Мансардная крыша своими руками

Мансардная крыша своими руками

Наличие мансарды позволяет оптимизировать жилое пространство, а также позволяет придать дому более оригинальный внешний вид, уменьшая при этом расходы тепловой энергии на отопление. Если прочность фундамента рассчитана на дополнительную нагрузку, то одноэтажный дом легко можно превратить в двухуровневый. Мансардную крышу не проблематично построить своими руками, не имея особых навыков подобного строительства, если конечно, все делать по правилам, выбрав соответствующие строительные материалы.

На первом этаже окна монтируются в стенах, чего не скажешь о мансарде, так как здесь стены заменяет кровля. В таком случае, конструкция окон на этом этаже существенно отличается, поскольку такие окна должны не только пропускать достаточное количество света, но и выдерживать несколько большие нагрузки, особенно снеговые.

Проектирование полумансардной крыши

Чтобы правильно создать каркас крыши для полумансарды, лучше начать с разработки проекта. На этом этапе определяются с углом наклона кровли и высотой. Для того чтобы сохранить эстетически правильные пропорции здания, нужно делать кровлю не слишком высокой. По количеству скатов полумансардные кровли делают одно- или двухскатными. Необходимо рассчитать нагрузки, которые будут воздействовать на крышу. Это позволит обеспечить комфортную эксплуатацию и исключит образование повреждений.

Чтобы предотвратить передачу распорной нагрузки на стены полумансарды, систему стропил для неё делают безраспорной. Применяют её при монтаже на стены из блочных материалов.

В разработанном проекте должна содержаться схема стропильной системы. На ней располагаются конструктивные элементы и обозначают способы их крепления. Стропила не должны передавать распор на стены, поэтому каркас имеет наслонные стропила. А крепление стропильных ног осуществляется интересным методом, обеспечивая определённую степень свободы.

При организации наслонных стропил, укладывается мауэрлат и монтируется коньковый прогон, опираемый на фронтоны. Можно использовать вертикальные стойки.

Для обеспечения работы стропила на изгиб (а именно этот метод не позволяет давать распор на стены), одну его опору закрепляют таким образом, чтобы она могла свободно вращаться. А вторую опору делают подвижной. Она тоже должна свободно вращаться.

Монтаж стропил для полумансардной крыши можно осуществить тремя способами.

Способ первый

Нижнюю часть стропила подшивают с помощью опорного бруска. Можно также сделать врубку зубом, опирая на мауэрлат. Верхнюю же её часть делают с горизонтальным запилом со скосом, глубиной, определяемой по формуле: a=025h, где h — параметр высоты сечения стропильной ноги.

Площадка, предназначенная для упора в длину, не должна превышать параметра h. Распорную нагрузку, образующуюся при работе стропильной ноги на изгиб, можно избежать с помощью скоса подрезки. Не имеющий скоса запил опирается на прогон боковой щекой. При этом параметр длины скошенного запила должен быть не менее двух a.

Первый способ монтажа

В случае, если верхняя подрезка стропила не представляется возможной, необходимо произвести его подшивку с помощью обрезка доски с сечением, аналогичным сечению стропила. Следующий этап — закрепление с двух сторон с помощью прибоин из дерева или монтажных пластин из металла. Эту подшивку или запил выполняют горизонтально. Далее верхние концы стропильных ног свободно укладывают на коньковый брус. Если крыша двухскатная, то крепление к прогону осуществляют, используя принцип скользящей опоры. Скреплять стропила между собой в этом случае не нужно. Этот вариант крыши, имеющей два ската, можно представить как комплекс, состоящий из двух односкатных конструкций, которые примыкают друг к другу.

При установке стропильных ног нельзя изменять схему их упора на прогон. Иначе это приведёт к образованию распорных нагрузок.

Способ второй

При устройстве крыши, имеющей два ската, чаще всего используют этот способ. Он подразумевает выполнение нижней части стропила на ползуне. Верх стропильной ноги при этом закрепляют с помощью болтов или гвоздей. Стропильные ноги упирают в прогон или между собой. Связывание их проводят деревянными прибоинами или зубчатыми металлическими пластинами.

Важно правильно закрепить нижнюю часть стропильной ноги к мауэрлату. Чтобы обеспечить их проектное положение, при креплении по обе стороны боковых поверхностей вбивают под углом гвозди. Можно использовать вариант, где сверху вбивается один длинный гвоздь или устанавливается гибкая пластина из стали. Можно заменить их на уголки из стали, но для этого варианта необходимо зафиксировать стропильную ногу уголками с обеих сторон. Гвозди при этом не вбивают. Чтобы обеспечить защиту от ветрового опрокидывания крыши, используют дополнительное крепление элементов стропильной конструкции с помощью гибких проволочных скруток. Такое крепление не будет препятствовать основной работе в качестве ползуна.

Нужно исключить применение жёсткого крепления, в котором используется много гвоздей и саморезов, чтобы предотвратить образование распорной нагрузки на мауэрлат, которую будет передавать нижняя часть стропильной ноги.

Способ третий

Его отличие от предыдущих в том, что происходит жёсткое крепление конькового узла. Но он схож со вторым тем, что при креплении нижней части стропильной ноги используют ползунок.

Это конструкция плоха тем, что может спровоцировать разрушение узла конька, вызывая в нем сильный изгибающий момент. Но за пределами конька прогиб стропил минимальный. Здесь необходимо рассчитывать максимальный изгибающий момент конькового узла. Но так как самостоятельный такой расчёт может вызвать сложности, рекомендуют использовать формулы, предназначенные для расчёта балок, имеющих две опоры (однопролётные). Можно добиться определённого запаса прочности при устройстве узлового соединения, имеющего жёсткое защемление стропил в верхней части.

Особенности конструкции, и ее прочность

Стропильная конструкция требует скольжения и определенной свободы, иначе вся ее работа будет неверной. Обычно стропильные ноги крепят одним концом принципом скользящей опоры, а вторым на шарнирное соединение. Данный крепеж является самым правильным и эффективным, так как полностью поддерживает всю конструкцию в правильном состоянии, позволяет ей работать верно.

Коньковый прогон необходимо жестко упирать во фронтоны, чтобы предотвратить смещение конструкции из-за неравномерного распределения сил, одних вертикальных стоек для этого будет недостаточно.

Для придания устойчивости всей системе, низ стоек, которые поддерживают прогон, жестко защемляют путем врубки в лежень, а также крепят к перекрытиям. Монтируют также горизонтальную схватку, закрепляя ее гвоздями к стойкам. Данная схватка является предаварийным элементом для всей конструктивной системы и может спасти ситуацию, если нагрузка на кровлю окажется слишком большой и произойдет деформация.

Конструкция стропильной системы

Составные части стропильного каркаса мансардной крыши ничем не отличаются от конструкции других видов скатных крыш. В него входят:

  • Мауэрлат. Основание крыши, своего рода фундамент, который берет на себя вес крыши и распределяет по периметру опорных стен. Его изготавливают из бруса размером 150х150 мм или толще. Установка мауэрлата выполняется с помощью анкерных болтов или шпилек, вмонтированных в армобетонный пояс. Межу поверхностью стены и брусом прокладывают гидроизоляционный слой или обрабатывают его битумной мастикой. Очень важный момент крепежа заключается в расчете мест установки шпилек, расстояние между ними выбирают так, чтобы не попасть под стропильные ноги.
  • Стропила. Это элементы стропильной системы, которые формируют уклон крыши. Верхушка стропильной ноги закрепляется на коньковый брус, а низ – на мауэрлат или стойку, если речь идет о верхних стропилах ломанной крыши. Ноги изготавливают из досок 50х150 мм или 100х150мм. Расстояние между ними называют шагом, оно варьируется от 50 до 120 см в зависимости от веса кровельного материала. Взаиморасположение и сечение стропильных ног описывает схема стропильной системы, облегчающая монтаж.
Читайте также  Как снять заглушку с пластиковой трубы

В большинстве случаев элементы стропильной системы выполняют из древесины высокого качества. Чтобы избежать деформацию в процессе эксплуатации, ее необходимо высушить до влажности 15-18%, обработать антисептической пропиткой глубокого проникновения и антипиреном, если вы планируете вывод дымохода на крышу.

Проектирование – пробуем разобраться самостоятельно

Расчет системы начинают с выбора типа мансарды и ее дизайна. При этом нужно помнить, что стропила отвечают за создание пространства (внутреннего) мансардного помещения, а не только за надежность и высокую прочность крыши. Непродуманный монтаж системы приведет к уменьшению внутренней площади мансарды, а это, конечно же, недопустимо.

Процесс проектирования стропильной конструкции выглядит следующим образом. Сначала определяются со схемой системы, в которой указывают тип всех ее узлов и отдельных компонентов, а также их взаимное расположение. На данном этапе нужно выбрать, какие стропила будут применяться – висячие либо наслонные.

Проектирование стропильной конструкции мансарды

Висячие формируют жесткую единую систему, в которой все элементы скреплены между собой. А вот наслонные стропила обязательно опираются на что-либо (например, на специальные опоры или на боковые стены постройки). При необходимости кровельная конструкция может быть усилена добавочными соединениями с целью повышения ее прочности (дополнительные связи обычно требуются тогда, когда пролеты имеют большую ширину).

Затем осуществляется расчет снеговых и ветровых нагрузок. Он устанавливает сечение стропил, материал, из которого они должны изготавливаться, оптимальную дистанцию между стропилами. Профессионалы всегда советуют полученные результаты умножать на 1,5–3 – на специальный коэффициент, конкретная величина которого зависит от тонкостей эксплуатации кровли. Данная рекомендация делает строительные работы более затратными, но зато крыша обретает запас прочности на случай «разгула» природных сил.

В большинстве случаев материалом для стропильных систем выступает древесина пород, которые не подвержены гниению и при этом имеют хорошие прочностные характеристики. Оптимально использовать лиственницу. Впрочем, допускается применять и менее дорогие породы. Но тогда древесину следует обработать (очень тщательно) специальными составами-антисептиками. Дополнительно желательно нанести на материал и огнезащитные растворы.

Стропильная система из лиственницы

Стропила из металла применяются в ситуациях, когда расчет показывает, что монтаж деревянных опор экономически нецелесообразен. Например, если нужно сильно уменьшать дистанцию между отдельными компонентами кровли либо использовать крупный по диаметру брус. Подобные решения делают мансардную конструкцию очень тяжелой, что вызывает потребность повышать (иногда существенно) несущий потенциал стен, на которые опираются стропила.

Результаты, полученные в процессе проектирования кровли, переносят на чертеж (когда рассчитывается большая и сложная конструкция) или на простой набросок-эскиз, в котором, тем не менее, необходимо указывать все без исключения параметры и сведения, нужные для подготовки и монтажа системы.

Что представляет собой полумансардная кровля

В отличие от обычной мансарды, полумансардный этаж образован не только скатами крыши, но и стенами здания. Т.е. стены возводятся выше перекрытия между мансардным и нижним этажом, но ниже потолка мансардного этажа. Это позволяет отказаться от ломаных стропил.

Другими словами, конструкция представляет собой обычную двускатную кровлю. Однако здесь имеется один нюанс — стены, которые возведены выше перекрытия, не стянуты балками или плитой. Поэтому они не терпят распорной нагрузки, которая возникает при укладке висячих стропил.

Наслонные стропильные системы не позволяют использовать полумансарду в качестве жилого этажа

В то же время использование наслонных стропил, позволяющих избежать таких нагрузок, не допускается, так как в этом случае пострадает пространство полумансардного этажа.

Устранить распор на стены позволяет прогиб стропил, однако в таком случае стропильные ноги должны смещаться относительно мауэрлата или конькового прогона.

Существует несколько способов устройства стропильной системы, отвечающей всем этим требованиям. Далее я хочу ознакомить вас с наиболее современной системой, позволяющей свести распорные нагрузки к минимуму.

Недостатки мансардных крыш

Основным недостатком мансардных крыш является специфический климат внутри мансарды.

Из-за особенностей устройства стен (одновременно являющихся скатами крыши) помещение мансарды крайне плохо проветривается естественным образом. Это приводит к образованию конденсата на кровельном пироге и элементах отделки мансарды.

Выходом из данной ситуации может послужить монтаж открывающихся мансардных окон максимально возможной площади, установка в мансарде обогревательных приборов и выполнение мер по устройству принудительной приточно-вытяжной вентиляции.

Особенности конструкции стропильной системы полувальмовой крыши: плюсы и минусы

Включает в себя стропильная система полувальмовой крыши два самых часто возводимых вида кровли. Данная модификация позволила расширить список преимуществ такими особенностями:

1. Чердачное помещение.

Благодаря своей конструкции такая разновидность позволяет использовать данное помещение не только в качестве подсобного. После проведения гидро- и теплоизоляционных работ его можно будет использовать как полноценный этаж с жилыми комнатами.

2. Противостояние ураганным порывам ветра.

Исключение из конструкции схождений плоскостей под острым углом придает ей более обтекаемую форму. Поэтому она намного лучше выдерживает сильные порывы ветра, потоки воздуха плавно «огибают» ее проходя вдоль площадок, а не «врезаются» прямо в них.

3. Подгонка конструкции под индивидуальные требования.

В целом, такой особенностью обладают все виды кровли и этот вариант не исключение. В зависимости от погодных условий в месте расположения постройки, она будет возводиться либо под более крутым углом с укороченной длинной свесов (для снежных зим), либо под более пологим углом и с удлиненной длинной свесов (для мягких зим).

4. Сложность монтажных работ.

Такая конструкция не относится к группе наиболее сложно возводимых вариантов. Хотя и имеет свои конструктивные особенности, которые немного усложняют задачу монтажа. А расход материалов в этом случае средний.

Рассматриваемая стропильная система полувальмовой крыши не имеет отличительных недостатков в своей конструкции. Незначительные имеющиеся у нее минусы могут быть отнесены к любой разновидности кровли. Поэтому на окончательный выбор определенного варианта они не способны повлиять.

Сложность исполнения и величие стропильной системы многощипцовой крыши.

Утепление и гидроизоляция крыши мансарды

Создаваемое помещение может использоваться и в зимнее время. Это достигается засчет проведения гидроизоляции и утепления. Рекомендации по проведению подобной работы следующие:

  1. Предусматривается защита от конденсата, который образуется при перепаде температуры.
  2. Теплоизоляция предназначена для сдерживания теплого воздуха.
  3. Гидроизоляция существенно снижает вероятность проникновения осадков в помещение. Чаще всего влажность уровня бывает в пределах нормы.

В продаже встречается большое количество материалов, которые могут использоваться при утеплении и гидроизоляции помещения.

“Пирог” мансардной крыши

Сочетание основных и вспомогательных материалов создает кровельный «пирог». Он обеспечивает не только защиту помещения, но и применяемых материалов при строительстве. Пирог представлен следующей последовательностью материалов:

  • декоративный материал;
  • клеящая лента;
  • пароизоляция;
  • утеплитель;
  • гидроизоляция;
  • обрешетка;
  • кровельный материал.

Подобное сочетание материалов обеспечивает длительный эксплуатационный срок. Утеплитель, в качестве которого часто применяется минеральная вата, располагается между стропилами. Пароизоляционный слой фиксируется специальными крепежными элементами, образующиеся стыки проклеиваются изолентой.

Приведенная выше информация определяет то, что современная мансарда является сложной конструкцией, которая позволяет сделать пространство под кровлей полноценной комнатой. Однако, даже при качественной изоляции без источника тепла в зимний период температура упадет, что следует учитывать.

Читайте также  Как сделать верстак