Содержание
Информация по назначению калькулятора
Онлайн калькулятор мансардной крыши предназначен для расчета углов наклона коньковых и боковых скатов, количества и сечения стропил, объема обрешетки и других материалов, необходимых для возведения крыши. Для проектирования мансардного этажа, следует внимательно ознакомится со СНиП 2.08.01-89 «ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ».
М ансардная (ломаная, покатая) крыша состоит из двух скатов с каждой боковой стороны, с разными углами наклона. Тем самым образуя объемное чердачное помещение называемое мансардой или мансардным этажом. Мансардная крыша может быть достроена на уже готовое здание, тем самым добавляя дополнительное жилое пространство без надстройки полноценного этажа. Данный тип кровли берет свое начало с 17 века. Существует большое множество вариаций исполнения мансардного этажа, с расположением как жилых, так и хозяйственных помещений. Следует внимательно отнестись к выбору кровельных материалов, так как боковые скаты имеют достаточно крутые склоны, в связи с чем могут потребоваться дополнительные затраты на обустройство кровли. А так же следует увеличить количество теплоизоляции и размеры окон, если предусмотрено полноценное жилое помещение.
Д алее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой справа.
Использовать всю возможную площадь, придать дому оригинальность и значительно уменьшить потери тепла через крышу — вот задачи, которые решает мансарда. При наличии некоторого запаса прочности у фундамента таким способом можно превратить одноэтажный дом в двухуровневый. Привлекает еще то, что построена мансардная крыша своими руками может быть даже без наличия особых строительных навыков. Важно не ошибиться с выбором материалов и сделать все по правилам.
Окна в обычном этаже располагаются в стенах. В мансардах стен нет или почти нет. Их заменяет кровля. Потому и окна делают особенными: они не только должны пропускать свет в достаточном количестве, но и выдерживать ветровые и снеговые нагрузки, которые на крыша намного больше, чем на стенах.
Мансардные окна
При планировании мансарды стоит учитывать рекомендации СНиПа. Они рекомендуют площадь окон делать не меньше 10% от площади пола. Так что если мансарда будет разделена на несколько помещений в каждом должно быть окно.
Устройство мансардных окон в крыше
Из всех приведенных на фото способов устройства окон в крыше с мансардой, проще всех реализуется наклонная установка. При этом необходимо обеспечить должную степень гидроизоляции примыкания, а также использовать специальные модели с усиленной рамой и армированным стеклом — нагрузка на поверхность бывает значительной.
Плюсы наклонного мансардного окна:
- большее количество света, не такие резкие границы света и тени;
- поверхность крыши остается ровной, не усложняется ее рельеф;
- относительно легкая установка.
При планировании такого окна необходимо помнить, что его площадь увеличивается с ростом угла наклона. На какой высоте удобнее установить такое окно и как увеличивается его высота в сантиметрах в зависимости о наклона, смотрите на фото.
Чем круче наклон относительно пола, тем меньше должна быть высота окна
Ширина рамы окна должна быть на 4-6 см меньше, чем шаг между стропилами. Тогда его легко можно будет установить, не нарушая строение каркаса. Если окно буде шире, необходимо делать усиленную балку над ним, рассчитать нагрузку.
Если нужно иметь большее по площади окно, проще поставить два нешироких рядом. Смотрятся они ничуть не хуже, чем одно большое, а проблем будет меньше.
Два окна рядом смотрятся ничуть не хуже, чем одно широкое
При установке окна-дормер геометрия крыши усложняется: появляется ендова сверху и по бокам. Из-за этого стропильная система становится более сложной и при планировании и при сборке. Возрастает также сложность укладки кровельного покрытия. Все ендовы — места самого вероятного появления протечек. Потому тут необходимо все делать очень тщательно. В регионах с большим количеством снега желательно над такими окнами устанавливать снегозадержатели: чтобы при резком сходе их не снесло.
Устройство вертикального окна-дормера в мансардной крыше
Плюс такого окна: возле него можно стоять в полный рост. Но света они пропускают меньше, сложнее становится рельеф и крыша становится более проблемной.
Утопленное окно обычно используют, если делают через него выход на балкон. В других случаях такой способ устройства — не лучший вариант: света попадает мало, тени получаются очень глубокими, что для глаза утомительно, геометрия тоже становится сложнее, хотя и не в такой степени, как в предыдущем варианте.
Самый простой способ — сделать окно в торцевой части мансарды. В этом случае не нужна усиленная рама или армированные стекла. Вполне достаточно просто качественных стекол. Именно этот вариант чаще всего можно увидеть на дачных мансардах: это самый недорогой вариант, который запросто реализуется своими руками.
Стропильная система
При самостоятельном строительстве частных домов с мансардной выбирают обычно ломанную крышу. Она позволяет получить помещение значительной площади, большее, чем под двускатной.
При равной ширине основания (дома) мансардное помещение под ломанной крышей получается больше, чем под обычной двускатной. Стропильная система становится сложнее, но двускатная крыша с мансардой под ломаной крышей все равно боле популярна
Конструкция ломаной мансардной крыши такова, что свесы можно опустить довольно низко, придав дому интересный вид. Но длинный свес крыши выполняют не только декоративную роль. Они еще закрывают верхнюю часть стены от осадков и отводят основную массу воды подальше от фундамента. Хотя при планировании нужно иметь в виде, что при сильных ветрах они увеличивают парусность. Из-за этого необходимо использовать более мощные доски и балки. Потому размер свеса крыши выбирают исходя из нескольких соображений, основное из которых — погодные условия.
Угол наклона
Зависит от кровельного материала, но больше всего — от региона и погодных условий. Классический вариант приведен на рисунке: нижние скаты по отношению к плоскости пола мансарды наклонены на 60°, верхние — на 30°. Исходя из этих данных и параметров вашего здания можно рассчитать все длины. Только стоит учесть, что согласно СНиП высота потолка в мансарде не может быть меньше 2 м. Тогда по определению это — чердак. Комфортно же себя человек будет чувствовать, если потолок будет поднят на высоту не менее 2,2-2,3 м. Исходя из этого по правилам геометрии рассчитываете требуемые длины.
Углы наклона в классической варианте
При классическом варианте нагрузка от осадков на боковые поверхности может не учитываться. Осадки смогут удержаться только на верхней части, угол наклона которой меньше 45°.
Вообще же наклон боковых поверхностей обычно колеблется между 45° и до 80°. Чем круче скат, тем большей парусность он обладает, это необходимо учитывать: в регионах с сильными ветрами лучше делать более пологие крыши. Тогда ветровые нагрузки будут восприниматься намного лучше.
Виды стропильных систем ломаных крыш
Конструкция ломаной мансардной крыши — один из вариантов стропильной системы (самый распространенный)
Для изготовления каркаса ломаной крыши своими руками чаще всего используют пиломатериалы из сосны, сорт — не ниже 2. Выбор сечения бруса и досок зависит от размеров крыши, выбранного кровельного покрытия (его веса), ветровой и снеговой нагрузки в регионе, шага установки стропил. Все эти параметры учитываются при расчете. Методика прописана в СНиП 2.08.01-89 и ТКП 45-5.05-146-2009.
Один из вариантов построения каркаса с висячими стропилами
Выше на рисунке приведет чертеж каркаса с висячими стропилами. Он может быть реализован только в том случае, если основание верхнего треугольника будет не более 4,5 метров (в данном случае это ширина мансардного помещения). Если больше, придется делать наслонные стропила, которые должны опираться на несущую стену посредине (мансарда получится разделенной на две части рядом балок).
Еще один вариант верхней части изображен на фото ниже (картинка кликабельна). В этом случае боковые стропила усилены подкосами. Они значительно увеличивают жесткость системы.
Есть второй способ добиться похожего эффекта — установить схватки — на рисунке они только намечены еле видными линиями. Длину боковой стропильной ноги делят на три, в этих местах устанавливают схватки. Они понадобятся, если кровельное покрытие будет иметь солидный вес.
Вариант устройства стропильной системы ломанной крыши — с подкосами, увеличивающими жесткость системы
Для небольшого по разверам здания каркас крыши может быть вообще простой: вверху две висячие стропильные ноги, затяжка, балки перекрытия, стойки и боковые стропила (на фото внизу).
Устройство стропильной системы ломанной мансардной крыши для небольшого дома
Как расчитать ломаную крышу
Мансардная ломанная крыша небольшого дома (ширина не более 6-7 метров) строилась уже столько раз, что на основании опыта можно сказать, какие материалы стоит использовать. Многие параметры зависимы от других материалов. Например, шаг установки стропил завязан с параметрами утеплителя. Чтобы при утеплении было как можно меньше отходов, монтаж был проще, необходимо чтобы расстояние от одной стойки до другой было чуть меньше ширины утеплителя (на 20-30 мм). Так, если вы собрались использовать минеральную вату, ее ширина 60 см. Тогда стойки нужно устанавливать так, чтобы просвет между двумя соседними был 57-58 см и не больше.
Ширина доски для стропильной ноги снова-таки определяется исходя из утепления. Для средней зоны России необходимая толщина базальтовой ваты составляет 200-250 мм. Это еще не все. Чтобы теплоизоляция могла высыхать, необходим вентиляционный зазор в 20-30 мм (без него конденсат постепенно сгноит древесину и приведет в негодность минеральную вату). Итого получается, что по минимуму ширина стропильной ноги должна быть 230 мм. Толщина доски — не менее 50 мм. Это в регионах с несильными ветрами и не очень обильными снегопадами. Подводя итоги, для всех стропил — коньковых и боковых — требуется доска 230*50 мм.
Если пиломатериал с такими характеристиками получается слишком дорогим, можно будет утепление сделать в двух направлениях: часть вдоль стропил, часть, набив обрешетку, поперек. Закладывать минимально можно 100 мм базальтовой ваты, следовательно можно взять стандартную доску 50*150 мм и оставить на вентзазор 50 мм, или заказать нестандартную 130*50 мм. Это смотрите, что выгоднее по деньгам.
Для стоек и балок лучше брать брус не менее 80*80 мм, лучше — 100*100 мм. Особенно в зонах со сложными погодными условиями — при обильных снегопадах или сильных ветрах.
Более точный расчет заказывайте у специалистов. Это длительный процесс, состоящий из сбора нагрузок от кровельного материала, самих элементов конструкции, ветровых и снеговых нагрузок. После чего по определенной формуле идет подбор элементов. Более подробную информацию, о том как проводится расчет, смотрите в следующем видео.
Мансардная крыша своими руками: порядок монтажа
Устройство мауэрлата на мансардных крышах ничем не отличается от стандартного исполнения. Если дом сложен из бруса или бревен, в качестве мауэрлата можно использовать верхний венец. Его только предварительно обрабатывают пропиткой с высокими защитными свойствами.
Если стена сложена из пеноблоков, поверх нее устраивается армированный монолитный пояс. На кирпичной стене или сложенной из ракушняка, других подобных материалов, устройство такого пояса необязательно. На стену укладывается в два слоя гидроизоляция, а сверху — обработанный антисептипком брус — 150*150 мм или бревно. Его закрепляют вмурованными шпильками.
Как крепить мауэрлат и стропильные ноги к нему
При сборке всех элементов используют длинные гвозди — не менее 150 мм длиной. В наиболее ответственных местах соединять три и более элемента лучше на болты или шпильки с двусторонней резьбой. Желательно все стыки укреплять стальными накладками или уголками.
Первый способ
Установку стропил мансардной крыши делают двумя способами. Первый: собирают части на земле, потом в готовом виде поднимают наверх. Там первыми выставляют крайние конструкции, которые станут фронтонами. Их выставляют вертикально, закрепляют. Часто удобнее закрепить их длинными брусками, прибитыми к стене (временными). В подготовленные углубления в мауэрлате (их делают с требуемым шагом) вставляются следующие собранные конструкции. Они выставляется строго вертикально, тщательно закрепляется. При необходимости устанавливают дополнительные временные распорки, которые фиксируют их в нужном положении. Устанавливаются боковые балки.
Как строить ломаную крышу таким способом, собирать узлы смотрите в видео ниже.
Второй способ
Второй метод — строительство ломаной крыши ведут последовательно собирая элементы прямо на месте. Это метод удобнее, если конструкция получается большая и в собранном виде ее можно поднять только с использованием специальной техники (крана).
Сначала настилаются балки перекрытия. К ним крепятся стойки и затяжки, ставятся временные распорки, удерживающие их в вертикальном направлении. Далее собираются стропильные верхние и боковые ноги, устанавливаются затяжки и укосины.
При монтаже соблюдается следующая последовательность действий: сначала устанавливаются и выставляются в нужное положение крайние элементы, надежно закрепляются. При необходимости используют временные распорки. Между ними натягивается леска, канат, шнурок, которые будут служить ориентиром при монтаже всех последующих элементов. Этот нехитрый ход позволяет получить идеальную геометрию (не забывайте проверять угол уклона, вертикальность или горизонтальность).
Поверх стоек крепят затяжки — бруски, к которым затем фиксируются боковые стропила и на которые устанавливается затяжка верхнего треугольника. Затяжки крепят при помощи металлических уголков. Так как балки получаются длинные, они провисают. Это в дальнейшем устраняется — после установки верхних стропильных ног — при помощи вертикальных балок фиксированной или регулируемой высоты. А временно их можно подпереть стойками (чтобы не тянули всю систему).
Один из этапов строительства мансардной крыши своими руками
Чтобы проще было выдерживать нужный угол при установке боковых стропильных ног, изготавливают шаблоны, по которым делают запилы. Но так как геометрия зданий, построенных своими руками, редко бывает идеальной, может понадобится корректировка. Для проверки получаемого угла наклона из нескольких досок сбивают еще один шаблон, которым проверяется правильность установки.
Если стандартной длины пиломатериала — 6 метров — не хватает, или заказывают требуемую длину (дорогое удовольствие) или наращивают. При наращивании к месту стыка прибивают две доски размером не менее 0,6 метра (по 30 см с каждой стороны от места стыка). Их прибивают гвоздями с двух сторон или используют болты.
Надежный способ наращивания стропил. Длина «заплатки» — не менее 60 см
После установки боковых стропил остается установить верхние. Для них тоже изготавливается шаблон, запиливается предварительно на земле, а устанавливается наверху.
Почти готовый каркас
Верхняя часть может быть сделана по-разному. Ее строение зависит от ширины основания. Как ее сделать, смотрите на фото внизу.
Как можно сделать верхний треугольник на ломаной крыше
Так как устройство мансардной ломанной крыши не предусматривает наличие конька, на затяжку посередине набивается брус, к которому крепятся укосы, фиксирующие треугольник в необходимом положении.
Верхняя часть фиксируется укосами, прибитыми к проложенному в середине брусу
Га этом можно считать, что мансардная крыша своими руками собрана. Остается смонтировать кровельный материал и заняться утеплением (можно в таком порядке, можно одновременно). Особенности утепления мансардных крыш описаны тут.
Узлы и их чертежи
При монтаже стропильной системы могут возникнуть вопросы по сборке узлов — мест пересечения и соединения нескольких элементов конструкции. На фото вы видите чертежи ключевых соединений.
Как сделать соединение элементов стропильной системы ломаной крыши
Второй вариант соединения боковых наслонных стропил и верхнего треугольника. Для более надежного крепления использованы болты.
Как сделать крепление верхнего теугольника и стропильной ноги на мансардной крыше своими руками
Способы крепления стропильных ног к мауэрлату или, как в данном случае, к боковой балке показаны на рисунке ниже. Чтобы проще было монтировать тяжелый элемент, снизу к стропилу прибивают упорную доску (брусок), которая ограничивает ее движение: доска упирается в край и не дает ей опустится ниже.
Несколько вариантов крепления стропил к мауэрлату
На строительных форумах сегодня обсуждаются различные технологии строительства крыш: с креплением МЗП, скандинавская, канадская и др. Все это отлично. Однако в советское время крыши просчитывали без программного обеспечения. И неплохие, однако, были крыши… Не протекали!
Описание одной из таких крыш со всеми этапами обсчета и сборки предлагаю вашему вниманию.
Хочу заранее предупредить о самом муторном.
Пиломатериалы используются многочисленных нестандартных по сегодняшним меркам размерам. То есть, конструкцию фермы можно значительно упростить, если унифицировать используемые материалы, характерные для современного регионального рынка, например, уфимского.
Эта мансардная ферма предназначена для дома с шириной кладки наружной стены 870 см. Имеет среднюю несущую стену. В то же время предполагаемый выступ фермы на 25 см от вертикали стены слишком мал. То есть, ферма может быть использована и для опорной стены меньшей ширины, например, 800 см (с двумя выступами по 60 см). Конструкция выполнена в основном из досок толщиной 60 мм, соединенных гвоздями.
Сечение (а) и общий вид (б) экономичной дощатой стропильной конструкции из досок толщиной 6 см с гвоздевым соединением для дома с чердачным помещением
Ферма состоит из стропильных ног сечением 60 х 140 мм длиной 6200 мм, соединенных в одно целое с балками перекрытия сечением 60 x 240 мм. В зоне конькового прогона стропильные ноги с двух сторон соединены накладками из досок 25 x 120 мм. Внизу, над фасадными стенами, они соединены с балками перекрытия с обеих сторон двумя накладками из досок 25 x 150 мм.
Стойки должны подпирать стропильную конструкцию примерно в зоне 1/3 длины стропильных ног.
Как правило, в зоне чердачных помещений затяжки над балками перекрытия находятся на высоте 2550 или 2500 см.
Описанная стропильная конструкция имеет ряд преимуществ:
Стропильная ферма из досок с болтовым соединением (под черепичную кровлю)
Соединение элементов стропильной конструкции в данном случае выполнено с помощью болтов диаметром 12 мм и зубчатых шпонок. Высота стропильных ног 16 см. Высота балки перекрытия 26 см. Болты и шпонки могут быть использованы также для соединения стропил из досок толщиной 60 мм и более. Аналогичную стропильную конструкцию можно изготовить из досок толщиной 45 мм.
Если стропила предназначены для тяжелой кровли (например, из обожженной черепицы), вертикальное сечение досок для стропильных ног должна быть не менее 180 мм. Однако целесообразнее делать балки перекрытия из досок 45 x 200 мм или 50 x 200 мм. Соединение стропил с двойными балками перекрытия и стойками показано на рисунке. Затяжки (ригель) и накладки в верхней части стропил такие же, как и у стропильных конструкций.
Соединение стропил со стойками и сдвоенными балками перекрытия такой же толщины, как балки перекрытия над средней несущей стеной
1— стропила 45 х 180 или 50 х 150 мм; 2 — стойки 20 х 45 х 90 мм; 3 — болты диаметром 12 мм, длиной 18 см; 4 — балки перекрытия 20 х 45 х 200 мм
Для легкой кровли из волнистых асбестоцементных листов по обрешетке (масса 1 м2 около 20 кг), из стальных листов или ребристых плит можно применять стропила и балку перекрытия из досок меньшего сечения. Стропила — из досок площадью сечения 45 x 140 мм и двойные балки перекрытия 38 х 220 мм. Соединение стропил и балок перекрытия в данном случае 28 х 100 мм.
Соединение стропил с балками перекрытия неодинаковой толщины с использованием подкладок в узлах сопряжения стойки и более тонких поясов
1 — подкладки из досок толщиной 15 мм; 2 — стропило толщиной 50 мм; 5— балка перекрытия толщиной 80 мм.
Изготовление стропил
Последовательность изготовления дощатой стропильной конструкции дома с чердачным помещением
Четко обозначив контур треугольника, его центр, а также линию высоты, забивают в землю колышки.
Соединяют стропила в вершине и с балками перекрытия сначала слегка (одним не до конца забитым гвоздем и одной накладкой), убеждаются в том, что доски строго совпадают с контуром треугольника, затем окончательно скрепляют обеими накладками.
Монтаж стропильных ферм
Изготовление стропильных ферм с гвоздевым соединением и последующий их монтаж стропильных ферм требуют особой точности. Тем не менее, делать это застройщик может собственными силами. Соблюдается такая последовательность.
Монтаж стропильных ферм в доме с чердачным помещением
б — постепенное удаление временных горизонтальных и наклонных реек с дощатой стропильной фермы, устройство перекрестных связей Р и обрешетки стропильной конструкции.
Как поднимают уже смонтированные стропильные фермы?
Если доступна торцевая стена, к ней приставляют наклонно балки или доски. По ним поднимают фермы наверх.
Из двух балок длиной 5 м и нескольких досок, уложенных на фасадные и среднюю стены, устраивают неширокий настил, который перемещают по ходу монтажа. Верхняя обвязка (пояс жесткости) к этому времени должна быть достаточно крепкой и строго горизонтальной.
Если стена каменная, по горячему битуму к ней приклеивают рулонный материал и мелом обозначают места, где будут установлены стропила. Торцевые стены и дымоходы пока не кладут, чтобы они не мешали при монтаже стропильной конструкции.
Непосредственно монтаж ферм осуществляется после их подъема на перекрытие. По наклонным доскам поднимают ферму. Фиксируют ее в проектном положении распорками А1—А4. Затем устанавливают вторую ферму, фиксируют ее в нужном положении, соединив временно горизонтальными рейками снизу и сверху с первой фермой. Чтобы предотвратить опрокидывание, их фиксируют наклонно прибитыми рейками с обеих сторон ферм. Таким же образом продолжают устанавливать последующие фермы, скрепляя их временными горизонтальными и наклонными рейками к ранее смонтированным фермам.
Ветровые связи из стальных лент
Когда стропильная конструкция смонтирована, ее фиксируют окончательно ветровыми связями из стальных лент сечением 3 х 30 мм. Для этого стальные полосы крепят шурупами 8 мм к деревянной крайней ферме сбоку наверху (под накладками) и пропускают их через стропило наклонно вниз; аккуратно протягивают и прикрепляют к крайней ферме внизу в 30 см от балки перекрытия.
Крепление стропильных ферм стальными ленточными связями под обрешеткой (а) и крепление связей к стропильным фермам с боков (б) 1 — связь 3 х 30 мм; 2 — шуруп 8 мм
Так же натягивают вторую связь, затяжку которой крепят на пятой стропильной ферме сверху и на первой снизу. Если дом состоит более чем из шести стропильных ферм, то и с другой стороны крыши протягивают две крест-тяги. После закрепления ветровых связей снимают временные рейки и прибивают окончательно обрешетку, которая одновременно выполняет функцию жестких распорок между отдельными фермами. Это предотвратит появление продольного изгиба.
