  • Экологичнее;
  • Теплее;
  • Легче как по массе и проще в установке.

При установке каркаса крыши переменяются два вида укладки брусьев:

Наслонная установка стропил должна иметь надежные опору конструкции. Нижняя часть должна упереться в мауэрлат. Верхний край стропил опирается на зеркальный аналог прогона.

Другая укладка имеет висячий вид, когда каждое встречное стропило упирается друг в друга. А нижняя часть упирается на балку-затяжку. Она соединяет две смежные нижние пятки стропил в треугольник, тем самым гася растягивающие процессы, а значит, нагрузка на стены дома будет только вертикальная.

Евгений Филимонов Задать вопрос Чтобы конструкция была устойчивее, ее дополнительно оснащают подкосами и стойками. Конструкция стропильной основы крыши довольно сложна, поэтому требуется правильно подбирать будущую модель вашей мансарды, начиная с чертежей.

Компоненты подстропильных конструкций

Система должна обладать высокой устойчивостью. Для того чтобы достичь этого, наклонные стропила нужно обеспечить горизонтальной схваткой, использование которой немного обеспечит устойчивость, но совсем немного. Прикреплять её стоит там, где схватка пересекает стойки. Она обязательно сработает в любых обстоятельствах. Их расположение нужно сориентировать со средним человеческим ростом. А если вы конец стропила вынесете наружу, устойчивость гарантируется.

Если случиться аварийная ситуация это обеспечит схватке сработать молниеносно и безошибочно. Если целью стоит повышение устойчивости наслонных стропил и системы в целом жёстко зафиксируйте стойки. Если перекрытие чердака неудачно, то усиление устойчивости окажется невозможным. Те строения, которые содержат 2 внутренние стены, используют сквозящие стропильные конструкции. Нужно правильно выбрать все компоненты, от этого зависит качество сделанной работы и надёжность крыши.