Мансардная крыша: устройство и монтаж стропильной системы

Последнее обновление статьи 08.09.2020

Устройство стропильной системы мансардной крыши изобрел в 1630 году знаменитый французский архитектор Франсуа Мансар. Множество инноваций и технических решений, предложенных им, используются по сегодняшний день, как наиболее оптимальные варианты при строительстве жилых чердачных апартаментов. Франсуа Мансар ввел моду на большие окна и высокие потолки на чердаке, что значительно улучшило комфорт и удобство проживающих там людей. В честь этого выдающегося архитектора жилые чердачные помещения именуют мансардой.

Типы мансардных крыш

Одним из главных конструктивных элементов мансарды является стропильная система, которая предназначена для создания жесткости всей конструкции кровли. Конструкция стропильной системы мансардной крыши может быть двух видов:

• наслонного типа, где опорой для балок служат наружные стены здания;
• висячего типа, где все элементы стропильной системы увязываются в ферму и общий каркас, который впоследствии устанавливается на крайние опоры.

Схема стропильной системы мансардной крыши определяет, какой вид крыши будет использоваться. В зависимости от этого типы мансардных крыш классифицируют следующим образом:

1. Односкатная кровля с наклоном плоскости, которая опирается на стены различной высоты.
2. Двускатная кровля, конструкция которой имеет две плоскости, расходящиеся в разные стороны под определенным углом.
3. Ломаная крыша, являющаяся разновидностью двухскатной кровли, и состоит из двух плоскостей с ломаной поверхностью.
4. Полувальмовая и вальмовая крыши – разновидности четырехскатной кровли.
5. Шатровая конструкция крыши (коническая, купольная, пирамидальная).
6. Сводчатый тип кровли с параболическими или круглыми очертаниями.

В нашей стране наиболее популярной является мансарда двухскатной крыши, что определило архитектуру некоторых городов и поселков. Угол наклона двухскатной системы определяется в зависимости от следующих факторов:

• геометрический размер здания;
• вид кровельных материалов;
• рельеф окружающей местности;
• климатические и погодные условия.

Важно знать, что для получения большего количества полезной жилой площади мансарды, рекомендуют выполнять меньший угол наклона стропил.

Методика расчета стропильной системы

Грамотный и точный расчет стропильной системы мансардной крыши позволяет получить надежную и крепкую конструкцию с длительным сроком службы. В данном расчете учитываются такие данные как: собственный вес мансардной конструкции и внешние факторы нагрузок (ветровые и снег). По этой причине в разных районах страны устройство стропильной системы мансардной крыши может быть совершенно разным.

Расчет системы стропил наслонного типа немного проще, чем висячего, но зачастую строители могут использовать комбинированные типы конструкций.

Следует помнить, что сложные расчеты лучше доверить профессиональным проектировщикам, которые имеют необходимую квалификацию и опыт по выполнению подобных расчетов.

При расчете стропильной системы от собственного веса кровли, используют сложные арифметические формулы и различные коэффициенты. В результате математической обработки должна получиться нагрузка, выраженная в килограммах на 1м² стропильной системы. Величина среднего значения нагрузки на стропильную систему в жилых домах составляет порядка 50 кг/м². Расчет от погодных и климатических условий учитывает нагрузки от снежной массы и ветровых нагрузок.

Очень важно запомнить, что в районах с повышенным уровнем осадков или порывами ветра, стропильная система двускатной мансардной крыши содержит спаренные стропила и сплошную обрешетку, что позволяет избежать возможных деформаций.

Основные этапы строительства мансардной крыши

Конструкция стропильной системы предполагает наличие следующих элементов:

• мауэрлаты;
• стропильные ноги;
• коньковый брус;
• наклонные подкосы;
• вертикальные стойки.

Для увеличения надежности всей конструкции и придания ей большей жесткости между стропил закрепляют ригеля, подбалочники, подкосы, стойки. Для обустройства основания под кровельные материалы монтируют обрешетку сплошного или разреженного типа.

Монтаж стропильной системы мансардной крыши двухскатного типа выполняется в несколько этапов:

1. Монтаж верхнего бруса, который должен иметь сечение 10×10 или 15×15 сантиметров. Его крепят при помощи специальных гвоздей, металлических скоб или саморезов к стойкам. При этом первый по счету брус будет одновременно нести функцию подстропильной рамы.
2. Установка мауэрлата, который служит основным конструктивным элементом и воспринимает все нагрузки от массы кровли и климатического воздействия. Для монтажа мауэрлата используют доски толщиной от 5 сантиметров и брус с минимальным сечением 5×10 сантиметров. При укладке доски, под ней прокладывают слой гидроизоляции, чтобы влага не проходила к элементам мауэрлата. Крепление доски к стенам осуществляют с помощью скоб и гвоздей, кроме этого мауэрлат дополнительно привязывают к стенам толстой металлической проволокой, которую предварительно вмуровывают в стены на этапе кладки.
3. Монтаж стропильных ног выполняют с шагом 0.6 – 2 м одна от другой.
4. В первую очередь производят монтаж крайних к фронтону стропил. Затем протягивают уровень, по которому производят установку следующих элементов.
5. После установки выполняют соединение стропил между собой в верхней части смонтированного каркаса.
6. Установка коньковой балки, которая необходима при длине кровли более семи метров. При длине крыши менее семи метров, данный конструктивный элемент не является обязательным.
7. После проведения данных работ укладывают обрешетку, утеплитель, гидробарьер, кровельные материалы.

Стропильная система мансардной двухскатной крыши выполняется с соблюдением следующих правил:

• стропила и другие конструктивные элементы мансарды должны выполняться из балок с минимальным сечением 10×10 сантиметров; брус должен быть самого высокого качества и содержать не более трех изъянов на 1 погонный метр;
• при креплении мансардной конструкции используют металлические скобы, специальные гвозди и обвязку из проволоки;
• для мансардной крыши используют деревянные элементы с влажностью не более 15%;
• все деревянные конструктивные элементы должны подвергаться обработке антисептическими препаратами и веществами, которые предохраняют от преждевременного гниения;
• оптимальным вариантом для использования в строительстве мансарды, являются хвойные породы деревьев, которые наименее подвержены влиянию влаги;
• для использования в качестве вертикальных стоек применяют деревянный брус с геометрическими размерами 10×10 сантиметров; для их установки используют отвес, который поможет установить их в строго вертикальной плоскости; эти стойки будут основой для будущих стен мансарды, которые впоследствии оббиваются фанерой, гипсокартоном или другим материалом;
• особое внимание следует обратить при закладывании окон, потому что после установки стропил их размер будет уже очень сложно изменить.

Особенности строительства мансардной крыши ломаного типа

Для увеличения жилой площади и объема мансарды используют конструкцию ломаной крыши (разновидность двухскатной), которая позволяет значительно улучшить комфорт проживания людей на мансарде. Стропильная система мансардной ломаной крыши рассчитывается по тем же правилам, что и двухскатная крыша. Основные этапы строительства подобных конструкций полностью соответствуют технологии монтажа двухскатной крыши. Но, стоит обратить внимание на следующие правила при их возведении:

1. Доски для крепления стропильных ног должны утепляться по всей их длине. Это значительно уменьшит тепловые потери и создаст отменные условия для проживания людей.
2. Шаг и сечение стропильных ног должны выполняться в строгом соответствии с расчетными данными, которые учитывают все возможные воздействия и запас прочности.
3. Следует учитывать, что теплоизоляция будет способствовать выпадению конденсата на границе раздела теплой и холодной среды, поэтому применение пароизоляции является обязательным.
4. В качестве теплоизоляции следует использовать исключительно натуральные материалы, которые не оказывают на человека отрицательного воздействия и являются пожаробезопасными.

Особенности строительства мансардных этажей

Стропильная система мансардных этажей должна обеспечивать максимальную степень надежности, которая ей позволит выдержать нагрузку кровельного «пирога» с одной стороны и быть максимально легкой, чтобы облегчить нагрузку на стены здания. В связи с этим основным материалом при строительстве мансардных этажей является древесина, которая оптимально соответствует этим параметрам. В качестве кровельных материалов в этом случае используют:

• металлочерепица;
• керамическая черепица;
• ондулин.

Они позволяют получить достаточно надежное покрытие, которое имеет отменные эксплуатационные характеристики. Основные этапы строительства и методика расчета мансардных этажей аналогична двухскатным крышам, с оговоркой на то, что мансардный этаж должен иметь наиболее высокую степень теплоизоляции, чем какое-либо другое жилое помещение. Соответственно с этими правилами выполняют качественную гидроизоляцию, тепловую изоляцию и пароизоляцию мансарды, что позволит получить комфортное и удобное помещение для проживания людей.