Стропильные системы мансардной крыши

Стропильные системы мансардной крыши — тема очень интересная для всех, кто занимается ее обустройством. Обязательно необходимо изучить нюансы двускатной крыши с мансардой и другой разновидности кровель, ознакомиться с чертежами систем полумансардной крыши. Отдельная важная тема — монтаж стропил и их внутреннее устройство.

Разумеется, стропильная система мансардной крыши заметно отличается от опорных конструкций на кровлях другого типа. Обустройство мансарды преследует цель расширить возможности и открыть больше пространства внутри. Чаще всего крыша над ней ассоциируется с 5-угольным сооружением, имеющим пару скатов. Опираться все это может:

• на сруб;

• на бетонные стены;

• на кирпичную кладку.

Обычное устройство мансардной кровли, в том числе и для импровизированного верхнего этажа каркасного дома, подразумевает разновеликий уклон по скатам. Снизу конструкция круче, чем наверху. Такая специфика обуславливает появление выпуклого излома, почему и говорят о «ломаной» крыше. Стоит отметить, что такой технический термин не должен вводить в заблуждение.

Такой тип стропил под двускатной крышей с мансардой применяется, если внутри находятся несущие стены. Пользуются им и в том случае, если есть промежуточные опоры. Важным преимуществом этой схемы является ее значительный срок службы. При обычной эксплуатации как бы автоматически происходит проветривание насквозь. В результате вероятность гниения сводится к минимуму.

Наслонный тип стропил строители ценят и за легкость работы. Обустроить такую сборку можно довольно быстро. Единичные части конструкции по периметру удерживаются на противоположных стенах. При двускатной кровле оборудуют пару наклоненных ног. Их верхушки поддерживаются прогоном; сам этот прогон стабилизируется за счет стоек.

Но подобное решение создает проблемы, когда приходится увеличивать протяженность пролета. В этом случае ноги стропил могут прогибаться или даже выворачиваться под растущими нагрузками. Избежать столь неприятного развития событий позволяет применение стоек и подкосов. Такие упоры (при условии грамотного расчета) работают весьма эффективно.

Безраспорная подгруппа делается с таким расчетом, что стропильная нога принимает только изгибающую нагрузку. Распорное усилие по горизонтали на стену не передается. Часто на нижний участок «ноги» присоединяют опорный брус, либо за счет запила обеспечивают упор на мауэрлат. Верхушка стропильного элемента запиливается со скосом, угол которого предотвращает боковой контакт с прогоном и образование сопротивления изгибу. Это важно потому, что хотя по краю момент изгиба почти равен нулю, подрезать там элемент допустимо очень ограниченно.

Величина зоны опирания ограничена общей высотой сечения. Если подрезать стропило сверху нельзя (а тому бывают различные причины), придется наращивать его при помощи стропильного обрезка. Расположенная сверху врубка должна иметь как можно более горизонтальную поверхность. В противном случае система будет относиться уже к распорной категории, и тогда придется переделывать все расчеты и подходы. Говорить о надежности прежних схем не приходится.

Чаще всего, однако, наслонные стропила выполняют иначе. Их крепят с помощью ползунов. Верхушку фиксируют, используя гвоздевой бой. В некоторых случаях пользуются болтовым соединением. Альтернатива — упирание стропил друг в друга и стыковка при помощи зубчатых стропил из металла либо дерева.

В некоторых случаях прибегают к жесткому защемлению конькового узла. Верхушку фиксируют крепко. Низовую часть подпирают ползуном. Но жесткий коньковый блок означает очень мощный момент изгиба и уменьшает прогиб. Такое решение гарантирует определенный запас прочности и несущей способности.

Распорная подгруппа наслонных стропил отличается тем, что опоры имеют не 2 степени свободы, а только 1. Верхушки стропильных ног накрепко упираются с использованием болтов и гвоздей. Это позволяет сформировать шарнирную опору. Распорный комплекс отличается статической устойчивостью к разнообразным нагрузкам. Мауэрлат полагается жестко устанавливать на стене; дополнительно применяют подкосы, стойки, балки консолей — такое решение оптимально для деревянных построек.

Такие стропильные системы всегда базируются строго на опорных стенах. Ножки подвергают нагрузке в двух направлениях. Существенные механические силы компенсируются за счет продуманных затяжек. Эти затяжные элементы связывают ноги между собой. Затяжки делаются из металла либо дерева; их размещают на определенной высоте, и чем больше она, тем крепче должно быть общее соединение.

Висячая схема подразумевает размещение под уклоном. Она обеспечивает только передачу вертикальных нагрузок. Даже небольшое отклонение от вертикальности грозит появлением серьезных проблем. Очень важно использование растяжки в основании кровли. Такие растяжки делают из бруса; допускается применение как цельных, так и сборных конструкций.

Двойная растяжка соединяется:

• с перехлестом;

• с косым зубом;

• с накладками;

• с прямым зубом.

Стропильные ноги висячих сборок делают на основе бревна и бруса. В некоторых случаях применяют обрезную доску. Их обязательно защищают от грибковых воздействий и возгорания. Висячие стропила находят применение:

• в жилом строительстве;

• на складских объектах;

• в индустриальном строительстве.

Речь идет, как несложно догадаться, о сочетании наслонных и висячих деталей. Преимущество подобного решения — увеличение свободы при обустройстве опор и внутреннего пространства. Максимально ценно это обстоятельство при организации зала с усиленным освещением. Фермы базируются на специальных стенах или колоннах. Дистанция между фермами составляет от 5 до 6 м.

Расположенные в верхней зоне стропильные пояса становятся точкой опоры для прогонов. Особо оговаривается, что на 1 скат должно приходиться хотя бы 2 прогона. А вот обустройство верхнего прогона остается на усмотрение строителей. К сведению: при использовании металлопроката в качестве прогонных частей можно расширить допустимое расстояние до 8-10 м.

Свои особенности имеет обустройство стропил в ломаной полумансардной крыше. В ней обычно применяют безраспорные наслонные конструкции. Максимальное внимание уделяется тому, как это все снизу присоединяется к мауэрлату. Под четырехскатной крышей с окнами, если нет опоры по центру, допустим наслонный вариант. Его могут выполнить даже непрофессионалы. В более сложных случаях можно прибегать к шатровой модификации.

Вот так примерно выглядит стропильный комплекс мансарды с размерами пролета свыше 8 м. Более подробно представить основные расстояния и углы помогает следующая схема. Количество опорных элементов зависит от размеров кровельной сборки. Но в большинстве случаев оно варьируется от 70 до 120 м. Полный расчет включает всегда:

• определение стабильных и меняющихся нагрузок;

• установление оптимального наклона ската;

• учет периодических нагрузок (снеговых, дождевых);

• ввод поправочных коэффициентов;

• анализ климатических параметров местности.

Однако изучить строение конструкции стропил, и произвести грамотные расчеты — только половина дела. Самую качественную подготовку может обесценить бестолковая реализация, и для кровли такое обстоятельство едва ли не важнее, чем для иных строительных сфер. Вот почему так важно уметь своими руками пошагово выполнить все работы.

Бруски непременно выходят за контур наружной стены. Это требование позволяет повысить доступную полезную площадь.

Опираться нижняя балка должна на перекрытие; опирание на мауэрлат запрещено. Подкосные блоки по такой схеме располагаются под краями треугольных боковин. Не надо думать, что их обустройство усложнит работу. Ведь зато вполне можно отказаться от мауэрлата (правда, без бетонного слоя, куда будут анкерами примонтировать балки, обойтись все равно не выйдет). Карнизная ширина для деревянного жилища составляет минимум 0,5 м, для построек из натурального и искусственного камня — минимум 0,4 м; такие сведения позволяют правильно поставить при сборке все части и сразу же оценить готовый результат.

Сам вынос стропил производится крайне четко:

• первым шагом оказывается крепление наружных балок, диаметр которых минимум 15х20 см;

• затем придется протянуть шнур, связывающий крайние балки, и дополнить недостающие балочные элементы в промежутке (шаг отличается для теплых и необогреваемых помещений, высчитывается отдельно);

• далее вырубают гнезда под крайние опоры, промеряя тщательно расстояние;

• готовят эти опоры;

• фиксируют временные распорки.

Когда они готовы, нужно сделать выверку точек под опоры — в этом поможет отвес. Если все правильно, в серединах фронтов ставят пару опорных блоков. Они подпирают прогоны. Связывают далее сами опорные конструкции между собой и с прогонными узлами. В центрах балок помечают, где будет производиться крепление опор и конькового блока. Установку дощатых стоек производят на строго одинаковых расстояниях.

Размер стоечных частей и перекрывающих балок должен быть идентичен. Предварительные соединения делаются с помощью гвоздей. Но собрать стропила при окончательной установке придется с использованием уголков. Начальную пару стоек фиксируют затяжными брусками. Уже только затем идет крепление отдельных стропил.

​​​​​​Ставят их на мауэрлаты либо на перекрывающие балки. Выбор того или иного варианта определяется планом строительства. Что немаловажно, коньковые стропила можно связать с помощью шайб и болтов либо за счет накладок из металла. Подкосы присоединяют к центрам боковых стропил, стоек и бабок, устанавливаемых в середине затяжки.

Так работают последовательно по всем фермам. Затем их связывают при помощи прогонов. Дистанция между фермами должна составлять 0,6-1 м. Чтобы повысить прочность сборки, дополнительно применяют усиление скобами. Потом уже можно переходить к обрешетке и другим значимым элементам.

О том, как сделать стропильную систему мансардной крыши, смотрите в следующем видео