Проект крыши с мансардой. Конструкция двухскатной мансардной крыши. Безраспорная стропильная система

Составляющие части двухскатной мансардной крыши

Двухскатная крыша – это система, состоящая из треугольного каркаса, основными элементами которого являются стропила, балки и кровля. В ее основе лежат опирающиеся на противоположные стены скаты (2 наклонные плоскости), соединенные по линии конька и образующие определенный угол. Треугольные торцы двухскатной мансардной крыши называются фронтонами. Под высокой двухскатной крышей просторного здания, как правило, устраивают жилое помещение – мансарду.

Двускатная мансардная крыша: преимущества и недостатки

Среди достоинств этого типа крыши выделяют:

1. Простой и быстрый монтаж. Двускатную крышу по желанию возводят своими руками, ремонтировать ее можно также самостоятельно.
2. Практичность и надежность. Двускатная крыша с «правильным» углом наклона не собирает снежные сугробы на своей наклонной поверхности, не задерживает дождевую воду и вообще, всячески способствует беспрепятственному удалению последствий атмосферных явлений.
3. Рациональность. Подкровельное пространство используют как просторную жилую комнату с обычного размера окнами или чердак для хранения хозяйственных принадлежностей. В таком помещении можно все сделать для своего удобства: вентиляцию, отопление и систему кондиционирования.
4. Доступность. Материалы для возведения и кровли двускатной мансардной крыши относительно недороги, да и рабочий процесс не потребует особого технического оборудования.
5. Благородный и элегантный внешний вид.

Принимаясь за устройство двухскатной мансардной крыши, нужно учитывать и ее недостатки:

1. Чем выше крыша, тем большее количество стройматериалов понадобится для ее устройства и отделки.
2. В случае реконструкции пространства под крышей в жилое помещение, возможно, понадобится увеличить общую высоту конструкции и число стропил, которые обязательно усиливают. Следовательно, значительных растрат не избежать.
3. Мансарду нужно оборудовать слуховыми окнами, из-за чего переоборудование кровли осложняется.

Отметим, что преимущества двускатной мансардной крыши выглядят гораздо убедительнее, чем ее недостатки, поэтому при возведении дома многие делают выбор в пользу именно этого типа крыши.

Конструкция двухскатной мансардной крыши с учетом ее вида

Ровные и ломаные скаты

У крыши этого типа могут быть ровные и ломаные скаты. Ровные скаты монтируются просто и быстро, не доставляя проблем с дальнейшим обслуживанием и ремонтом. Это традиционный вариант двухскатной мансардной крыши. Ломаные скаты ввиду их оригинальной формы устанавливать несколько сложнее.

И ровные, и ломаные скаты замыкаются по линии конька под определенным углом по отношению друг к другу. Наиболее экономичной в плане использования строительных материалов показала себя крыша с наклонностью от 35 до 40 0 . Этот диапазон дает возможность равномерно распределить общую нагрузку на конструкцию. Однако есть в этом случае один существенный «минус» — на чердаке с таким углом наклона нельзя сделать жилую комнату.

Чтобы увеличить подкровельное пространство для обустройства мансарды лучше возвести крышу с ломаными скатами с пологой верхней частью и резко наклоненной нижней половиной. При соответствующем утеплении и установке гидроизоляции его без особых сложностей можно трансформировать в мансарду.

Симметричные и асимметричные скаты

Симметричная двускатная крыша выглядит как равнобедренный треугольник. Выбор в ее пользу делают, если планируют обустроить мансарду в обширном подкровельном пространстве.

Устройство двускатной мансардной крыши несимметричного вида предполагает размещение конька не по центру, а его расположение с некоторым смещением. Однако, хотя этот нюанс и делает крышу очень интересной и экстравагантной, он «крадет» значительную площадь подкровельного пространства.

Разноуровневые скаты

Крыша такой ломаной структуры выглядит очень нетривиально: скаты не соединяются в коньке и расположены на разных уровнях. Устройство такой конструкции требует участия в рабочем процессе грамотного специалиста.

Двускатная вальмовая крыша

«Изюминка» конструкции в том, что на концах конька присутствуют скошенные элементы, а основными частями крыши являются стандартная двускатная конструкция и нижняя часть в форме трапеции. Этот вариант крыши четко разграничивает этажи и делает здание весьма заметным на фоне «обычных» крыш соседних домов.

Двускатная полувальмовая крыша

Такая крыша – отличное решение для местности, где то и дело дуют сильные шквальные ветра, так как ее довольно низкие скаты закрывают фронтоны дома от порывов ветра и обильной влаги.

Устройство двускатной мансардной крыши

Рассмотрим основные элементы стропильной системы двускатной крыши. Другими словами, стропильную систему можно назвать каркасом или скелетом дома, где крыша является барьерным щитом, отгораживающим внутренние помещения здания от всевозможных погодных проявлений. Ввиду большой ответственности, возложенной на этот каркас, стропильная система должна быть достаточно крепкой, чтобы противостоять влиянию внешних факторов окружающей среды. Ее вес и общая масса кровельных материалов и изоляции должны равномерно распределяться на несущие стены постройки.

Базовая стропильная конструкция мансардной двускатной крыши одинакова для всех ее видов:

• мауэрлат – выполняющий функцию опоры горизонтальный брус, который устанавливают на несущие стены. Это связующий элемент между крышей и стенами, он распределяет давление крыши по всей длине несущей стены. В соответствии с заранее разработанным планом мауэрлат размещают по оси либо вдоль края стены и крепят врезкой арматуры или болтов. При возведении больших бетонных и кирпичных зданий устанавливают каркас, состоящий из бетонных или металлических стропил. В частном строительстве востребованы стропильные ноги из дерева;
• стропила, или стропильные ноги — основной элемент, на котором держится вся стропильная система двухскатной мансардной крыши. Устанавливают его под таким же углом, что и наклон ската, таким образом, чтобы один край бруса упирался в мауэрлат, а другой – в коньковый брус;
• коньковый брус – этот элемент, размещенный в верхней точке треугольника крыши, обеспечивает надежное крепление стропильных ног.

Этих трех основных составляющих достаточно, чтобы возвести простую двускатную крышу небольшого дома. Правда, ширина постройки в этом случае будет не больше 6 м. Чтобы увеличить ширину пролета и упростить конструкцию, не обойтись без дополнительных элементов.

Стропильная система двускатной мансардной крыши: вспомогательные элементы

Перечислим основные составляющие части, с помощью которых возможен монтаж более сложной конструкции крыши:

• ригель, или растяжка – горизонтальный брус между стропилами, который крепят с целью предотвратить распирание крыши. Размер сечения бруса зависит от уровня крепления: чем он выше, тем большим должно быть сечение бруса для ригеля;
• бабка, или стойка – вертикальный брус для опоры. Размещают его в середине стропила либо под коньковым брусом. Нижний край стойки должен соприкасаться с внутренней несущей стеной, в то время как верхний поддерживает стропильную ногу;
• подкос, или подстропильная нога – ее крепят к стропильной ноге под определенным углом. Основная задача подкоса – поддержка стропила. Нижним краем подстропильная нога упирается в несущую стену или стойку;
• лежень – это своеобразный мауэрлат, который поддерживает опорные брусья, расположенные внутри дома. Закрепляют брус между внутренней несущей стеной и опорным горизонтальным брусом;
• схватка – это горизонтальный брус, который крепят между двумя вертикальными опорными конструкциями. Его задача состоит в преодолении распирающей силы в больших по размерам крышах;
• обрешетка – основание, на которое крепится кровельное покрытие и слой гидроизоляции. Этот элемент состоит из досок и брусьев, при помощи которых стропила соединяются между собой — от нижнего до верхнего края.

Все эти элементы являются незаменимыми составляющими частями, на которых базируется полноценная стропильная система двускатной мансардной крыши. Интересная особенность: чем больше добавочных частей прочности предусматривает проект крыши, тем «воздушнее» получится задуманная постройка, которая, тем не менее, будет выдерживать солидную нагрузку. Однако следует учитывать, что все вспомогательные элементы занимают определенное пространство под крышей.

Особенности стропильной системы двускатной крыши

Дома с односкатной крышей выглядят довольно оригинально.

Небольшие дома и постройки имеют различного вида кровли, защищающие их от непогоды. Самая простая и экономичная - это односкатная крыша. Существуют строения и с плоскими видами крыш, но в данной статье будут рассмотрены скатные крыши и их конструкции. Односкатная крыша позволяет быстро и недорого накрыть построенное строение любого назначения. Наиболее часто односкатные крыши можно увидеть на гаражах, банях, сараях. Несмотря на кажущуюся простоту, стропильная система кровли с одним скатом требует внимательного подхода и аккуратного исполнения.

Дома и постройки хозяйственного назначения имеют крыши различных конструкций. Жилые здания чаще всего накрывают кровлями, имеющими сложную конструкцию – двухскатную, многоскатную, вальмовую и проч. Самый простой вариант накрыть сооружение - это положить железобетонную плиту (или две) под небольшим уклоном. В результате получим разновидность односкатной крыши. Однако, зачастую приходится сталкиваться со стропильной системой.

Разновидности форм скатных крыш.

Односкатная кровля по сравнению со сложными многоскатными крышами, имеет свои плюсы и минусы. К положительным качествам следует отнести следующее:

• Односкатная кровля не требует сложных расчетов и проектов.
• На строительство односкатной крыши не требуется большое количество материала.
• Требования к материалам, из которого сооружается односкатная конструкция, гораздо ниже.
• Монтаж проводится гораздо быстрее и проще, чем многоскатных конструкций.
• Стоимость работ и материалов намного меньше.
• Односкатная кровля лучше выдерживает напор ветра.
• Быстрые сроки возведения.
• Небольшой вес конструкции кровли.

Типы крыш

Справедливости ради, следует отметить отрицательные моменты, которые присущи односкатным крышам. В первую очередь это плохая энергоэффективность. Для обычной крыши термоизолятором служит воздушный слой. У односкатной крыши он намного меньше и его не хватает для сохранения тепла. Кровли, как правило, делают из теплопроводных материалов, что приводит к нагреванию в жаркий период времени и прониканию холода зимой. Для устранения этого необходимо дополнительно утеплять чердачное пространство и сооружать вентиляцию.

Правильно построенная и утепленная односкатная крыша обеспечит комфорт в доме даже зимой.

Кроме того к недостаткам относятся:

• Плохая устойчивость к снежным нагрузкам.
• Сложность устройства просторной и комфортной мансарды, поскольку односкатная мансардная крыша встречается очень редко.
• Слишком простой и не очень презентабельный внешний вид.
• Поскольку подкрышное пространство практически отсутствует, весьма затруднительно провести хорошую теплоизоляцию

Таким образом, можно резюмировать, что конструкции односкатных крыш прекрасно подходят для зданий и сооружений в южных областях, где часто преобладают сильные ветра, но снежный покров в зимний период небольшой.

Важно!

В северных регионах, при наклоне кровли под углом менее 40 градусов, потребуется регулярная очистка снежных наносов, а стропила необходимо укреплять дополнительно.

Такая крыша отлично подойдет для домов в теплых регионах.

Расчеты и проект

Перед началом возведения кровли с одним скатом следует провести небольшие расчеты и изготовить минимальный проект. Это нужно, чтобы определить количество и размер стропильных ног, потребность в дополнительных опорах. Это зависит от ширины и длины здания, а также от угла наклона ската. Также в проекте указывается высота фронтона, зависящая от уклона ската.

Простой чертеж дома с односкатной крышей.

Размеры стропильной ноги могут зависеть также от конструктивных особенностей. Например, скаты могут нависать перед фронтоном, играя роль кровли террасы или веранды. Важным моментом, который также должен найти отражение в проекте – толщина (сечение) стропил и шаг их установки. На эти параметры влияет длина стропил. При этом нельзя допустить больших пролетов, дабы не столкнуться с провисанием стропильных балок. Для предотвращения провисов пользуются стойками или подкосами.

Проект крыши с одним скатом должен отражать данные о точках установки, и размерах всех элементов. Также в проекте необходимо указать принципы крепления узлов, чтобы исполнители быстро и качественно произвели установку кровли.

При малом наклоне и достаточно большой крыше неизбежно придется столкнуться с необходимостью очистки ее от снега. Поскольку уборка производится вручную, необходимо выбрать материал кровли, который выдержит вес человека.

Важно!

На стадии создания проекта односкатной крыши необходимо тщательно продумать, так называемый «кровельный пирог», состоящий из узлов и элементов, характерных для стропильных систем любых видов.

Грамотно проведенный расчет конструкции влияет на эстетическое восприятие здания после установки кровли. Распространенным типом являются островерхие крыши, придающее дому симпатичный вид классической конструкции. Но пологая крыша, с меньшим углом наклона обойдется гораздо дешевле.

Строительство односкатной крыши

Методика вычисления наклона ската

Чтобы правильно просчитать оптимальный угол склонения ската, необходимо учесть максимально возможную снеговую нагрузку и предполагаемый вид кровельного материала. В строительных правилах можно найти рекомендуемые величины угла склонения скатов при использовании того или иного материала:

• Рубероид, ондулин и прочие разновидности мягких покрытий – 5 градусов.
• Профнастил – 8 градусов и более.
• Шифер – 15-35 градусов.
• Металлочерепица – 30 градусов.

В северных регионах с повышенным уровнем осадков в зимний период рекомендуется строить конструкции с уклоном в 45 градусов.

От угла наклона крыши зависят и эстетические качества дома.

Непосредственно для расчетов используются формулы:

Lbс = Lсд*tgA и Lс = Lbс/sinA, где:

Lbс – длина стен, измеряется между стропилами и коньком;

Lс – длина балок (стропильной ноги);

Lcд – длина стен здания;

А – принимаемый угол склонения ската, в соответствии с выбранным материалом.

Значения тангенса tgA и синуса sinA вычисляются с помощью таблиц Брадиса.

Рассчитав правильно уклон кровли, можно определить перед началом строительства какое количество материала понадобится для возведения односкатной конструкции. Верные расчеты помогут также определить стоимость строительства и её эксплуатационные характеристики. Чтобы сэкономить затраты на материалы, нет необходимости понижать надежность конструкции или выбирать низкокачественные материалы. Достаточно правильно рассчитать угол наклона и правильно подобрать материал кровли.

Онлайн калькулятор для расчета крыши

Системы стропил односкатных конструкций

Односкатная крыша, несмотря на свою простоту, может иметь некоторые отличия, связанные с размерами сооружения и наклоном кровли.

• Здания длиной более 15 метров должны иметь две вертикальные опоры. Стойки под одним стропилом необходимо связать перемычкой, а со стропилами фиксируются подкосами, направленными к несущей стене. Так конструкция будет иметь необходимую жесткость. Шаг установки лежней не может превышать 6 метров.

Варианты односкатных конструкций.

Самый распространенный материал для изготовления стропил - деревянные брусья и доска. Стропильные ноги, превышающие по длине стандартные размеры бруса, следует изготавливать из клееного бруса. Стыков желательно избегать. Если этого не удается, то под местом стыка необходимо установить опорную стойку. Небольшого размера, легкие стропильные конструкции могут быть изготовлены из доски (спаренной или тройной).

На стропила необходимо использовать хвойные породы дерева, хорошо просушенные до 15 % влажности и без трещин. Все элементы необходимо обработать антисептиком. Кроме того, противопожарные требования рекомендуют покрыть конструкцию специальным огнеупорным составом. Стыки и сопряжения с бетонными частями дома прокладываются рубероидом или аналогичными материалами.

Крепление стропильной системы односкатной крыши

Наслонная стропильная система

Если ваше сооружение построено из оцилиндрованных бревен или бруса, стропила кровли можно изготовить с наслонными или висячими элементами.

Наслонная система стропил отличается тем, что устанавливается на существующих внутренних несущих опорах. Распространена в кирпичных и блочных сооружениях, а также в рубленных домах при наличии внутренней несущей стены. Состоит такая конструкция из:

• стоек;
• прогонов;
• схваток;
• лежней;
• подкосов.

Дополнительные элементы нужны, если вес и площадь кровли очень большие. Чем больше эти параметры, тем многочисленнее добавочные укрепляющие элементы. Наслонные системы могут применяться для сооружений с длиной кровли до 12 метров и более, при этом требуется наличие внутренних опор.

Односкатная крыша с наслонной системой стропил.

Скользящая стропильная система

Отличается применением скользящих стропил. Наиболее распространена в бревенчатых строениях и домах из бруса. Характерной особенностью является «подстройка» такой конструкции под деформации оснований, поскольку деревянные, вновь построенные сооружения, дают усадку в течение первых лет до 15%. Жесткие конструкции крыш в таких ситуациях образуют перекосы и дефекты. Скользящие ползунковые крепления позволяют конструкции кровли адаптироваться к проседаниям.

Скользящая опора для стропил односкатной крыши.

Висячая система

Характерным признаком висячих стропильных систем является отсутствие опор на перегородках. Для подобной конструкции необходимо каркасное основание и одинаковые по высоте стены. Уклон ската образуется сооружением деревянных стоек и стропильных ферм. Стропильная ферма – треугольная конструкция с прямым углом, состоящая из:

• стоек;
• затяжек;
• стропил;
• подкосов.

Собирается подобная ферма, как правило, на земле, после чего, смонтировав временный настил для работы одного или двух рабочих, устанавливают на крышу. Подобные конструкции применяются для сооружений не более 4.5 метров в длину.

Крепление висячих стропил.

Безраспорная стропильная система

Одна из разновидностей наслонной конструкции. В ней стены не испытывают давления стропильных балок, которые пружинят, работая на изгиб. Вариантов подобной конструкции несколько:

• Опорный брус фиксируется на стропильной ноге (или делается упор в мауэрлат методом запила, врубки). В верхней части балки горизонтально делается запил с небольшим углом, дабы не допустить распора в прогон.
• По краю балки изгибающий момент небольшой, поэтому допускает подрезку в этой точке. Глубина имеет ограничения: при высоте стропильной балки более 18 см не более 0,3 от высоты, при высоте 12-18 см не более 0,4h и при высоте 12 см не более 0,5h.
• Если подрезку верхней части балки изготовить невозможно, ее следует нарастить обрезком доски и зафиксировать монтажными пластинками с обеих сторон.

Важно!

Во всех случаях размер подрезки не может превысить высоту сечения балки.

Крыша придает любому сооружению определенную архитектурную выразительность и эстетический стиль. Кроме этого, кровля должна иметь хорошие прочностные характеристики. Для этого устанавливаются стропильные конструкции и обрешетки, задача которых, переносить различные нагрузки на стены здания.