Стропильная система мансардной крыши. Устройство стропильной системы мансардной крыши расчет и монтаж стропил по специальной технологии

Если для простоты сечение мансардной крыши разделить на две половины, то в результате получится трапеция внизу и треугольник вверху. Наклонные стороны трапеции могут быть только плоскими, стороны треугольника могут быть как плоскими, так и подвесными.

Строительство мансардной крыши своими руками

Мансарда решает задачу наилучшего использования пространства, придает дому оригинальность и значительно снижает потери тепла через крышу. Если фундамент имеет определенный запас прочности, то одноэтажный дом таким способом можно превратить в двухэтажный. Привлекательной особенностью является то, что мансардную крышу можно построить своими руками, даже не имея специальных строительных навыков. Главное — не ошибиться в выборе материалов и сделать все правильно.

В обычной мансарде окна находятся в стенах. В мансардах стен практически нет. Их заменяет крыша. Поэтому окна здесь особенные: они не только должны пропускать достаточно света, но и выдерживать ветровые и снеговые нагрузки, которые на крышах гораздо выше, чем на стенах.

Мансардные окна

При планировании мансарды следует учитывать рекомендации СНиП, согласно которым площадь окон должна составлять не менее 10 % от площади пола. Поэтому если мансарда разделена на несколько комнат, то в каждой комнате должно быть окно.

Из всех способов установки окон в мансарде наклонный монтаж является самым простым. В этом случае необходимо обеспечить достаточную степень герметизации прилегающих поверхностей и использовать специальные модели с усиленными рамами и стеклами — нагрузка на поверхность может быть значительной.

Наклонное окно в плоскости крыши

Преимущества окна с наклонной крышей:

большее количество света, не такие резкие границы света и тени;
поверхность крыши остается ровной, не усложняется ее рельеф;
относительно легкая установка.

При планировании такого окна важно учитывать, что его площадь увеличивается по мере увеличения угла наклона. На какой высоте удобнее всего установить такое окно и как увеличивается его высота в сантиметрах в зависимости от наклона, см. фото.

Ширина оконной рамы должна быть на 4-6 см меньше, чем расстояние между балками. Тогда его можно будет легко установить, не нарушая конструкцию рамы. Если окно должно быть шире, нагрузку необходимо увеличить за счет более прочной балки над окном.

Если вам нужно окно большего размера, проще установить два небольших окна рядом друг с другом. Они выглядят так же хорошо, как одно большое окно, и проблем с ними меньше.

Окно-домер, выступающее над плоскостью крыши

При установке окна в крыше геометрия крыши усложняется: сверху и по бокам имеется ендова. Это делает систему поддержки более сложной как с точки зрения конструкции, так и с точки зрения монтажа. Сложность крыши также возрастает. Все оклады — это места, где наиболее вероятно возникновение протечек. Поэтому здесь необходимо проводить очень тщательную работу. В районах, где выпадает много снега, рекомендуется устанавливать на такие окна снегозадержатели, чтобы их не сдувало ветром.

Преимущество такого окна в том, что возле него можно стоять. Однако они пропускают меньше света, рельеф становится более сложным, а крыша — более проблематичной.

Утопленное окно на мансарде

Утопленные окна обычно используются, когда есть выход на балкон. В других случаях они не являются лучшим решением. Вот почему:

света попадает мало;
тени получаются очень глубокими, что для глаз утомительно;
уменьшается площадь помещения.

Стропильная система

Для односемейных домов с мансардной крышей лучшим решением является скатная крыша. Она обеспечивает достаточное пространство. По сравнению со скатной крышей.

Конструкция скатной крыши такова, что карниз может быть довольно сильно опущен, что придает дому интересный вид. Но большие свесы крыши являются не только украшением дома. Они также защищают верхнюю часть стены от осадков и отводят большую часть воды от фундамента. При планировании, однако, важно учитывать, что они увеличивают ветровую нагрузку при сильном ветре. По этой причине следует использовать более прочные доски и балки. Таким образом, размер свеса крыши должен зависеть от различных соображений, при этом погодные условия играют наиболее важную роль.

Угол наклона

Угол наклона крыши зависит от материала крыши. Однако вы можете изменить свое мнение о материале. Что вы не можете изменить, так это местность и погодные условия. Именно это и определяет угол наклона крыши для мансардной крыши.

Классический вариант можно увидеть на рисунке. Нижние скаты имеют наклон 60° от земли, верхние — 30° от уровня мансарды. Исходя из этих данных и параметров вашего здания, вы можете рассчитать все длины. Обратите внимание, что согласно СНиП, высота потолка в мансарде не должна быть меньше 2 метров. Тогда, по определению, это чердак. Человек будет чувствовать себя комфортно, если высота потолка будет не менее 2,5 метров. Исходя из этого, рассчитайте необходимую длину по правилам геометрии.

В классическом проекте не учитывайте нагрузку от боковой просадки. Дождевую воду можно собирать только в верхней части, которая имеет угол наклона менее 45°.

Как правило, наклон ребер составляет от 45° до 80°. Чем круче наклон, тем больше парусов. Это следует принимать во внимание. А в районах с сильными ветрами лучше иметь более мягкую крышу. Тогда ветровые нагрузки воспринимаются гораздо лучше.

Виды стропильных систем ломаных крыш

Для строительства каркаса для скатной крыши своими руками чаще всего используется сосна 2-го сорта и выше. Выбор бруса и досок зависит от размера крыши, выбранного кровельного покрытия (его веса), ветровой и снеговой нагрузки в данной местности и угла наклона стропил. Все эти параметры учитываются при расчете. Методика описана в СНиП 2.08.01-89 и ТКП 45-5.05-146-2009.

С наслонными стропилами

На следующем рисунке показана рамная конструкция с висячими балками. Она может быть реализована только в том случае, если основание верхнего треугольника не превышает 4,5 м (в данном случае ширины чердака). Если оно длиннее, необходимо соорудить складные балки, которые должны опираться на несущую стену посередине (мансарда разделена на две части рядом балок).

Главный признак мансардных крыш

При мысли о мансардных крышах сразу представляется пятиугольная двухчастная конструкция внушительных размеров над деревянной хижиной, бетонными или кирпичными стенами. Зрительная память подсказывает, что угол наклона крыши должен быть другим, т.е. нижняя часть крыши должна быть намного круче верхней. Разные углы наклона создают плавную кривую, что в народе дало крыше название «ломаная». По понятным причинам этот термин вошел в технические определения мансардных конструкций. Он отражает суть общей схемы крепления, но часто не имеет ничего общего с конфигурацией. Хотя все конструкции мансардных крыш обязательно состоят из двух частей, их наличие не всегда визуально заметно.

С чисто внешней точки зрения преобладающие конструкции мансардных крыш можно разделить на:

Треугольные крыши, нижняя и верхняя часть которых имеет равнозначный уклон. Внешне они напоминают традиционные двухскатные сооружения без изломов в плоскости скатов.
Пятиугольные крыши со скатами, имеющими выпуклые углы. Эта категория ярко проявляет наличие в конструкции двух состыкованных частей.

В двух вышеупомянутых вариантах несущая система состоит из двух наложенных друг на друга уровней. Нижний образует полезное пространство чердака высотой от 2 до 2,5 м, так что передвигаться по нему не составляет труда. Второй этаж образует форму крыши, которая может быть любой высоты.

Изменяя угол наклона верхних и нижних балок, можно получить ту форму крыши, которая вам кажется наиболее удачной. Говорят, что лучше всего смотрится пятиугольная мансарда, углы которой касаются воображаемого круга.

Обратите внимание, что принцип ломаной крыши подходит не только для скатных крыш. Интерпретируя основной метод, мансарду можно построить вальмовую, односкатную, двускатную и другие конструкции крыш.

Иногда существующее здание переделывают в мансарду, которая построена не по «ломаной» методике. Однако такие крыши изначально не могут быть классифицированы как мансардные. Однако ничто не мешает использовать стропильные системы в качестве балок крыши и опирать дополнительные балки в качестве бруса для обшивки мансарды на достаточно прочные балки.

Это интересно: Топливные брикеты своими руками: варианты сырья, технология, оборудование. Топливные брикеты своими руками.

Основной особенностью мансардной крыши является наличие двух соседних балок, соединенных в виде треугольника или пятиугольника. Для строительства используются обычные балочные конструкции для скатных крыш:

Наслонная, согласно которой строят нижний ярус мансарды и используют в устройстве верхней части.
Висячая. В соответствии с ней строят только верхнюю часть конструкции.

Базовые схемы стропильных систем

Пятиугольная форма балочной системы мансардной крыши с колоннами, образующими внутренние стены, по праву считается «классической». Ее поперечное сечение условно делится на простые геометрические фигуры. В центре — прямоугольник, фланкированный двумя прямоугольными зеркальными треугольниками, над которыми — равносторонний треугольник.

Стандартная мансардная конструкция

Угловые балки нижней части конструкции опираются на нижнюю часть черной сетки, верхняя пята — на правый или левый вигвам. Часть каркаса мансардной крыши, венчающая конструкцию, состоит из висячих арок балок. Они дополняются центральной подвесной рамой, если должны перекрывать проем более 3 метров. Головная рама не должна быть соединена с ограничителем арки в качестве опоры. Ее функция заключается в предотвращении опускания натяжной балки — она является не опорой, а подвесом.

Опоры нижней части откидных балок поддерживаются с помощью скоб в перекрытии. Если необходимо повысить устойчивость, под опоры устанавливаются кронштейны. Опоры соединяются с обрешеткой и стойками с помощью швов, а швы дублируются металлическими уголками и пластинами с насечками. Если пол бетонный, под леса укладывается битумная гидроизоляция. Леса должны быть установлены не на крыше, а на кирпичных цоколях или выравнивающих досках. Если пол деревянный, леса можно не устанавливать, а стойки врезать прямо в балки.

Достаточно крутые нижние части мансардных крыш почти не страдают от снеговой нагрузки, поскольку осадки там не задерживаются. Однако у круто наклоненных мансардных крыш есть другая проблема: порывы ветра могут опрокинуть крышу и привести к ее обрушению. Поэтому к креплению системы к мансарде следует отнестись очень серьезно. В мансарде каждая балка крепится к стенам путем скручивания, а не одна за другой, как в обычной скатной конструкции.

Способ выноса стропил за линию стены

Часто планируемая мансардная конструкция образует очень узкое внутреннее пространство. Его можно расширить, расположив балки снаружи стен. Это означает, что балки опираются не на стену, а на балки верхнего этажа. В этом случае, в принципе, кладка не требуется. В случае со скользящими балками безвозвратно используются тяги, так как под наружной частью боковых треугольников нет опоры.

Мауэрлат можно опустить, но очень желательна заливка монолитного железобетонного шнура для крепления балок к кирпичным стенам. Балки перекрытия крепятся к монолитному шнуру связями, а колонны забиваются в них на 1/3 толщины балок. Балки над стеной должны образовывать выступ шириной не менее 0,5 м для деревянных домов и не менее 0,4 м для домов из бетона и кирпича.

Техника балочной конструкции с расположением основания балок над стеной:

Народный способ разработки макета

Для успешного результата крайне желателен проект. Не является само собой разумеющимся, что данные габаритные чертежи подойдут для конкретного дома. Сегодня в строительстве типология уже нежелательна. Если документации нет вообще, лучше хотя бы сделать эскиз будущей крыши, не забывая о высоте крыши на чердаке. Таким образом, строительство дома должно быть намного проще:

Следует соблюдать пропорции, ведь слишком большая мансарда может превратить небольшой дом в несуразную, похожую на гриб постройку.
Нужно помнить, что нижняя часть мансардной крыши строится с использованием наслонных стропильных ног, а они оптически занижают свес и перекрывают верхнюю часть высоко расположенных окон. Ощутимого эффекта нависания не будет при устройстве мансарды по схеме с выносом стропил.
Не стоит забывать, что высота мансардного помещения обязана обеспечить свободу передвижения. Именно этот ориентир требуется для правильного определения высоты стоек мансардных стенок.

Чтобы найти оптимальные пропорции крыши, можно воспользоваться популярным методом «шаблон-лента». Он заключается в том, что на ровной просторной поверхности размещаются доски или брусья, повторяющие контур строения в натуральную величину. Изменяя углы и перемещая элементы, можно добиться оптимальной конфигурации. Закрепите элементы гвоздями, а затем измерьте длину балок, стропил, брусьев и нагелей. Измерения помогут вам сделать шаблоны.

Расчеты и строительство стропильной системы для мансардной крыши показаны на видео:

Показанные здесь основные варианты и схемы стропильной системы для мансардной крыши помогут вам решить, какой тип стропил лучше выбрать.

Виды стропильных систем мансардных крыш

Стропильные фермы для крыш теплых помещений могут быть разными, соответственно, варьируется и монтаж этих конструкций. Кроме того, может различаться опорная система

Висячую конструкцию. Опирается на боковые стены помещения одним краем конструкции и вверху при соединении стропил — на коньковый элемент ;
Наслонную конструкцию. Чаще всего монтируется в зданиях пролетом более 10 м. При такой структуре кровельной конструкции стропильная система имеет опору на внешние стены и перегородку внутри здания.

Чердачные балочные системы могут использоваться при монтаже :

Классическая мансарда представляет собой прямоугольную конструкцию, расположенную внутри кровельного покрытия, верхние углы которой опираются на скаты, а нижние уходят в опорную систему.

Установка стропил мансардной крыши и расчет шага

Решающим фактором при расчете уклона крыши теплого помещения является выбор внешнего кровельного покрытия. Для различных типов применяется следующее

Кроме того, решающим фактором при расчете угла наклона крыши является угол наклона. При уклоне 15% расстояние между балками должно составлять не менее 80 мм. По мере увеличения уклона расстояние между балками пропорционально увеличивается.

Как вынести стропила за линию стены

Балки должны быть отведены назад от линии наружной стены, чтобы увеличить жилое пространство на чердаке. Главная особенность этого метода заключается в том, что нижняя балка опирается на перекрытие, а не на плиту пола.

В этом случае под края треугольных ребер устанавливаются усиливающие опоры.

В этом случае не всегда целесообразно крепить балку на кладку, а необходимо использовать бетон, так как балки перекрытия закрепляются в бетоне.

В результате выступания балок за внешние края должен получиться карниз, ширина которого должна быть не менее полуметра для деревянных домов и не менее 400 см для каменных или бетонных домов.

Балки устанавливаются по внешней линии стены в следующем порядке:

Установить внешние перекрывающие балки, сечением не менее 15*20 см. Они служат контуром свесов и должны формировать прямоугольник (исходя их формы кровли);
Натянуть шнур между крайними балками и установить остальные балки с шагом 0,6 м (для теплого помещения);
Отмерить такое расстояние от левого до правого края, которое должно соответствовать короткому катету треугольника, и отметить точки путем вырубки гнезд установки крайних опор;
Изготовить опоры по размерам гнезд из бруса 10*15 см. Длина опорных досок должна быть более 10 см;
Установить временные распорки для монтажа угловых стоек;
С помощью отвеса на шнурке, закрепленном на стойках, выверить равномерность точек выборки для опор;
В центральной части фронтонов мансарды смонтировать две опоры ;
Установить прогоны на опоры, жестко прикрепив их уголками;
Противоположные опоры соединить брусками, их также с помощью уголоков прикрепить к прогонам. Под каждый брус установить временную опору;
Брус, который выполняет функцию ригеля, временно скрепить дюймовкой на расстоянии от края на 200-300 мм. Чтобы было удобно монтировать верх стропильной конструкции, установить временный досчатый настил;
Из обрезных досок следует изготовить шаблоны, по которым потом монтируются противоположные фермы:
Шаблон изготавливается методом прикладывания заготовки к балке и торцу прогона, и соответствует стропилинам нижнего ряда. Отметить по размеру линии пазов для устранения излишков;
Установить стропильные ноги с торца, а затем с нижнего уровня мансарды;
Далее по шаблону установить верхнюю часть стропильного каркаса;
Во избежание провиса ригелей необходимо к фермам крепить бабки снизу — шарнирным способом, сверху — жестким креплением .

Это интересно: Как сделать сварочный стол своими руками. Сварочный стол своими руками.

Балки крепятся к стенам канатами и возводится каркас фронтона.

Балки над стеной крепятся к стенам канатами, а каркас фронтона прикрепляется к стене.

Расчёт стропильной системы мансардной крыши

Кровельные балки являются основной опорой крыши, поэтому важно выбрать систему, которая наилучшим образом соответствует климатическим условиям региона и требованиям к размерам чердака дома. После выбора конструкции рассчитывается угол ската и высота конька для требуемого размера чердака. Расчеты производятся на основе размера карниза по следующим формулам:

L_bc= L_a_c∙ tg A, где L_bc— высота конька, L_ac− половина ширины дома с учётом карнизного свеса, A − угол наклона ската.
L_c= L_bc/sin A, где L_c— длина балки.

Стропильная группа мансарды рассчитывается с помощью простых тригонометрических формул.

Значения тригонометрических функций можно найти в справочных таблицах.

Таблица: значения тригонометрических функций для различных углов наклона ската

Угол наклона ската A, град.	Значение tg A	Значение sin A
20	0,36	0,34
25	0,47	0,42
30	0,58	0,5
35	0,7	0,57
40	0,84	0,64
45	1	0,71
50	1,19	0,77
55	1,43	0,82
60	1,73	0,87

Наиболее сложной частью планирования мансардных крыш является расчет древесины. Расчет необходимого количества балок и их соотношения со стандартной длиной 6 м иногда бывает довольно сложным. Допустим, мы выбрали шатровую крышу размером 10×13 м как наиболее сложную, принимая во внимание длину карниза 80 см и угол наклона 45°. Тогда длина боковых стропил составляет 5 / sin 45 o = 7,04 м. Поэтому типичные стропила длиной шесть метров должны быть удлинены. Обычно для балок длиной чуть больше 6 метров используют брус 100 x 200 мм или доски 50 x 250 мм.

Для больших зданий требуются балки длиннее обычных 6 м, поэтому балки необходимо удлинить.

Поскольку ширина здания составляет 10 м, обрешетка должна состоять из двух частей, либо опирающихся на внутреннюю стену здания, либо соединенных арматурой и опирающихся на обрешетку. Для стоек и обрешетки должны использоваться пиломатериалы размером не менее 50 × 200 мм. По периметру здания должна проходить каменная стена, для которой используется брус 150 × 150 мм или 200 × 200 мм. Периметр здания составляет 39,6 м, поэтому для кладки потребуется семь шестиметровых брусьев. Размеры всех остальных балок не будут превышать 6 м.

Вес древесины балочной системы рассчитывается путем сложения длин всех элементов с определенным сечением и пересчета их количества в кубические метры. Это необходимо для определения веса всей крыши, а также может потребоваться при закупке и транспортировке материала. Расчет производится по таблице, а полученные значения умножаются на вес 1 м3 пиломатериала.

Монтаж мансардной стропильной системы

Монтаж балочной системы с живым основанием требует тщательной подготовки. Необходимо возвести удобные леса, подмости и лестницы, а рабочие зоны оборудовать страховочными канатами. Рабочие должны быть обеспечены спецодеждой, средствами защиты и рабочими инструментами. Необходимо выбрать ровную поверхность на земле для предварительной сборки ферм, разметки углов и изготовления шаблонов. Все деревянные элементы должны быть обработаны антисептиком и антипиреном.

После этого можно приступать к работам, которые выполняются в следующем порядке:

Если дом сложен из блоков, удобнее крепить карниз на резьбовых шпильках, заложенных в стену как часть кладки.

Вертикальные балки, внутренние балки и горизонтальная обрешетка образуют каркас мансарды.

Когда все балки установлены, обрешетку просто ставят на место и прибивают торцевые доски.

Балки устанавливаются на наклонную мансардную крышу. Остальные строительные работы состоят из аналогичных задач и сводятся в основном к выполнению работ в соответствии с планом проекта, в котором показано, как должны быть соединены элементы стропильной фермы крыши. При тщательно рассчитанных планах бригада из четырех человек способна собрать крышу с ферменной системой любой сложности.

Видео: монтаж мансардной крыши

Мы изучили балочную группу мансардной крыши, ее конструкцию, расчет, форму и описание основных элементов. Мы предложили вариант пошаговой сборки несущих конструкций мансардной крыши и включили фотографии и видеоролики, поясняющие последовательность сборки конструктивных элементов мансардной крыши. Теперь успешный монтаж зависит только от усердия применения требований инструкций и технологий и наличия исполнителей с определенными навыками выполнения строительных работ. Желаем вам удачи.

Подписывайтесь на наш канал на Яндекс.Бизнесе

Копирайтинг, рерайтинг по техническим и строительным вопросам, а также по медицинским и народным вопросам.

Сборка

В большинстве случаев строительство мансардной крыши начинается с монтажа черновой кровли. Важно, чтобы балки были уложены горизонтально, параллельно и надежно.

Существует два варианта сборки балочной системы: балочные элементы собираются в балки на земле, поднимаются и заканчиваются. Или все собирается по отдельности на крыше — «на месте», по порядку:

Укладываются балки перекрытия. При этом учитывается шаг стропильной системы и возможность для устройства лестницы.
Сразу настилается черновой потолок, или временный настил для безопасной работы.
Монтируются стойки. Устраиваются временные раскосы, чтоб удержать их в вертикальном положении. На стойки укладываются прогоны.
Поверх прогонов укладываются затяжки .
Монтируются нижние стропила .
Временные раскосы меняются на постоянные ветровые связи в продольном положении.
Устанавливаются верхние стропила .
Выставляется каркас для фронтона, с учётом конструктива организуются проёмы для: окна, балкона, предусматриваются другие варианты.
Далее по стропилам укладывается кровельная мембрана, и прижимается к ним контробрешёткой – брусками сечением 50х50 мм. Для организации вентиляционного зазора. Это подготовительные мероприятия для утепления. Провести их нужно именно на этом этапе. Пропустить – огромное упущение.
На контробрешётку набивается обрешётка, с соответствующим кровельному покрытию шагом.
Монтируется кровельное покрытие, его доборные элементы: ветровые доски, конёк.

Скатная мансардная крыша собирается точно таким же образом. Сборка еще проще — все балки сплошные.

Затем крышу необходимо утеплить. Конечно, это можно сделать снаружи, до укладки кровельной мембраны, обрешетки и крыши. Но безопаснее изнутри — там нет угрозы дождя, и работа должна быть выполнена более тщательно, потому что от этого зависит успех.

Теплоизоляция защищена изнутри помещения пароизоляционной пленкой. Между этой пленкой и внутренней отделкой остается вентиляционный зазор — внутренняя отделка не укладывается непосредственно на балки. Для этого специально изготавливается контррейка или рама, а также с внешней стороны — обрешетка.

Устройство стропильной системы двускатной крыши с мансардой

В основе несущей системы двускатной крыши лежит треугольник — наиболее устойчивая форма.

Сразу после установки мауэрлата монтируются переводы и делается временный настил для удобства и безопасности при выполнении работ.
Устанавливаются стропильные фермы, в первую очередь — крайние, фронтонные. Они состоят из двух стропил, соединённых между собой верхней затяжкой. По ходу установки производится контроль совпадения очередной стропильной ноги с плоскостью уже установленных узлов. Для этого используется натянутый между фронтонными стойками строительный шнур. Производится временное крепление стропильных ног к мауэрлату.
После установки последней стропильной фермы в углы основания треугольника, образованного балками и затяжкой, помещается два прогона перпендикулярно плоскости стропильных ног. Эти элементы конструкции крепятся уже намертво.
В четырёх крайних точках устанавливаются стойки, опирающиеся на лежень, назначение которого — распределение нагрузки от стропильной ноги на межэтажное перекрытие через стойки. Этими деталями обозначается контур мансардного помещения.
Далее производится окончательное крепление скелета стропильной системы. Стропила к мауэрлату можно крепить металлическими угловыми пластинами с использованием болтов или длинных саморезов.
При необходимости устанавливаются раскосы между основаниями стоек и стропилом.

Перечислены только основные элементы балочной системы. Для повышения прочности конструкции можно использовать дополнительные детали.

Монтаж стропильной системы кровли с учётом формирования мансарды

Балочная система скатной крыши может быть сконфигурирована двумя способами:

Сборка основной конструкции внизу с последующим подъёмом на перекрытие и установкой на мауэрлат.
Монтаж стропильных ног подетально непосредственно на месте установки.

Первый способ является наиболее производительным и удобным.

Сборка стропильных ферм внизу

Работы выполняются в следующем порядке:

Необходимо изготовить простейший стапель для сборки ферм. Единственное требование к нему — расположение опорных элементов стропил строго по горизонтали.
Детали первой фермы нужно выполнить по заранее подготовленным чертежам. Она представляет собой совокупность минимального набора основных деталей, обеспечивающих жёсткость конструкции.
Произвести сборку первой фермы, установить дополнительный крепёж.
Изготовление последующих ферм производится с использованием первой в качестве шаблона, детали изготавливаются по месту. Для точности и полного соответствия детали каждой последующей фермы нужно крепить к шаблону струбцинами. По готовности ферма убирается в сторону.
Затем фермы поодиночке поднимаются наверх и устанавливаются на своё место.
Первыми устанавливаются крайние фронтонные фермы, затем все последующие. Расположение стропил в одной плоскости производится по натянутому между фронтонными фермами строительному шнуру.

Видео: сборка стропильных ферм «на земле»

Установка стропильных элементов

Балки, как основной несущий элемент стропильной системы крыши, должны быть надежно соединены между собой. Для этого существует множество различных способов, в том числе специальные методы для определенных типов зданий. Стропильная система деревянного дома требует особого внимания. Балки скользяще соединены с кирпичной кладкой, а коньковое соединение — шарнирное. Это связано с постоянными сезонными перемещениями деревянного дома, которые необходимо компенсировать.

Фотогалерея: способы соединения стропильных ног

Стропильной ноги крепятся к мауэрлату при помощи металлических уголковСтропильной ноги крепятся к мауэрлату при помощи металлических уголковСтропила соединяются на коньке встык или через запилОтветственные узлы стропил соединяются при помощи металлических соединительных пластинОтветственные узлы стропил соединяются при помощи металлических соединительных пластинСтропильные ноги соединяются при помощи специальных шарнирных соединений, обеспечивающих свободу перемещения конструкции при сезонных деформациях зданияУзел стыка в коньке можно усилить болтами

Конструкция стропильной системы мансардной крыши

Существует два типа кровельных балок.

Висячие, имеют две опоры, скажем, стены, колонны и т. п. Они одновременно работают на изгиб и на сжатие, передавая таким образом несущим стенам горизонтальные усилия. Самые простые висячие стропильные фермы состоят непосредственно из стропилин и нижнего пояса – затяжки (ригеля), опирающегося на мауэрлат. Такая система оправдывает себя, если опорные стены друг от друга отстоят не больше 6–6,5 м.
Наслонные стропила имеют по центру дополнительную опору, к примеру, внутреннюю стену или колонну, поэтому они работают только на изгиб. Такая конструкция снижает нагрузки, под воздействием которых находятся несущие стены. Наслонная несущая система может перекрывать расстояние до 10 м, а при установке дополнительных прогонов и стоек – до 16 м.
Несущая система мансардного этажа нередко включает эти оба типа

Как показано на рисунке выше, конструктивная система мансардной крыши состоит из нижних (скатных) балок, верхних (висячих) балок, вертикальных балок, соединительных горизонтальных карнизов и коньковых балок. В небольшом чердаке коньковая балка не нужна. Ее можно легко заменить сплошной обрешеткой, которая образует мембрану жесткости.

Как известно, самая жесткая форма в геометрии — треугольник, поэтому коньковые и боковые стропила в треугольной форме могут обеспечить жесткость в двух направлениях — боковом и вертикальном.

Что касается объемной жесткости, то используются колонны, которые вместе с вертикальными балками также образуют треугольник.

Материалы в конструкции стропил для мансарды

Наиболее распространенными материалами для балочной системы крыши являются дерево и металл.

Обычно система собирается из цельной древесины, такой как сосна и ель. Для защиты от грибков, плесени, насекомых и огня доски и брусья подвергаются антисептической и противопожарной обработке.

Для этих целей часто используется клееный брус, который имеет определенные преимущества перед обычной древесиной:

он более прочный и легкий;
позволяет увеличить расстояние между стропилами мансардной крыши без потери жесткости;
не требует дополнительной пропитки.

Стропильная система двускатной мансардной крыши

Мансардные крыши делятся на три основных типа в зависимости от угла наклона:

классическая: уклон ската 45 градусов, ширина дома 6–8 м;
остроконечная: уклон – 60 градусов, ширина – от 6 м:
ломаная: имеет два неравнозначных ската, как правило, с уклоном в 30 и 60 градусов. Такая конструкция часто встречается в домах шириной до 6 м.

Особенности стропил для мансарды с двумя скатами

В скатной крыше используется принцип висячих балок. Они опираются только на внешние стены и друг на друга, образуя единое пространство под крышей, полость без стен и опор в середине пространства крыши. Висячие балки также называют стропилами без обрешетки.

В этом случае расположение стропил имеет определенные особенности, например, клещевые балки, которые компенсируют разброс, вызванный стропильными ногами, хорошо крепят их к противоположному скату, не имеют их у подножия стропил и выше. Высота выбирается так, чтобы ее было достаточно для обустройства мансарды.

Если подвесная балочная система используется при пролете крыши 6 м и более, балки опираются на кронштейны или дюбели. Они устанавливаются на дюбели, вбитые в пол. Низ их ножек ограничен — их длина не должна превышать 4,5 м.

Как вы знаете, расстояние между балками варьируется от 0,6 м до 1 м. Как рассчитать это расстояние для конкретной крыши?

Во-первых, используйте для расчетов среднее значение уклона, равное 0,8 м. Если мы сделаем расчет для крыши с длиной ската 23 м, вам понадобится в среднем 23/0,8 = 29 балок с учетом округления в большую сторону. Добавим еще один элемент, который будет располагаться по краям каркаса. Всего у нас 30 элементов. Теперь необходимо скорректировать уклон: 23/30=0,77. Поэтому необходимо установить балки на расстоянии 0,77 м друг от друга.

Установка стропил мансардной крыши

Монтаж балок для крыши схематично выполняется в следующем порядке.

Верхний брус крепят к стойкам, причем первый по счету одновременно будет служить подстропильной рамой.
Устанавливают мауэрлат.
Монтируют стропильные ноги с шагом 60– 100 см. Сначала устанавливают фермы, крайние к фронтону и протягивают уровень, в соответствии с которым устанавливают промежуточные элементы.
Стропила в верхней части каркаса соединяют между собой.
Для кровель длиннее 7 м устанавливают коньковую балку.

Правила крепления стропил

Балки крепятся либо жестко, либо скользяще к стропильной ферме крыши. При первом способе практически полностью исключается возможность взаимодействия между закрепленными элементами.

используют металлические уголки для крепления нижней части стропил с дополнительной жесткой опорой на подшивной брус;
крепят на запил, выполненный на стропильной ноге и дополнительно фиксируют соединение, используя скобы, гвозди, проволоку.

При использовании скользящих элементов балки могут свободно перемещаться в определенных пределах. Этот метод больше подходит для деревянных домов, так как предотвращает деформацию несущей системы при усадке дома. Крепление осуществляется с помощью «ползунов», крепежа и гвоздей.