Ломаная крыша стропильная система расчет с размерами

ProTop 11.01.2019 Необычные решения Оставьте комментарии 94 Просмотры

Устройство ломаной мансардной крыши и ее отличия

Как уже говорилось, крыша с ломаными скатами несколько отличается от простой двускатной крыши. Разница заключается в форме противоположных скатов: они представляют собой не прямую линию, а состоят из двух соединенных под тупым углом скатов. Крыша может быть как симметричной, так и иметь различную форму противоположных скатов – это зависит от проекта.

Благодаря ломаной форме ощутимо увеличивается полезный используемый объем мансардного помещения. Нижнюю часть стропил обычно устанавливают под углом около 60 градусов к горизонту, а опорные стойки, поддерживающие эти стропила, играют роль каркаса внутренних стен. Верхняя часть стропил чаще всего устанавливается под небольшим углом, от 15 до 45 градусов – это позволяет сэкономить материалы, но сохранить функциональность крыши и ее устойчивость к снеговым нагрузкам.

Устройство мансардной крыши

Стропильная система для мансардной крыши

Вертикальные стойки, опирающиеся на балки перекрытий, прогоны и соединяющие их затяжки образуют параллелепипед, ограничивающий внутренние размеры мансарды. Для придания конструкции дополнительной жесткости устанавливают подкосы между балками перекрытий и нижними стропилами. После установки верхних стропил для укрепления фермы и устранения провисания ригелей устанавливают подвесные опоры – бабки. Для дополнительного укрепления нижних стропил их стягивают со стойками с помощью схваток. Крепление элементов производят с помощью гвоздей и болтов или шпилек.

Какой тип крыши выбрать?

Чертежи стропильной системы мансардной крыши нужно делать тщательно, чтобы при возведении избежать ошибок. Но сделать их без четкого понятия о том, какой тип кровли больше всего подойдет, невозможно. Поэтому вначале нужно разобраться с этим вопросом.

Формы мансардных крыш зданий

Строители предлагают несколько вариантов крыш мансардного типа, а именно:

  • Односкатный вариант. Такой вариант считается самым простым и дешевым в исполнении. Но вот если речь идет о свободном пространстве, то односкатная крыша этим похвастаться не может;
  • Двухскатная крыша – это наиболее часто используемый вариант. Такая кровля несложна в возведении, а вот свободного места предоставляет в достатке;
  • Ломаная конструкция. Такой вариант считается разновидностью двухскатной крыши. В этом случае угол наклона ската изменяется в определенной точке. В результате получается больше свободного пространства для мансардного этажа. Минус – это более сложное строение стропильной системы, чем в случае с простой двухскатной крышей.

Существуют и другие варианты. Например, можно использовать вальмовую или четырехскатную крышу. Здесь есть как свои плюсы, так и минусы. К первым специалисты относят большую прочность конструкции. А если говорить о недостатках, то в первую очередь упоминается сложность возведения. Вальмовую крышу сделать без привлечения специалисты будет затруднительно.

Какой именно тип крыши выбрать? Тут многое зависит от самого дома, ваших личных предпочтений, желаемого размера мансардной комнаты и природных условий в вашем регионе. Самым оптимальным считается ломаная крыша. Такой вариант может удовлетворить многих. Во-первых, он дает возможность создать довольно просторное чердачное помещение. Во-вторых, скаты имеют уклон. Это значит, что снег не будет на них скапливаться.

Читайте также:  Как крепить ветровую планку на металлочерепицу

Этап 3: На стойки сверху укладываются прогоны из доски 150*мм, после чего устанавливаются оставшиеся недостающие стойки того же сечения. Полученная конструкция будет выполнять функцию каркаса будущих боковых стен мансардного этажа.

Этап 4: на прогоны устанавливаются и крепятся затяжки (ригеля). Их сечение рассчитывается в программе во вкладке «Балка» в таблице «Распределенная нагрузка». Под каждый ригель примерно посредине пролета устанавливается временная подпорка (в качестве временной подпорки можно использовать дюймовку 150*25 мм – она позволить спокойно передвигаться по затяжкам при установке стропил верхних скатов, а также уменьшит провисание).

Этап 3: На стойки сверху укладываются прогоны из доски 150*мм, после чего устанавливаются оставшиеся недостающие стойки того же сечения. Полученная конструкция будет выполнять функцию каркаса будущих боковых стен мансардного этажа.

После установки всех затяжек сверху их скрепляют доской (хорошо подойдет 150*25 мм); при этом важно установить эту доску не строго посередине, а примерно в 20 см в любую сторону.

Разновидности (типы и виды) вальмовой крыши

Изучая устройство стропильной системы вальмовой крыши, следует учесть, что в пределах этого вида, есть несколько разновидностей конструкций. В свою очередь, это вносит коррективы в общий процесс возведения каркаса стропильной системы.

Классическая вальмовая крыша

Отличается опиранием диагональных ребер на опорную балку конька и расположение свесов на одинаковой высоте. Отдельные элементы вальмовой крыши соответствуют треугольнику (фронтоны) и трапеции (скаты).

Схема устройства стропильной системы и внешний вид вальмовой крыши (обычной, стандартной)

Шатровая вальмовая крыша

Отличается отсутствием опорной балки конька. Это приводит к тому, что все диагональные ребра сходятся в единой точке, а к ним уже примыкают рядовые короткие стропила. Такой крыше отдают предпочтение при наличии квадратной коробки дома. Но формирование надежного конькового узла достаточно сложное.

Схема устройства стропильной системы и внешний вид шатровой вальмовой крыши

Полувальмовая крыша

Отличается наличием вертикальных фронтонов, в которых можно установить окна. На картинке видно различие двух разновидностей полувальмовых крыш (голландской и датской).

Схема устройства стропильной системы и внешний вид голландской вальмовой крышиСхема устройства стропильной системы и внешний вид датской вальмовой крыши

Ломаная вальмовая крыша или мансардная четырехскатная

Наиболее сложная в плане строительства конструкция стропильной системы вальмовой крыши, так как в этом случае, все скаты кровли имеют разную площадь и расходятся под разными углами. Ломаная (мансардная) крыша позволяют более рационально организовать внутреннее подкровельное пространство и помимо дополнительной жилой площади придать дому эффектный внешний вид.

Схема устройства стропильной системы и внешний вид ломаной вальмовой крыши (мансардного типа)

Особенности ломаной крыши

Конструкция ломаной кровли представляется собой разновидность обычной двускатной, с небольшим дополнением – на каждом скате имеется излом. По сути, это превращает крышу в четырехскатную. Основная цель подобного изменения – увеличение подкровельного пространства. Обычно там оборудуется мансарда, являющаяся практически полноценным жилым этажом.

Возведение ломаной крыши несколько сложнее, чем обычной двускатной, но не сильно отличается от сооружения вальмовой. Основной конструктивной особенностью рассматриваемой кровли является наличие двух разновидностей стропил:

  • Нижние (наслонные). Они в большинстве случаев обладают большим углом, величина которого равна или больше 60 градусов;
  • Верхние (висячие). Угол их расположения острее, обычно он не сильно отличается от 30 градусов.
Читайте также:  Кровля из гибкой черепицы — технология монтажа

Ломаная крыша наиболее часто применяется в частном домостроении. Поэтому ее ширина редко превышает 5-6 метров. Это объясняется значительно более сложной конструкцией стропильной системы при большей ширине, что усложняет работы, увеличивает их стоимость, делая данное конструктивное решение экономически нецелесообразным.

Следует учитывать и то, что конструкция ломаной кровли содержит не только стропила, но некоторые дополнительные и вспомогательные элементы в виде стоек, подкосов, затяжек и т.д. Их размеры определяются при выполнении расчета стропильной системы. Именно из-за их наличия стропильная система несколько сложнее использующейся при двухскатной конструкции.

Не следует забывать, что немаловажным достоинством ломаной крыши является то, что она придает внешнему виду здания определенную солидность, да и попросту гораздо привлекательнее выглядит, чем обычная двухскатная. Именно подобное сочетание высокой функциональности здания, выражающееся в возможности оборудования мансарды, и крайне привлекательного и эстетичного внешнего вида, во многом объясняет причину популярности рассматриваемой конструкции, несмотря на ее относительную сложность.

Обустройство оконного проема

Если схема кровли предполагает окно в мансардной крыше, следует для начала определиться, какого вида оно будет.

Обустройство оконного проема

Профессионалы выделяют несколько типов мансардных окон:

Обустройство оконного проема
  1. Наклонные дают возможность максимально использовать солнечное освещение. При такой форме окон изменений в конструкции кровли не требуется. При их проектировании следует учитывать, что из-за значительных нагрузок их площадь ограничена и не должна превышать 1,4м2. Также стоит помнить, что в летний период они способствуют перегреву помещения, поэтому устанавливать их следует на северной или западной стороне.
  2. Вертикальные. Устанавливаются на выступе крыши. Они устойчивы к большим нагрузкам и не отличаются от фасадных. Благодаря своей конструкции в наименьшей степени теряют тепло.
  3. Фронтовые. Конструкция устанавливается на крыше под прямым углом.
  4. Выступающее. Конструкция окна данного типа может монтироваться как на плоских, так и на двухскатных кровлях. Проще всего его обустроить на прямой крыше. Так называемый скворечник позволяет увеличить площадь комнаты и препятствует потере тепла.
Обустройство оконного проема

Для установки окна монтируют два поперечных бруса с одинаковым сечением стропильных ног. Если угол мансардной крыши, верхний брус не устанавливают, вместо него прикрепляют обрешетку.

Обустройство оконного проема

Фиксация проводиться с помощью кронштейнов, которые одной стороной присоединяются к раме окна, а другой крепятся к брусу. Над окном обязательно устанавливают дренажный желоб. Он не позволит собираться воде и попадать влаге в проем.

Обустройство оконного проема

Ширина устанавливаемой рамы должна быть на 4-6 см меньше, чем расстояние между стропилами.

Обустройство оконного проема

При установке выступающих окон геометрия крыши меняется. Из-за этого возрастает сложность установки стропильной системы и укладки кровельного покрытия. Поэтому самым простым вариантом является установка фронтальных окон. Они не требуют усиления конструкции, достаточно установить качественный стеклопакет.

Обустройство оконного проема

Как устроена стропильная система мансардной крыши: обзор конструкций для малоэтажных домов

Устройство мансардной крыши позволяет ощутимо увеличить полезную площадь и рационально организовать пространство малоэтажного дома. Однако ее строительство нередко пугает домашних мастеров слишком сложным и трудоемким процессом. Опасаться не стоит, ведь результат обеспечит красивой крышей и удобными дополнительными помещениями. А для того чтобы итог работы радовал хозяина и домочадцев, нужно знать, по каким правилам сооружается стропильная система мансардной крыши, каким способом ее проще и лучше устроить.

Общая характеристика и обзор стропильных систем

Различают следующие виды конструкций:

  • односкатные, стропила которых смотрятся как балки с опорой на стены дома. При равной высоте стен получается плоская крыша, а при разной – наклонный скат;
  • в двухскатных стропильных системах соединение стропил, образующих 2 ската, производится под определенным углом. Одной из их разновидностей является ломаная крыша, наиболее часто используемая для мансардной кровли: излом позволяет получить больше пространства;
  • полувальмовые (трехскатные) имеют наиболее представительный вид и состоят из треугольного и двух трапециевидных скатов. Их монтаж – дело довольно сложное;
  • вальмовые (четырехскатные) – наиболее устойчивы и хорошо сохраняют тепло. В распространенном исполнении состоят из 2 скатов в форме трапеции и 2 вальм в торцах здания. К данному типу относятся и шатровые крыши;
  • различают также чердачные, бесчердачные крыши и кровли для мансарды;
  • мансардные конструкции имеют свои особенности.
Читайте также:  Битумные герметики для кровли и их использование

Строительство мансарды своими руками – первые шаги

Красивые дома с мансардой заставляют многих домовладельцев совершать необдуманные поступки. Прежде, чем планировать устройство мансарды в старом доме, первым делом убедитесь, что фундамент постройки может выдержать дополнительную нагрузку. При возникновении любых сомнений по этому поводу наиболее правильным шагом будет перенос нагрузки от мансарды на отдельное укрепления вроде колонн и подпорок, либо дополнительное укрепление фундамента.

Следующий момент, на который следует обратить особое внимание – это определиться с формой конструкции строения. Именно от формы конструкции зависит, как в конечном результате будет выглядеть внешний вид дома

У вас может сложиться ложное впечатление, что если на старом доме стропила из дерева смогли выдержать нагрузку от кровельного покрытия, то установленные в другой конфигурации, они отлично справятся с поставленной задачей.

На самом деле это не так – большинство специалистов в сфере мансардного строительства единогласно утверждают, что от угла наклона и прочих изменений в конструкции стропил стены испытывают колоссальную нагрузку и подвергаются значительным деформациям. Поэтому перед тем, как сделать мансарду самостоятельно, крайне рекомендуем обратиться к специалисту, чтобы он провел предварительные расчеты и, исходя из них, начертил проект стропильной системы, которая подходит в вашем случае.

Воздействие нагрузок на систему стропил

Стропила подвергаются постоянным (масса кровли, обрешетки, стропил и т.д.) и временным (ветер, осадки) расчетный параметр снежной нагрузки, принятый в России для средней полосы – 180 кг/м?. Снеговой мешок может увеличить этот показатель до 400-450 кг/м?.

Если уклон крыши больше 60 градусов, снеговая нагрузка не берется в расчет.

Стандартная расчетная величина ветровой нагрузки для средней полосы России — 35кг/м?.

Если уклон крыши менее 30 градусов, в чертеже поправка на ветер не учитывается.

Параметры нагрузок корректируются для местных условий климата за счет особых масса крыши рассчитывается, исходя из количества используемых материалов и общей площади сооружения.

В расчеты вводят показатели полезной нагрузки на систему, если к фермам подвешивают потолки, устанавливают водонагревательные баки, вентиляционные камеры и т.д.

Обязателен расчет прочности стропил и степени возможной деформации при различных условиях.

В качестве стропил чаще всего используются: прямоугольный брус с сечением, соответствующим рассчитанным нагрузкам, доски с параметрами 5?15, 5?20 см.

Чаще всего выбор останавливают на пиломатериалах хвойных пород (еловых, сосновых) с влажностьюв пределах 18-22%, обработанных антисептическими средствами и антипиренами.

Для повышения жесткости и устойчивости геометрии стропильной системымногоскатной крыши иногда вводят стальные элементы.