Монтаж мансардной крыши

Выкраивание заветных квадратных метров любым способом подталкивало строителей к поиску новых конструктивных решений и использованию различных материалов без соблюдения требований технологии. Часто такие эксперименты заканчивались не очень удачно. Это заставило более осмотрительно и технически подковано подходить к вопросам обустройства комнат с треугольными или трапециевидными потолками. Одной из самых непростых технических задач в строительстве мансарды является ее утепление. Очень важно чтобы теплоизоляционный материал на наклонных участках ограждающих конструкций был уложен правильно и с течением времени не давал усадку, сохраняя свою геометрию. В остальном монтаж крыши с мансардой и без нее особо не отличаются, это касается как стропильной системы и кровельного пирога.

Типы мансардных крыш

В большинстве случаев при слове мансарда мы представляем себе скатную крышу с переменным углом наклона, многим она знакома под названием «ломаная». Все это так, но это лишь один из вариантов исполнения мансарды. Вообще мансардой называют чердачное помещение, пространство которого образовано межэтажным перекрытием и поверхностью скатов крыши, наклонные плоскости могут быть задействовано частично или в полной мере. В зависимости от конфигурации крыши существует множество схем, позволяющих вписать комнаты в чердачную часть дома. На рисунке 1 показаны самые популярные и часто используемые в индивидуальном строительстве конструктивные решения.

Рис.1 Расположение мансарды в зависимости от конфигурации крыши

• а, б – в одном уровне, крыша двускатная классическая;
• в – в одном уровне, крыша с переменным углом наклона(ломаная);
• г – в одном уровне, крыша с выносными консолями;
• д – в двух уровнях, крыша со смещением шипов опирания

Из рисунка видно, что если у ломаной крыши угол наклона верхнего ската и нижнего сделать одинаковым, что вполне реально, то внешне она будет очень схожа с двускатной классической. Однако схема силовой конструкции должна остаться той, которая используется для мансардной крыши, ее общий вид представлен на рис. 2.

Рис. 2 Схема силовой конструкции мансардной крыши

1. верхний треугольник из стропил, может быть выполнен по типу висящей или наслонной конструкции;
2. схватка, может выполнять функцию затяжки в конструкции висячих стропил или несущей балки под опорную стойку для наслонных стропил;
3. боковые части силовой конструкции, которые выполнены в форме прямоугольных треугольников. Наслонные стропильные системы, соединяются между собой посредством схватки.

Стропильная конструкция мансардной крыши. Возможные варианты.

Таким образом, схему мансардной крыши можно представить в формате простых геометрических фигур, это позволяет более наглядно представить распределение нагрузок и подпорных и связующих элементов. Еще раз отметим, что при совпадении углов при основании треугольников 1 и 3 (рис.2), мы получим вид классической двускатной крыши.

Вычисления нагрузок на мансардную крышу ничем не отличаются от других типов кровель и производятся по соответствующим нормам и правилам. Во многом их значения зависят от региона строительства и угла наклона скатов.

Так же, на выбор стропильной системы, влияет длина пролетов здания (расстояние между несущими опорами).

Рис.3 Варианты конструкций стропильной системы крыши с мансардой

• а – схема устройства крыши в здании с пролетом до 6м;
• б – схема устройства крыши в здании с пролетом от 6м до 12 м;

1. – ферма;
2. – подкосы рамы;
3. – опорная стойка;
4. – подкосы стоек;
5. – межэтажное перекрытие;
6. – горизонтальный прогон;
7. – несущая ограждающая конструкция;
8. – стропильная нога;
9. – несущая перегородка;
10. – обрешетка;
11. – ригель

В силу того, что общая система мансардной кровли очень просто разбивается на не сложные геометрические фигуры, конструктивные решения для возведения стропильной конструкции могут быть самыми разнообразными.

В качестве одного из вариантов приведем пример сборки отдельных фрагментов ферм по типу висячих и наслонных стропил, с опиранием на мауэрлат (рис.4, 5).

Рис.5 Мансарда с висячими, наслонными Варианты узловых соединений

стропилами

Здесь нижняя часть ската формируется прямоугольными треугольниками, расположенными вдоль несущей стены, они собираются по типу наслонных стропил. Для придания устойчивости треугольным фермам, их дополнительно связываются схватками. Одна из сторон боковой части стропильной системы одновременно служит опорной стойкой и каркасом для стен мансардных комнат. Верхнюю часть крыши образуют висячие стропила, которые соединяют боковые части конструкции в единое целое посредством затяжки. Она же одновременно выполняет роль балки потолка помещения. Поскольку в данном случае больших нагрузок горизонтальная балка не воспринимает и работает только на растяжение, рекомендуется использовать брус средних сечений.

Балка перекрытия рассчитывается под постоянную нагрузку, обычно она принимается как 400 кг/м2 и две сосредоточенные силы от стоек мансарды.

Так же данная конструкция может монтироваться с выносом балки перекрытия за несущую стену (рис.6). В этом случае стропильная нога опирается не на опорный брус, а на балку перекрытия, а наклонную деталь в обязательном порядке усиливают подкосом.

Соединение стойки и балки перекрытия производится путем врубки одного элемента в другой на 1/3 высоты горизонтального бруса. В этом случае конструкцию крыши рассчитывают как отдельные системы наслонных и висячих стропил.

Монтаж мансардной крыши- вариант 3 представлен на рис 7, он имеет сходство со схемами 1 и 2, но имеется и существенное отличие. Верхняя часть силовой конструкции выполняется по типу наслонных стропил, а значит связующее звено – схватка преобразовывается в опорную балку. Ее прочности должно хватить на то, чтобы компенсировать изгибающий момент от нагрузок веса потолка помещения и сосредоточенной силы от стойки верхней фермы. Поэтому в этом случае схватку лучше выполнять из мощного бруса, а для стропил можно использовать доску.

На видео представлен процесс установки стропил и в целом стропильной системы мансардной крыши:

В сущности, эта схема представляет собой прямоугольный каркас, с установленными поверх него стропилами. Монтаж стропильной системы может начинаться с п – образной рамы, с последующей установкой стропил и прогонов. Данный вариант чаще используют при возведении крыш сложных и пространственных конфигураций.

Материалы для изготовления силовой конструкции мансардных крыш

Какие материалы используются для монтажа стропильной системы мансардного типа? Поскольку надстройка должна быть максимально легкой конструкцией, для уменьшения нагрузок на фундамент, элементы стропильной системы традиционно выполняли из дерева. В последнее время все чаще для устройства верхних этажей застройщики отдают предпочтение ЛСТК – легким стальным тонкостенным конструкциям. Несмотря на то, что по стоимости они проигрывают деревянным конструкциям, но по скорости и удобству сборки, сроку эксплуатации и простоте технического обслуживания ЛСТК сложно найти альтернативу. Так же большим преимуществом является их мобильность, т.е. в любой момент вы сможете разобрать существующую крышу и перекроить в другой вариант, дополняя или исключая элементы. Причем сборка ведется с минимальным набором инструментов, в ходе монтажа можно обойтись заклепочным механизмом и шуруповертом.

Так же большую популярность получили деревянные фермы, сборку которых можно производить на строительных площадках. Эту совершенно новую и перспективную технологию уже смогли оценить многие застройщики, смонтировав не одну крышу в полевых условиях. Ее принципиальным отличием является использование металлических зубчатых пластин, с помощью которых крепятся детали конструкции друг к другу. Такой способ соединения позволяет обойтись без выпиливания многочисленных пазов сложной конфигурации, упрощает стыковку заготовок при необходимости удлинения и многое другое.

Перечень инструментов для сборки деревянных ферм так же не минимален: ножовка и переносной домкрат усилием 32т. А далее все просто. По проекту делается выборка однотипных деталей, и изготавливаются элементы конструкции. Затем, соблюдая все размеры до миллиметра, собирается одна ферма, она используется в качестве кондуктора для монтажа всех последующих ферм. При благоприятном раскладе и маломальском опыте, за два – три часа на строительной площадке можно собрать три – четыре фермы.

Возможны варианты, когда стропильная система выполняется из дерева и металлического профиля, особенно это актуально, когда планируется использовать детали конструкции в качестве декоративных элементов интерьера.