Стропильная система полумансардной крыши: Строим мансардную крышу своими руками

Установка стропил мансардной крыши, металлическая конструкция, видео+ фото

Содержание статьи:

В наши дни широкое применение в коттеджном и малоэтажном строительстве находят мансардные конструкции, позволяющие с минимальными расходами пространство под кровлей преобразовать в жилое помещение. Стропиловка мансардной крыши может выполняться всевозможными вариантами и конструкциями, выбираемыми на основании пожеланий и требований заказчика. Как бы то ни было, но стропильная система в обязательном порядке должна отвечать предъявляемым к таким конструкциям требованиям обобщенной концепции возводимого строения и, естественно, безопасности.

Стропильная конструкция мансарды может выполняться в нескольких вариантах, среди которых:

Стропила висячие

Висячая стропильная конструкция мансардной крыши в большинстве случаев в качестве опоры использует пару наиболее длинных несущих стен строения. Данная система с одинаковым успехом функционирует, как на сжатие, так и на изгиб, распределяя нагрузки разновекторного характера. По обыкновению данные стропильные системы мансардной крыши находят применение при строительстве зданий незначительных площадей или же входят в состав наиболее сложных конструкций.

Стропила наслонные

Наслонные стропильные конструкции мансардных крыш обладают дополнительной опорой в центральной части конструкции, что позволяет рационально перераспределить нагрузку. Данные конструкции способны принять исключительно нагрузки изгибающего характера, что делает их применение более предпочтительным тогда, когда разговор идет относительно перекрытия больших по площади пролетов. Особенность наслонных конструкций заключается в необходимости подготовки в центре строения особых опор. Роль опор может исполняться несущей центральной стеной или специальными колоннами. Читайте также: «Как сделать стропила мансардной крыши – особенности установки стропильной системы».

Комбинация стропил висячего и наслонного типа

Стоит заметить, что стропила мансардной крыши обустраиваться могут и комбинированным вариантом, когда применение находят все доступные элементы. Естественно, данный подход в определенной степени усложняет стропильную конструкцию, но существенно увеличивает дизайнерские возможности создания удобной и красивой мансарды.  Читайте также: «Схема установки стропил мансардной крыши – правила устройства».

Для обустройства нижнего ската могут применяться металлические стропила мансардных крыш или же деревянные, геометрически представленные треугольниками прямоугольного типа. Верхняя часть стропильной системы формируется висячей конструкцией, когда нижняя затяжка исполняет роль базовой поверхности, формирующей мансардный потолок. Чтобы увеличить прочность системы в нижней ее части используются специальные подкосы и прихватки. Геометрическое расположение данных компонентов и необходимое их количество рассчитывается специалистом на основании требований СНиП (читайте: «Наслонные и висячие стропила — нюансы монтажа»).

Стропильные системы и материалы для их производства

При малоэтажном строительстве для обустройства систем стропил наиболее часто используется профилированный металл и деревянный брус.

Деревянный брус является главным материалом, из которого изготавливаются стропила для незначительных по площади зданий. К его преимуществам относится:

• простота и удобство установки стропил;
• небольшая (относительно) стоимость;
• значительная функциональность;
• экологическая чистота.

К недостаткам данного материала можно отнести:

• небольшую удельную прочность;
• возможность горения и разрушение под воздействием температуры и влаги.

Металл профилированный

• Данный материал наделен внушительной удельной прочностью, что позволяет использовать его для перекрытия больших пролетов;

Между тем, когда создаются стропила мансардного этажа из профилированного металла, стоит учитывать и определенные его недостатки.

• монтаж усложняется необходимостью привлечения специалистов и оборудования;
• металлический тонкостенный профиль довольно дорогостоящий

Подробная видеоинструкция установки стропил:

Стропильные конструкции и их монтаж

Расстояние между стропилами мансардной крыши высчитывается на основании конструктивных ее особенностей и используемых материалов. Укладку деревянных конструкций необходимо осуществлять на опорный брус, и уже к нему крепить ползунами или скобами шарнирно-неподвижного типа. В определенных случаях возможна врезка конструкции стропил в мауэрлат.

Мансардная крыша своими руками — расчеты и монтаж

Дом с мансардой — это не только дополнительная жилая площадь, но и респектабельный вид всего здания. Даже если помещение под крышей сделано неотапливаемым и используется только в летнее время, оно все равно создает мощную «воздушную подушку», которая способствует задерживанию тепла внутри капитальной всей постройки.

Мансардная крыша своими руками

Мансардная крыша своими руками, в принципе, может быть построена, но только с помощью опытного, знающего мастера, так как это — достаточно сложная и массивная конструкция.

Мансардное помещение может быть устроено под разными типами крыш, но самыми популярными являются двускатная или ломаная конструкции. По схеме своего строения они несколько различаются между собой.

Чтобы определиться, какая из конструкций в большей степени подходит для определенного дома и будет проще в монтаже, нужно подробнее рассмотреть оба этих самых применяемых варианта.

Кроме этого, мастер, который будет строить мансарду должен разобраться, какую из двух существующих видов конструкций стропильной системы выбрать.

Виды стропильных систем

Любая крыша относится к одному из двух видов стропильных систем — это висячая и наслонная конструкции. Каждая из них имеет свою особенность, и какую из них выбрать — будет зависеть от того, как расположены несущие стены строения.

Висячая конструкция

Висячей конструкцией называют систему стропил, которая опирается только на крайние капитальные стены. Это происходит тогда, когда в самом здании, кроме внешних стен дома, нет больше капитальных перегородок.

Схема висячей стропильной системы

Такую конструкцию можно использовать только в том случае, если между двумя капитальными стенами расстояние будет не больше 8 метров, так как эта система дает большую нагрузку на фундамент несущих стен.

Чтобы ослабить эту нагрузку, в висячей системе используют различные элементы, такие, как бабки и затяжки, ригели и подкосы.

Например, подкосы, как бы подтягивают балки перекрытия к стропильным ногам, а бабка подвешивает затяжку к коньковому соединению.

В висячей системе используют для балок перекрытия достаточно толстые бруски или отесанные бревна, устанавливающиеся на ребро. Их сечение должна быть не менее 100 × 200 мм. Чтобы не ошибиться в параметрах, так как пол в мансардном помещении должен быть очень надежным, рекомендовано расчеты поручить сделать специалисту.

 Возводите мансардную крышу своими руками? 

 Рекомендуем в обязательном порядке ознакомиться с материалом — про то, как сделать стропила своими руками, кроме этого Вам нужно прочитать, как производится расчет стропил.

Кроме этого рекомендуем прочитать статью про то, как рассчитать угол наклона крыши.

Наслонная система

В отличие от висячей системы, наслонная держится не только на двух внешних несущих стенах, но и на капитальных перегородках, которые установлены на фундаменте. Поэтому, планируя постройку мансарды, нужно заранее продумать конструкцию фундамента, если устраивается его ленточный вариант, на котором будут возводиться капитальные перегородки. Наслонная система идеально подходит для устройства под ней мансарды, так как выдерживает значительно большие нагрузки, чем висячий вариант. Она дает надежную основу для балок перекрытия, а значит – и для пола мансарды.

Наслонная система имеет дополнительную опору на капитальные перегородки

Если же возводить ломаный вариант мансардной крыши, то может быть использована комбинированная система устройства кровли, т.е. коньковые стропила устраивается в виде висячей системы, а боковые — по наслонному типу.

Типы крыш с мансардным помещением

При строительстве дома из кирпича или блоков с мансардой очень часто ее фронтальная сторона сразу возводится из того же материала. Это очень удобно потому, что не придется рассчитывать параметры этих элементов крыши и собирать их из брусков, а затем поднимать на стену. Однако, нужно помнить о том, что стены строения должны стоять на надежном фундаменте и иметь должную толщину, так как такой фронтон дает очень большую нагрузку на основное строение.

Дом с двускатной мансардной крышей

Если же мансарда будет исполнять роль еще одного этажа дома круглогодично, то сложенная из кирпича или пеноблоков фронтонная стена — это идеальный вариант для создания под крышей жилого помещения.

Чтобы мансардные комнаты при двускатной крыше  имели нормальную высоту и просторные комнаты, угол скатов крыши должен составлять примерно 45—50 градусов, в зависимости от ширины торцевой части строения. Если брать угол меньше – существенно уменьшится полезный объём помещения. Увеличение крутизны скатов приведет к неоправданно высокой крыше, ее утяжелению, большей парусности при сильной ветровой нагрузке, перерасходу материалов.

Зависимость размеров мансардного помещения от угла двускатной крыши

Монтаж двускатной крыши, безусловно, проще, чем ломаная конструкция, так как используются ровные стропила от обреза стен и до конька, безо всяких перегибов и дополнительных связей. Однако, ломаная конструкция дает возможность сделать помещения в этой части дома более просторными, а потолки — более высокими.

Ломаная стропильная мансардная система

Ломаная система стропил и в расчетах, и в исполнении, и в настиле кровельного покрытия значительно сложнее, но она не только создает под крышей более просторное пространство, но и придает всему строению солидность.

Сложность ломаной системы состоит в большем количестве достаточно сложных связующих узлов. Все связки должны быть выполнены по существующим правилам — только в этом случае крыша будет устроена устойчиво и надежно.

При ломаной системе — большое количество сложных соединений деталей

Если стены выстроены из камня или кирпича, то, как и в первом варианте мансарды, фронтальные части могут быть выложены заранее, в процессе общей кладки. В этом случае, чтобы создать стропильную систему, останется, ровняясь на готовые фронтоны, установить промежуточные стропила и подпорные крепления к ним.

Видео: стропильная система мансардной ломаной крыши

Прежде чем закупать и готовить материал для любой из представленных систем, необходимо составить проект конструкции с проставленными размерами – он станет основным руководящим документом для подготовки и сборки всех элементов в процессе монтажа.

 Крепление стропил к мауэрлату

Для того, чтобы статья про двускатную крышу оставалась кратной пошаговой инструкцией пошаговую информацию по креплению стропил к мауэрлату мы вынесли в отдельную пошаговую технологию — ссылка на материал.

А про, то как крыть крышу профнастилом — читайте на нашем портале.

 

Проект мансарды

Составляя схему постройки мансарды, лучше всего это сделать в разных проекциях, чтобы видеть и понять размещение всех элементов стропильной системы. Очень важно правильно рассчитать высоту конька крыши, так как от нее напрямую будет зависеть размер площади под ней.

Высота стоек и длина затяжек предопределят высоту и ширину жилого мансардного помещения

Составляя схему-проект постройки мансардной крыши нужно просчитать высоту конька, потолка и общую площадь помещения.

Минимальная высота от пола до конька должна составлять 2,5—2,7 м, если же это расстояние меньше, то помещение не является мансардой, его можно назвать только чердаком. Этот параметр установлен нормами СНИП.

Возможные размеры для двускатной мансардной крыши

Чтобы все элементы были вычерчены точно и имели нужное расположение в общей системе нужно отталкиваться от фигуры с прямыми углами, то есть прямоугольника или квадрата – сечения создаваемого мансардного помещения. Опираясь на стороны (высоту и ширину будущей комнаты), будет практически невозможно ошибиться с величинами углов, под которыми располагаются скаты крыши, с расположением конька, стропил и всех подпорных элементов. Определяя эти параметры, их сразу же нужно заносить в чертеж.

Для начала необходимо найти середину ширины фронтальной стены. Отталкиваясь от этой точки, определяются параметры высоты конька, будущего потолка мансарды, расположение стоек-стен и размер карнизного свеса.

В связи с тем, что каждая из конструкций имеет определенное количество соединительных узлов, которые имеют различные конфигурации, неплохо будет каждую из этих связок прорисовать отдельно, чтобы разобраться в их особенностях сопряжения между собой всех элементов, соединяющейся в этой точке.

Основные элементы стропильной системы мансардной крыши

Любая стропильная система состоит из основных элементов и дополнительных, которые могут быть не в каждой конструкции. К основным составляющим мансардной крыши относятся.

• Балки перекрытия, которые являются основой для остальных элементов стропильной системы. Они укладываются на капитальные стены строения.
• Стропильная нога, прямая в двускатной системе крыши или состоящая из двух отделов — в ломаной схеме. В этом случае, верхнее стропило называется коньковым, так как образует самую высшую точку крыши — конек, а стропила, образующие стены мансарды, называют боковыми.
• Коньковая доска или брус — обязательный элемент для двухскатной крыши, но не всегда применяется при устройстве ломаной модели кровли.
• Мауэрлат – мощный брус, закрепляющийся к капитальным боковым стенам строения. На этот элемент устанавливаются стропильные ноги.
• Стойки — это опорные элементы, необходимые для укрепления двухскатной и ломаной конструкции. В последнем случае, к ней присоединяют коньковое и боковое стропило, а в первом — стойка является надежной подпоркой для длинного стропила. Кроме этого, стойки служат каркасом для утепления и обшивки стен мансарды.
• Диагональные связывающие элементы или скосы дополнительно скрепляют стойки или продольные балки и стропила, делая конструкцию более прочной.
• Балки чердачного перекрытия применяются во всех вариантах мансарды —  ими связывают стойки, и они же являются каркасом для устройства потолка.
• Межстропильные прогоны устанавливаются в ломаном виде крыши для жесткости конструкции.

Чтобы быть уверенным, что подготовленный проект разработан верно, нужно показать его специалисту. Только он сможет определить, правильно ли подобраны параметры мансарды к ширине и длине стен строения.

Видео: профессиональный расчет мансардной крыши  с помощью специального ПО

Параметры материалов для возведения мансардной крыши

Если графический проект готов, то, отталкиваясь от проставленных на нем размеров, можно просчитать количество материалов, необходимых для возведения мансардной крыши. Выбирать материалы нужно по их характеристикам, которые должны отвечать требованиям противопожарной и экологической безопасности. Для древесины необходимо предусмотреть специальную обработку антипиренами, которые снизят горючесть материала. Итак, для строительства понадобится:

• Доски для стропильных ног. Их сечение — подбирается по результатам специальных расчетов – об этом будет рассказано подробнее чуть ниже.
• Брус, имеющий сечение в 100×150 или 150×200 мм — для балок перекрытия, в зависимости от выбранной стропильной системы и ширины между несущими стенами, а также для прогонов, диагональных ног или ендов – если они предусмотрены конструкцией.
• Брус сечением от 100×150 мм или 150×150 мм для укладки мауэрлата.
• Для стоек обычно применяют брус 100 × 100 или 150×150 мм.
• Необрезная доска для настила чернового пола и некоторых крепежных элементов.
• Проволока стальная отожженная диаметром 3—4 мм — для скрепления между собой некоторых деталей.
• Гвозди, болты, скобы разных размеров, уголки различных конфигураций и другие крепежные элементы.
• Металлический лист толщиной не менее 1 мм — для вырезания накладок.
• Пиломатериалы для обрешетки и контробрешетки для кровельного материала – в зависимости от выбранного типа кровли.
• Утеплительные материалы – для термоизоляции кровли.
• Гидроизоляционные и пароизоляционные мембраны.
• Кровельный материал и крепежные элементы для него.

Какого сечения требуются стропила

Стропила – элементы кровли, которые будут воспринимать основные внешние нагрузки, поэтому к их сечению требования совершенно особенные.

Размер требуемого пиломатериала будет зависеть от многих параметров – от шага между стропильными ногами, от длины этих ног между точками опоры, от выпадающей на них снеговой и ветровой нагрузки.

Геометрические параметры конструкции стропильной системы несложно определить на чертеже. А вот с остальными параметрами – придется обратиться к справочным материала и провести некоторые подсчеты.

Снеговая нагрузка

Снеговая нагрузка неодинакова для различных регионов нашей страны. На рисунке ниже приведена карта, на которой вся территория России разбита на зоны по интенсивности снеговой нагрузки.

Карта рассчитанных снеговых нагрузок на территории Российской Федерации

Всего таких зон – восемь (последняя, восьмая, относится, скорее, к экстремальным, и ее можно не рассматривать для строительства мансардной крыши).

Районирование по величине снеговой нагрузки	Значение в кПа	Значение в кг/м²
I	0.8 кПа	80 кг/м²
II	1.2 кПа	120 кг/м²
III	1.8 кПа	180 кг/м²
IV	2.4 кПа	240 кг/м²
V	3.2 кПа	320 кг/м²
VI	4.0 кПа	400 кг/м²
VII	4.8 кПа	480 кг/м²

Теперь можно точно определить снеговую нагрузку, которая будет зависеть от угла ската крыши. Для этого существует следующая формула:

S = Sg × μ

Sg – табличное значение — смотри карту и прилагаемую к ней таблицу

μ — поправочный коэффициент, зависящий от крутизны ската крыши.

• Если угол ската – мене 25°, то μ=1,0
• При крутизне от 25 до 60° — μ=0,7
• Если крыша круче 60°, то считается, что снег на ней не задерживается, и снеговая нагрузка вообще в расчёт не берется.

Характерно, что если мансардная крыша имеет ломаную конструкцию, то для разных ее участков нагрузка может иметь различные значения.

Угол уклона крыши несложно прикинуть по соотношению высоты конька и ширины пролета

Угол уклона крыши всегда можно определить или транспортиром – по чертежу, или же простым соотношением высоты и основания треугольника (как правило – половина ширины пролета):

Отношение высоты ската к проекции ширины ( H/L)	Приблизительный угол ската (α)
0.27	15°
0.36	20°
0.47	25°
0.58	30°
0.7	35°
0.84	40°
1	45°
1.2	50°
1.4	55°
1.73	60°
2.14	65°

Ветровая нагрузка

Ветровая нагрузка также в основном зависит от региона постройки здания и от особенностей его окружения и высоты крыши.

Зонирование территории Российской Федерации по среднему уровню ветровой нагрузки

И вновь для расчета вначале определяются исходные данные по карте и прилагаемой к ней таблице:

Районирование ветровой нагрузки на территории России	1а	1	2	3	4	5	6	7
Табличное значение ветрового давления, кг/м² (W)	24	32	42	53	67	84	100	120

Расчет для конкретного здания будет проводиться по формуле:

Wp = W × k × c

W – табличное значение, в зависимости от региона

k – коэффициент, учитывающий высоту здание и его месторасположение (смотри таблицу)

Высота строения (z)	Зона А	Зона Б	Зона В
не более 5 м	0.75	0.5	0.4
от 5 до 10 м	1	0. 65	0.4
от 10 до 20 м	1.25	0.85	0.55

В таблице буквами указаны следующие зоны:

• зона А – открытая местность, степи, лесостепи, пустыни, тундра или лесотундра, открытые ветрам побережья морей, крупных озер и водохранилищ.
• зона Б – территории городов, лесистая местность, местность с частыми препятствиями для ветра, рельефными или искусственными, высотой не менее 10 метров.
• зона В – плотная городская застройка со средней высотой зданий выше 25 метров.

с – коэффициент, зависящий от преимущественного направления ветра (розы ветров региона) и от угла наклона скатов кровли.

С этим коэффициентом дело обстоит несколько сложнее, так как ветер может оказывать двоякое воздействие на скаты крыши. Так, он оказывает прямое, опрокидывающее воздействие непосредственно на кровельные скаты. Но при малых углах особое значение принимает аэродинамическое воздействие ветра – он пытается поднять плоскость ската за счет возникающих подъемных сил.

Схемы и таблицы распределения ветровой нагрузки по участкам крыши

На рисунках схемах и прилагаемых к ним таблицах обозначены участки крыши, подверженные максимальным ветровым нагрузкам, и указаны соответствующие коэффициенты для расчета.

Характерно, что при углах ската до 30 градусов (а это – вполне возможно на участке коньковых стропил), коэффициенты указаны и со знаком плюс, и отрицательные, то есть направленные вверх. Они несколько гасят фронтальную ветровую нагрузку (это учитывается при расчетах), а чтобы нивелировать воздействие подъемных сил, необходимо будет очень тщательно закрепить стропильную систему и кровельный материал на этом участке, используя дополнительные связи, например, с помощью отожжённой стальной проволоки.

После того как ветровая и снеговая нагрузки рассчитаны, их можно будет просуммировать, и, с учетом конструктивных особенностей создаваемой системы, определить сечение досок для стропил.

Обратите внимание, что данные приведены для наиболее часто применяемого хвойного материала (сосна, ель, кедр или лиственница). В таблице показаны максимальная длина стропил между точками опоры, сечение доски в зависимости от сортности материала, и от шага между стропилами.

Значение суммарной нагрузки указано в кПа (Килопаскалях). Привести эту величину в более привычные килограммы на квадратный метр — несложно. Со вполне допустимым округлением можно принять: 1 кПа ≈ 100 кг/м².

Значения размеров доски по ее сечению округляются до стандартных размеров пиломатериалов в большую сторону.

	сечение стропил (мм)	Расстояние между соседними стропилами (мм)
		300	600	900	300	600	900
суммарная величина снеговой и ветровой нагрузки		1.0 кПа			1.5 кПа
высший	40×89	3.22	2.92	2.55	2.81	2.55	2.23
	40×140	5. 06	4.60	4.02	4.42	4.02	3.54
	50×184	6.65	6.05	5.28	5.81	5.28	4.61
	50×235	8.50	7.72	6.74	7.42	6.74	5.89
	50×286	10.34	9.40	8.21	9.03	8.21	7.17
1 или 2	40×89	3.11	2.83	2.47	2.72	2.47	2.16
	40×140	4.90	4.45	3.89	4.28	3.89	3.40
	50×184	6.44	5.85	5.11	5.62	5.11	4.41
	50×235	8.22	7.47	6.50	7.18	6.52	5.39
	50×286	10.00	9.06	7.40	8.74	7.66	6.25
3	40×89	3.06	2.78	2.31	2. 67	2.39	1.95
	40×140	4.67	4.04	3.30	3.95	3.42	2.79
	50×184	5.68	4.92	4.02	4.80	4.16	3.40
	50×235	6.95	6.02	4.91	5.87	5.08	4.15
	50×286	8.06	6.98	6.70	6.81	5.90	4.82
суммарная величина снеговой и ветровой нагрузки		2.0 кПа			2.5 кПа
высший	40×89	4.02	3.65	3.19	3.73	3.39	2.96
	40×140	5.28	4.80	4.19	4.90	4.45	3.89
	50×184	6.74	6.13	5.35	6.26	5.69	4.97
	50×235	8.21	7.46	6.52	7.62	6.92	5. 90
	50×286	2.47	2.24	1.96	2.29	2.08	1.82
1 или 2	40×89	3.89	3.53	3.08	3.61	3.28	2.86
	40×140	5.11	4.64	3.89	4.74	4.31	3.52
	50×184	6.52	5.82	4.75	6.06	5.27	4.30
	50×235	7.80	6.76	5.52	7.06	6.11	4.99
	50×286	2.43	2.11	1.72	2.21	1.91	1.56
3	40×89	3.48	3.01	2.46	3.15	2.73	2.23
	40×140	4.23	3.67	2.99	3.83	3.32	2.71
	50×184	5.18	4.48	3.66	4.68	4.06	3.31
	50×235	6. 01	5.20	4.25	5.43	4.71	3.84
	50×286	6.52	5.82	4.75	6.06	5.27	4.30

Инструменты

Естественно, во время работы не обойтись без инструментов, в список которых входит:

• Электродрель, шуруповерт.
• Строительный уровень и отвес, рулетка, угольник.
• Топор, стамеска, долото, молоток
• Циркулярная пила, электролобзик, ножовка.
• Плотницкий нож.

Монтаж будет ускорен, если инструменты для работы будут качественными, а работа будет проводиться с грамотными наставниками, с помощниками, аккуратно и поэтапно.

Этапы монтажа

Необходимо строго соблюдать последовательность выполнения работ — только при таком условии конструкция получится надежной и прочной.

Крепление мауэрлата

Монтаж любой стропильной системы начинается с закрепления на торце боковых стен строения мощного опорного бруса — мауэрлата, на который будет удобно устанавливать стропильные ноги. Мауэрлат изготавливается из качественного бруска сечением не менее 100 × 150 мм. Укладывается он обязательно на настеленную по верхнему торцу стены (независимо от материала) гидроизоляцию из рубероида.

За счет мауэрлата нагрузка будет равномерно распределяться по стенам и передаваться на фундамент строения.

Один из вариантов крепления мауэрлата на стены дома

Закрепляют мауэрлат к стене с помощью металлических шпилек, которые заранее вмуровывают в бетонный пояс или венец, идущий по верхнему краю стены, или же анкерными болтами диаметром в 12 мм. Они должны входить в глубь стены не менее, чем на 150 — 170 мм. Если мауэрлат устанавливают на деревянную стену, то брусья крепятся к ней с помощью деревянных нагелей.

Монтаж стропильной конструкции

• Монтаж стропильной системы начинается с установки балок перекрытия. Они могут крепиться на мауэрлат сверху, если балки планируется вынести за периметр строения и за счет этого увеличить площадь мансарды. В этой конструкции стропильные ноги закрепляются на балки перекрытия.

Балки перекрытия, закрепленные поверх мауэрлата (рис . А)

• В другом случае они могут укладываться на гидроизолированные стены и крепиться с помощью уголков или скоб к внутреннему краю мауэрлата. Такой вариант применяется тогда, когда стропильные ноги планируется закреплять непосредственно на мауэрлат.

Другой вариант — к мауэрлату крепятся лишь стропильные ноги

• Далее, необходимо найти середину балки перекрытия, так как эта отметка станет ориентиром для определения месторасположения опорных стоек и конька.
• Стойки должны быть расположены на одинаковом расстоянии от отмеченной середины балки перекрытия. Они в дальнейшем станут определять расположение стен мансардного помещения, то есть его ширину.
• Бруски для стоек должны иметь сечение, равное размеру балок перекрытия. Крепятся стройки к балкам с помощью специальных уголков и деревянных накладок. Однако, для начала их сперва наживляют гвоздями, затем тщательно выравнивают с помощью строительного уровня и отвеса, и только потом закрепляют капитально, с расчётом на будущие нагрузки.

Монтаж стоек и соединяющих их затяжек

• Когда первая пара стоек будет установлена, сверху их скрепляют между собой бруском, который называют затяжкой. Такая затяжка также соединяется со стойками с помощью специальных металлических уголков.

Фасонные металлические уголки для надежного крепления деталей стропильной системы

• После закрепления затяжки получится П-образная конструкция. На нее по бокам устанавливаются наслонные стропила, которые вторым своим концом крепится к балке перекрытия или же укладывается на мауэрлат.
• На установленные опоры для бруса или в стропиле выпиливается специальная выемка (паз). С ее использованием стропила плотно устанавливаются на брус мауэрлата, и крепятся с помощью металлических скоб.

Крепление стропильной ноги к мауэрлату скобой

• Для жесткости конструкции от основания стойки к середине установленного бокового стропила могут быть дополнительно установлены подкосы. Если и этого покажется мало, и экономия материала – не стоит на первом плане, то можно усилить общую конструкцию еще и дополнительными стойками, и схватками (они указаны на чертеже рис. А полупрозрачными линиями).
• Далее, на затяжке вычисляется середина – на это место будет крепиться бабка, подпирающая коньковое соединение верхней висячей подсистемы стропил.
• Следующим шагом устанавливаются коньковые стропила, которые могут скрепляться между собой разными соединениями — это может быть металлическая накладка или мощные болты с металлическими пластинами или шайбами.

Взаимное соединение стропильных ног в области конька

• После их установки, к коньку и середине затяжки крепится бабка.
• Завершив работу над одной частью стропильной системы, нужно изготовить все остальные по тому же принципу. Расстояние между соседними стропилами в подобной системе должно быть не более 900 — 950 мм, но оптимальным, наверное, все же будет интервал в 600 мм – это даст и необходимую жесткость, и устойчивость конструкции, и будет удобно для утепления с помощью стандартных матов минеральной ваты. Правда,это утяжеляет конструкцию и потребует большего количества материалов.

Монтаж ведется постепенно, с установкой и обвязкой стропильных пар.

• Сначала устанавливаются боковые детали системы в сборе, а затем — промежуточные. Между собой они связываются прогонами, которые устанавливаются между верхними концами стоек и действуют, как распорки. Таким образом, получится жесткая конструкция стропил мансарды, в которой уже будет готов каркас для обшивки стен.

Цены на различные виды крепежа для стропил

Крепеж для стропил

Гидроизоляция мансардной крыши

Когда стропильная система будет выстроена, можно переходить к отделке ее утеплительными и сопутствующими им материалами.

• Первым покрытием, которое должно быть закреплено сразу поверх стропил, станет гидроизоляционная и ветрозащитная пленка. ее крепят к стропилам с помощью скоб и степлера, начиная от карниза. Полотна настилаются внахлест на 150 — 200 мм, а затем стыки склеиваются водостойким скотчем.
• Сверху гидроизоляции, на стропила набивается контробрешетка, которая надежнее зафиксирует пленку на поверхности и создаст необходимое вентиляционное расстояние между ветрозащитным и кровельным материалом. Контробрешетка обычно выполняется из досок шириной в 100 — 150 мм и толщиной в 50 — 70 мм.

Гидроизоляционная и ветрозащитная пленка, обрешетка и контробрешетка на поверхности крыши

• Перпендикулярно контробрешетке закрепляются обрешетка, на которую затем будет настилаться кровельный материал. Шаг между рейками нужно рассчитывать в зависимости от типа и размеров листового кровельного материала, с учетом требуемого для него нахлеста
• Если же выбрана мягкая кровля, то на контробрешетку чаще всего закрепляются фанерные листы.

Монтаж кровельного покрытия

На подготовленную обрешетку или фанеру закрепляется кровельный материал. Его монтаж обычно начинается от карниза крыши и проходит порядово, от одного из краев – в зависимости от вида кровли. Кровельные листы монтируются внахлест. Если для покрытия используется металлический профиль или металлочерепица, то такой материал закрепляют специальными саморезами с эластичными прокладками. Крепежные элементы обычно подбираются по цвету к кровельному материалу.

Создание мансардной крыши завершается настилом кровельного материала

Самое сложное в покрытии мансардной ломаной крыши — это переход от наслонных боковых стропил к висячим коньковым стропилам. Могут быть определенные сложности и в том случае, если на крыше предусмотрены выступы для устройства кровли над балконами или окнами.

Кроме этого, если на крышу выходит дымоходная труба, для нее необходимо отдельное оформление отверстия внутри стропильной системы и утеплительном слое, а на кровле  — устройство вокруг трубы надежной гидроизоляции.

Как и чем лучше покрыть крышу, можно подробно узнать на нашем портале, там предусмотрен целый раздел «крыша и кровля», в котором можно найти ответы на множество вопросов, в том числе и рекомендации по надежному утеплению мансардного помещения.

Цены на популярные виды профнастила

Профнастил

Видео: подробный видео-урок по возведению мансардной крыши

Нужно отметить, что работа по сооружению любой крыши, а тем более такой сложной, как мансардная, не только ответственна, но и достаточно опасна, требует особых, повышенным мер безопасности. Если нет опыта в проведении подобных строительных процессов, то лучше доверить их выполнение профессионалам или же выполнять все действия под контролем опытного мастера, и с соблюдением максимальной осторожности и аккуратности.

Конструкция мансардной крыши, в том числе описание ее основных элементов и их соединений

В современном частном строительстве всё большую популярность приобретают мансарды, которые позволяют расширить полезную площадь дома. Они представляют собой полноценные жилые помещения, устроенные непосредственно под крышей. Правильное обустройство мансардной кровли позволяет сделать ограничиваемую ей часть жилого пространства удобной и комфортной.

История, характерные особенности мансарды и её крыши

Впервые мансарду в жилом доме предложил сделать в XVII веке французский архитектор Франсуа Мансар. От его фамилии и образовалось название этого помещения. Отличительной чертой мансарды является то, что её фасад представляет собой часть крыши. При строительстве мансарды необходимо, чтобы линия пересечения плоскости фасада и крыши проходила на уровне выше 1,5 м над полом. Подкровельному помещению можно придать любую конфигурацию в зависимости от технических условий и пожеланий заказчика. Оно может занимать всё здание или его часть.

С точки зрения конструкции, мансардная (ломаная) крыша отличается от других тем, что её верхняя часть пологая, а нижняя — крутая.

Преимущества и недостатки мансарды

По сравнению с обычным чердачным помещением устройство мансарды позволяет получить значительные преимущества:

• при оборудовании мансарды в уже существующем здании используется его инфраструктура;
• увеличивается жилая площадь;
• снижаются затраты по сравнению со строительством полноценного этажа;
• улучшается внешний вид дома;
• уменьшаются теплопотери.

  Устройство мансардной крыши значительно улучшает внешний вид здания, увеличивает его жилую площадь и делает его более тёплым

Мансарда — это, конечно, не полноценный жилой этаж, поэтому ей присущи следующие недостатки:

• скаты крыши снижают высоту стен;
• невысокие стены уменьшают используемую площадь;
• сложная система тепло-, гидро- и пароизоляции увеличивает затраты на строительство;
• мансардные окна стоят довольно дорого;
• на мансардных окнах может скапливаться снег, что уменьшает количество солнечного света, проникающего в помещение.

Видео: как обустроить помещение под крышей дома

Типы мансардных крыш и их особенности

В зависимости от архитектурных особенностей дома в целом и мансарды в частности существует несколько видов мансардных крыш: двускатная, ломаная, полумансардная и другие. При проектировании крыши следует учесть, что точки опоры системы стропил должны совпадать с соответствующими точками и линиями размещения несущих конструкций этажа, находящегося ниже. Учитывается ширина дома, наличие дополнительной несущей стены в центре, а также ветровые нагрузки, обильность и виды осадков в регионе строительства. В целом двускатную крышу можно оборудовать в сооружениях любого размера, а другие виды кровель требуют определённых размеров опорных конструкций.

Двускатная крыша

Преимуществом двускатной мансардной крыши является хорошая защита от дождя, ветра и снега. Достигается это за счёт острого угла наклона, благодаря которому осадки не задерживаются на поверхности. Кроме того, двускатная крыша относительно проста в обустройстве и строится довольно быстро и недорого.

Недостаток двускатной мансардной крыши заключается в не самом рациональном использовании внутреннего подкровельного пространства.

В разрезе двускатная крыша представляет собой треугольник, углы которого могут имеет разную величину. Чаще всего угол соединения скатов делают равным 45^о, хотя бывают и остроконечные крыши с углом наклона до 60^о.

За счёт значительного угла наклона на двускатной мансардной крыше не задерживается снег и дождевая вода

Такая форма крыши применяется в небольших постройках (например, в дачных домиках). Острый угол делает крышу менее устойчивой, поэтому строить крупные объекты с такими кровлями нельзя.

Конструкция двускатной крыши

Двускатная крыша состоит из следующих элементов:

• фронтон — торец кровельных скатов;
• мауэрлат — опорный брус, который передаёт нагрузку от стропил стенам строения;
• стропила — доски, образующие основной контур крыши;
• стропильная нога — балка, предназначенная для крепежа обрешётки;
• конёк — верхнее ребро, которое образуется в месте стыковки скатов кровли;
• стойки — вертикальные опоры, поддерживающие стропильную систему;
• лежень — брус, на к

стропильная система, конструкция и планировка

Строгого определения мансардной крыши не существует, а если в общих чертах, то это любая крыша, под которой организована мансарда – отапливаемое жилое помещение.

Материалы

К материалам, используемым в составе мансардной крыши, предъявляются повышенные требования. Кровельное покрытие должно максимально надежно защищать от протечек, а слой утеплителя – гарантировать отличную теплоизоляцию, в противном случае, в мансарде будет холодно, а на крыше появятся гроздья сосулек. Особое внимание уделяют пароизоляции – там, где живут люди, влажность повышена, а значит есть риск попадания водяных паров внутрь кровельной конструкции. При этом, если пленка будет абсолютно паронепроницаема — тоже не выход, в помещении будет душно и некомфортно.

Форма мансардной крыши

О формах крыш частных домов подробно рассказано в статье. Для обустройства мансарды больше всего подходят, конечно же, двускатные крыши, особенно ломаные. При использовании классического варианта двускатной крыши жилое помещение мансарды получается довольно небольшим, а часть площади по периметру дома, где высота потолка очень мала, буквально пропадает зря. Если же предусмотреть ломаную крышу, скат которой образован двумя линиями – более крутой внизу, у карниза, и более пологой сверху, у конька, то полезная площадь мансарды заметно увеличится и жить в ней станет намного комфортней. Чаще всего нижняя часть скатов по отношению к плоскости пола мансарды наклонена на 60°, верхняя — на 30°. Вообще же, наклон нижних скатов может колебаться между 45° и 80°.

В регионах с повышенной ветровой нагрузкой нужно делать более пологие крыши, чтобы снизить их парусность. Еще один интересный вариант – консольная крыша. Под такой крышей часть помещения мансарды расположена за пределами контура стен, что увеличивает ее полезную площадь.

Стропильная система

Если мансарду планируется обустроить под обычной двускатной крышей, то ее стропильная система не будет иметь никаких специфических особенностей. В зависимости от масштабов крыши можно выбрать систему с наслонными или висячими стропилами – модификаций таких систем довольно много.

Что касается стропильной системы ломаной мансардной крыши, то ее можно рассмотреть подробнее:

• Нижний скат крыши формируется при помощи наслонных стропильных ног, а устройство верхнего ската может быть любым, по желанию владельца. Схема установки двух сопряженных скатов под разными углами зависит от размеров и формы постройки.
• В отличие от обычной двускатной конструкции в мансардной крыше предусмотрены стойки — специальные ребра жесткости, которые затем исполняют роль стен во внутреннем помещении.

Стропильная система ломаной мансардной крыши (комбинированная)

Для стропильной системы мансардной крыши используют качественную сухую древесину (не ниже 2 сорта). Сечение пиломатериалов — бруса и досок – выбирается исходя из размеров крыши, веса желаемого кровельного покрытия, ветровой и снеговой нагрузки в регионе, шага стропил.

Расчет

1. Расстояние между стропилами обусловлено шириной применяемых теплоизоляционных плит. Чаще всего этот параметр равен 60 см. Наиболее популярный утеплитель — минеральная вата, это довольно упругий материал, а чтобы плиты стояли плотно, расстояние между стропилами должно составлять 57-58 см.
2. Ширина стропил тоже зависит от утеплителя, на этот раз – от его толщины. На большей части территории России, для того, чтобы дом был теплым, толщина теплоизоляционного слоя должна составлять 200-250 мм. Учитывая необходимость организации вентзазора, минимальная ширина стропил будет равна 230 мм. Толщина доски должна быть не менее 50 мм.
3. Стойки и балки. Для этих элементов лучше купить брус размером не менее 80*80 мм. Там, где нередки сильные ветра и обильные осадки, особенно зимой, лучше взять пиломатериал потолще – размером 100*100 мм.

Зависимость полезной площади мансарды от угла наклона крыши

Этапы монтажа

Существует две стратегии монтажа мансардной крыши. Первая предполагает, что укладка кровельного покрытия и утепление крыши происходит одновременно. Вторая – что сначала монтируется кровельное покрытие, а теплоизоляционный слой укладывается позже.

Стратегия 1. Порядок работы

• С внутренней стороны перпендикулярно стропилам прибивается обрешетка – она будет служить опорой для утеплителя. Вместо нее можно использовать шнур или проволоку;
• Со стороны кровли на обрешетку укладывается утеплитель – без щелей, со смещением швов;
• Поверх утеплителя свободно раскатывается подкровельная гидроизоляционная пленка или мембрана;
• Набивается контробрешетка и обрешетка;
• Монтируется выбранное кровельное покрытие;
• С внутренней стороны закрепляется пароизоляционная пленка, все стыки проклеиваются;
• Можно приступать к внутренней отделке помещения!

Полумансардная крыша своими руками: устройство, стропильная система и др

Как сделать полумансардную крышу своими руками

Преимущества и недостатки полумансарды перед мансардой

Потребность в увеличении жилой площади — вопрос довольно актуальный в строительстве. Это можно сделать, пристроив дополнительные помещения к первому этажу, но более рациональным решением станет устройство второго этажа. При этом каждый понимает, что возведение полноценного этажа потребует больших дополнительных затрат на материал и строительные работы. А такое решение, как мансардный этаж. станет золотой серединой в решении этого вопроса, потому как стены и крыша для неё — это скаты кровли. Отличие полумансарды в том, что дополнительный этаж обустраивается как помещение, которое образуется с помощью вертикальной строительной конструкции и скатов кровли. Несущими выступают боковые стены.

Преимущество полумансарды связано с рациональным использованием пространства внутри. При такой конструкции можно осуществить вертикальное остекление.

Для комфортной эксплуатации мансардного этажа, нельзя забывать про утепление крыши, потому как кровельная конструкция дома способна иметь высокие теплопотери. Утепление полумансарды произвести проще, так как её стены возводят из основного материала, применяемого для дома.

Надо учитывать, что по стоимости полумансарда обойдётся дороже. К тому же, могут возникнуть сложности при устройстве системы стропил. Важно знать особенности возведения такой крыши.

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.

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 безраспорной стропильной системы

При креплении стропил по трём вышеописанным способам предусматривают подобные принципы. Необходимо обеспечить скользящую опору для одного конца стропильной ноги, которая может дать возможность совершения поворота. При этом для другого конца выбирают крепление на шарнирах, которое способно делать этот поворот.

Можно заменить современные способы крепления на традиционные. То есть вместо пластин, используемых для фиксирования стропил на ползунах и шарнирах, применяют скобы, гвоздевые бои, образки досок и брусков. Основное правило при выборе любого крепежа — обеспечить скольжение стропила в месте упора.

При разработке проекта используют расчётную схему. Она основывается на том, чтобы обеспечить равномерный допуск распределённой нагрузки на крышу. Условие правильного расчёта — это когда обеспечивается воздействие одинаковой силы на все точки плоскостей ската. Но это только теория. На практике обеспечить выполнение этого условия не представляется возможным, потому что на крышу действуют ветровые и снеговые нагрузки, которые не могут быть распределены равномерно по всем скатам крыши.

Чтобы обеспечить грамотную работу стропильной системы по всем трём способам, необходимо создать условие жёсткого крепления конькового прогона.

Для обеспечения жёсткой фиксации концы конькового прогона вводят во фронтоны полумансарды. Это предупреждает образование горизонтального смещения. При опоре прогона лишь на стойки может образоваться смещение крыши из-за неравномерной нагрузки на скаты. Это произойдет при условии снижения нагрузки на одном скате относительно расчётной.

Для того чтобы повысить жёсткость системы стропил. используют горизонтальную схватку. Она осуществляется с помощью гвоздевого крепления к стойкам, которые будет поддерживать коньковый прогон. Схватки, как правило, монтируют на высоте 2 метров (отсчёт идет от пола полумансарды). Это позволит исключить возможность образования помехи при движении жильцов. Для второго и третьего способа используют ползун, предполагающий вынос стропила за край стены.

Для повышения устойчивости безраспорной системы, имеющей наслонные стропила, рекомендуется осуществлять жёсткое крепление низа стоек, которые поддерживают прогон. Это можно сделать за счёт врубки в лежень, закрепив их к перекрытиям. Это предотвратит образование шарнирного узла при упоре нижнего конца стойки в конструкцию, имеющую жёсткое защемление.

О сайте «Кровля и Крыша»

Стропильная система мансарды, Мансарда своими руками

Стропильная система мансарды принципиальных отличий от аналогичной системы крыши не имеет, зато нюансов огромное количество. Популярность мансардных крыш в индивидуальном строительстве огромна, и одна из причин – возможность без больших затрат обустроить помещения как на полноценном этаже дома. Строить мансарду и в частности ее стропильную систему не слишком сложно, особенно если начать с технического разбора некоторых отличий и общего принципа устройства двускатных мансардных крыш. Другие конструкции мансардных крыш после этого не покажутся критично сложными.

Мансарда своими руками

Мансардная крыша может быть нескольких типов: ломаная, двускатная и консольная.

Классика мансард – это ломаные стропильные системы. Строго говоря, именно такие системы корректно называть мансардными. Но в обиход вошли определения любых типов крыши, чердак которой возможно использовать как комфортную жилую комнату. Ломаная конструкция имеет то отличие, что стропильные ноги расположены вод различными углами относительно конька. Верхние стропильные элементы установлены под небольшими углами, а нижние напротив – с большим уклоном. Такая конструктивная схема обуславливает значительное увеличение чердачного пространства. Монтировать ломаную крышу несколько сложнее, чем обычную двускатную, но все затраты времени и средств оправданы. Данный вид мансард считают наиболее рациональным выбором, и ломаные мансарды очень популярны. Архитектурный облик дома выигрывает, приобретая новые и в то же время исторические черты.

Основные элементы стропильной системы:

• Подстропильный брус, или мауэрлат. Это элемент из бруса, смонтированный по верху несущих стен, по всему контуру здания. Задача мауэрлата – равномерное распределение и передача усилий от кровельного пирога на несущие конструкции стен;
• Стоечные опоры – эти несущие элементы выполняют не только роль стропильных, одновременно это и каркас стен мансарды;
• Балочное перекрытие мансарды – необходимо для соединения ответных опор. К балкам перекрытия, уложенными в стены, мансардные балки отношения не имеют. Но в сложных двухъярусных мансардах балочное перекрытие выполняет еще и функцию пола второго яруса мансарды;
• Скаты мансард имеют в уровне опирания прогонные элементы, выполняющие задачу равномерного распределения усилий от скатных участков;
• Аналогично коньковому брусу – у мансард имеются коньковые балки для объединения верхних стропил в общую систему;
• Основу верхних скатов составляют верхние стропила, их угол относительно конькового бруса невелик;
• По балочному перекрытию мансарды установлены стропильные верхние стойки – несущие элементы балки конька;
• Основа нижних мансардных скатов – нижние стропила.

Это основные элементы классической ломаной мансарды, а в дополнение им применяют все возможные подкосные укрепляющие детали; для мансард большой площади — это шпренгельные элементы и раскосы различных видов: для обеспечения жесткости и устойчивости системы.

Последовательность монтажа стропильных систем ломаной мансарды:

1. Первым этапом монтируют по балкам перекрытия опорные элементы. Эти брусья идут по линиям скатов, и будут опорным каркасом для верхнего края нижнего стропильного ряда и нижних опор вторых стропильных ног. Перед монтажом стоек просчитывают их шаг и расположение – по формуле прямоугольного треугольника. Проще говоря, нужно посчитать длину меньшего катета – расстояние от центра стойки до поверхности стены (перекрытие, нижняя стропильная нога и стойка образуют пифагоров треугольник с прямым углом). Когда все стойки смонтированы, их связывают прогонами.
2. Собирают нижнюю часть стропильной конструкции. Опорные элементы соединяют попарно балочными элементами – в итоге получается простая балочная клетка П-образной формы. После этого закрепляют нижние стропильные ноги. Крепеж выполняют: нижний торец бруса подрезают соответственно угла уклона ската, а в прогоне вырезают паз под верх стропила.
3. Верхнюю часть стропильной системы начинают собирать с установки стоек – по центрам балок. Задача опор – нести коньковую балку. Когда все стойки установлены, на них монтируют, выверяют и крепят коньковый брус. Затем выполняют крепеж верхних стропильных ног так же, как крепились нижние стропила. Весь крепеж выполняют на саморезах с применением стальных уголковых и пластинчатых элементов.
4. Завершение каркаса – установка фронтонных стоек. Далее будет выполнена обшивка листовыми материалами, и утепление по типу основного кровельного пирога.

Двускатные мансарды намного проще монтировать по сравнению с ломаными. Каждый скат такой мансарды – плоскость, и стоек с прогонами для небольших двускатных мансард не требуется. Кроме общего упрощения конструкции и монтажа, принципиальных отличий от ломаной мансарды нет. поскольку в этом случае скаты ровные, то внутреннее пространство большого объема не получит. Немного увеличить этот объем можно за счет увеличения угла уклона скатов, но большой комнаты в мансарде сделать не удастся. Основное отличие стропильной системы двускатной кровли от ломаной состоит в том, что стропила здесь висячие. Монтаж будет выполняться с некоторыми отличиями:

1. Коньковый брус монтируют или на фронтонных опорах, или на дополнительных – если фронтоны не предусмотрены. В последнем случае опорные стойки устанавливают по центрам стен;
2. Далее монтируют систему стропил. Мауэрлат оснащают пазами, в верхних частях стропилин делают вырезы, чтобы площадь опирания коньковой балки на стропила была наибольшей. Соединяют стропильные ноги попарно прогонами. Несущие прогоны выполняют такую же задачу, что и балочные для конструкции ломаной крыши. От высотного положения прогонов зависит высота потолка мансардной комнаты;
3. При оформлении фронтонов опорные стойки крепят на подстропильный брус (мауэрлат). Эти стойки станут несущим каркасом для фронтонных обшивок.

Для конструирования мансарды выбирают угол уклона ее скатов, и этот угол зависит от вида кровельного покрытия дома. все материалы для финишного слоя кровли рассчитаны на свой диапазон углов наклона, и данные технических характеристик обязательно учитываются при проектировании. Если пренебречь этим простым правилом, то проблема разгерметизации кровельного покрытия вполне возможна.

Еще одна стропильная система мансардной крыши – консольная – мало отличается от ломаной мансарды. Только одно отличие: краевые части имеют выступы за наружные несущие стены здания. Как следствие полезный объем мансардных помещений увеличен. Консольные стропильные системы имеют еще один несущий элемент – колонны. Таким образом, верхнее чердачное перекрытие дома расширяется, и колонные опоры служат для его усиления. Под выступом перекрытия получаются отличные террасы.

При постройке мансард нагрузка на несущие конструкции дома, начиная с фундамента, увеличивается. Это учитывают при проектировании нового дома и при модернизации крыши имеющегося строения.

Строительство стропил

Узнайте, как возводить сложные кровельные системы с помощью стропил. Это руководство включает в себя пошаговые подходы и современные калькуляторы для каждого сценария.

Стропила

Первый шаг — это прямое измерение диапазона. Обычно это расстояние от внешней стороны стены до внешней стороны стены. Сложные кровельные системы могут иметь пролеты, которые очень трудно определить, и пробовать их следует только опытным профессионалам.Убедитесь, что пролет одинаковый на обоих концах, несущие стены прямые и правильно закреплены. Если есть потолок, то он должен быть собран в соответствии с этими спецификациями, со всеми боковыми распорками, прибитыми должным образом. Разложите листы настила по балкам для более безопасных условий работы.

Воспользуйтесь одним из этих калькуляторов стропил, чтобы определить подъем, длину пролета, длину стропил и высоту строительных лесов. Используйте размеры, определенные калькулятором, для выкладки стропильного рисунка.По выкройке разметьте три стропила и распилите их. Подготовьте коньковую доску, а затем установите безопасные строительные леса.

Поставьте два стропила на одном конце. Поместите временный блок 2х4 между стропилами. Обратите особое внимание на посадку разрезов. Если есть проблема, то найдите ее сейчас. Колодка должна быть той же длины, что и коньковая доска по ширине. Закрепите воротничок размером 2 х 4 прямо под временным блоком. Подкрепите стропила сверху вниз и прикройте фронтон. Измерьте временную опору, чтобы пройти от низа конька до верха блока через балки потолка.Убедитесь, что у вас достаточно рук, чтобы повесить конек.

Удалите колодку между стропил и вставьте коньковую доску сверху. Прибейте конек к стропилам, а другой конец установите на временную стойку. Не забывайте держаться за нее, пока к концу коньковой доски не будет прикреплено третье стропило. Он должен сломаться на полпути по гребню. Скелет теперь стабилен.

Вальмовые крыши требуют немного другого подхода, чем двускатные. Используйте расстояние, определенное калькулятором стропил вальмовой крыши, чтобы отметить центральное стропило на короткой стороне.На обеих длинных стенах сделайте отметку для торцевого общего стропила, измеряя от короткой стены и размечая прогон (устанавливает вперед). Сделайте это со всеми четырьмя углами, если применимо. Остальные стропила по направлению к углам будут стропилами по направлению к углам, а общие стропила будут находиться между отметками.

От центрального стропила на каждом конце проложите любой используемый центр. Проделайте то же самое с каждым углом от каждой общей отметки. Обычная планировка стропил не имеет значения, какой конец остается правильным; Планировка все равно изменится.Начинайте с общих стропил на одном конце, когда начинаете каркас.

Массивные коньковые балки

Применения, требующие массивных коньковых балок, таких как 40-футовый монстр ниже, следует выполнять только с помощью подъемника. Балки слишком тяжелые, чтобы ими можно было пользоваться вручную. 2 x 12 x 24 ‘- это максимум, с которым могут справиться два опытных плотника, если с ним справится человек.

Эта ферма в основном поддерживает весь вес кровельной системы.

Объяснение типов скатных крыш — разрезные и ферменные крыши

Существует два основных метода строительства скатной крыши;

1. «Резаная крыша» — это традиционный метод распиловки древесины на месте и возведения крыши с использованием стропил, коньковых досок,
   балки, прогоны и т. д. — точные детали определяются размером крыши, размером бруса и т. д.
2. «Ферменная крыша» — фермы заводского изготовления, которые доставляются на строительную площадку только что смонтированными.

Текущие строительные нормы и правила требуют подробного расчета напряжений, размеров древесины и т. Д., Используемых при строительстве крыши, поэтому завод
Изготовленные фермы становятся стандартной практикой, когда все это можно проработать на компьютере.

Срезанная крыша

Проще говоря этот тип кровли
состоит из стропил и балок. Балки предотвращают распространение стропил / стен наружу и обеспечивают удобную опору для
потолок внизу.

Размер стропильных балок будет зависеть от их длины от стеновой плиты до конька, типа кровельного покрытия и наличия
прогоны встроены в крышу. Более экономично сохранить поперечное сечение стропил вниз, однако там, где открыт
требуется место на крыше, понадобятся стропила большего размера. Типичное расстояние между стропилами составляет 400 мм (16 дюймов), более близкое расстояние позволит
стропила и обрешетка небольшого сечения, которые крепятся к стропилам для размещения / фиксации сланца или плитки, которые будут использоваться.Чем шире разрыв
между стропилами, тем толще должны быть стропильные и реечные брусья.

Стропила прибиты к стене пластины в верхней части каждой несущих стен, они, как правило, 100x75mm (4х3 дюйма) древесины встроенные
на цементном растворе поверх внутренней поверхности стены полости или внутренней части твердой стены. Стеновые балки по
верх каждой стены должен быть соединен внахлест в месте стыка.

На каждом стропиле есть небольшой треугольный
вырезать из них секцию (называемую «стыки рта птицы»), чтобы они могли аккуратно прилегать к настенной пластине.Верх стропила
разрезается под углом и прибивается к коньковой доске, обычно 175 мм x 32 мм (7 x 21/2 дюйма), установленной вертикально.

Прогоны и соответствующие распорки используются для дополнительной поддержки стропил. Прогоны идут под прямым углом
к стропилам соответствующие распорки располагаются под каждым четвертым (или около того) стропилом для крепления к балке над несущей стеной.
ниже.

Вешалки в сочетании с продольной перемычкой, идущей под прямым углом к ​​балкам, используются для удержания потолка.
вверх.Каждая подвеска прибивается между каждыми четвертыми (или около того) стропилами и балкой внизу. Чем больше размер балок, тем меньше вероятность
понадобятся вешалки.

Хомуты, гребневые хомуты и / или хомуты ниже по стропилам иногда используются для обеспечения дополнительной связи между
стропила с двух сторон кровли. Там, где они используются, они обычно крепятся к случайным парам стропил вдоль крыши.

Никакая часть деревянной крыши никогда не должна быть разрезана, модифицирована, удалена или изменено покрытие крыши (т.е. замена шиферной крыши
покрытие бетонной плиткой) без консультации инженера-строителя.

Ферменная крыша

Ферменная крыша состоит из нескольких
рамы (или фермы) заводского изготовления, каждая из которых объединяет в себе балку, стропило и подкосы. На иллюстрации справа показано
типовая ферма для простой коньковой крыши Duo.

Каждая современная стропильная ферма спроектирована и изготовлена ​​для определенного положения в конструкции крыши и состоит из древесины, соединенной встык.
длины обычно скрепляются гвоздями с помощью пластинчатых креплений — никакие типы деревянных соединений не используются.Исторически стропильные бруса
были соединены болтами или врезными с шипами, а затем привязаны.

Поскольку каждая ферма предназначена для формирования
часть всей конструкции крыши, их нельзя разрезать, модифицировать или изменять их использование (например, замена шиферного покрытия крыши
облицовкой бетонной плиткой) без консультации с инженером-строителем.

На иллюстрации справа показана конструкция фермы открытой планировки, включающая пространство для комнаты в пространстве под крышей. Различные другие
конструкции фермы доступны для различных целей.

Резервуары для хранения, Резервуары с фиксированной крышей, Резервуары с плавающей крышей, Сферические резервуары для хранения (сферы), Резервуары под давлением, резервуары для СПГ (сжиженного природного газа)

Емкости для хранения

Резервуары для хранения органических жидкостей, неорганических жидкостей, паров и используются во многих отраслях промышленности. Большинство резервуаров для хранения спроектировано и построено в соответствии со спецификацией Американского института нефти API-650.
Эти резервуары могут иметь разные размеры, от 2 до 60 м в диаметре и более. Как правило, они устанавливаются внутри резервуаров для сдерживания утечек в случае разрыва резервуара.
Отрасли, в которых можно найти резервуары для хранения: добыча и переработка нефти, нефтехимическое и химическое производство, операции по хранению и перевалке, другие отрасли, в которых потребляются или производятся жидкости и пары.

Типы резервуаров

В основном существует восемь типов
резервуаров, используемых для хранения жидкостей:

1. Резервуары с фиксированной крышей
2. Резервуары с внешней плавающей крышей
3. Внутренние резервуары с плавающей крышей
4. Резервуары с куполообразной внешней плавающей крышей
5. Резервуары горизонтальные
6. Резервуары высокого давления
7. Резервуары с переменным паровоздушным пространством
8. Резервуары для СПГ (сжиженного природного газа)

Первые четыре типа резервуаров имеют цилиндрическую форму с осью, ориентированной перпендикулярно грунтовому основанию.Эти танки почти всегда находятся над землей. Горизонтальные резервуары можно использовать как над землей, так и под землей. Резервуары высокого давления часто имеют горизонтальную ориентацию и сферическую форму для сохранения структурной целостности при высоких давлениях. Они расположены над землей. Резервуары с изменяемым паровоздушным пространством могут иметь цилиндрическую или сферическую форму.

Primafuel, Резервуарный парк

Резервуар сдерживания

Контейнер для продукта должен быть построен вокруг резервуаров из кирпича или бетона, а облицовка должна быть непроницаемой для хранимой жидкости, чтобы предотвратить разливы, которые могут вызвать пожар, материальный ущерб или загрязнение окружающей среды.Минимальный объем емкости бассейна должен быть равен емкости самого большого резервуара плюс 10% от суммы емкостей остальных. Во избежание разлива или другой аварийной ситуации стенки резервуара должны быть устойчивы к воздействию продукта и должны выдерживать значительное давление. Дренажный клапан, который должен быть встроен во внешнюю часть резервуара, должен быть закрыт, чтобы предотвратить возможное загрязнение окружающей среды.

Резервуар с фиксированной крышей

Из используемых в настоящее время резервуаров резервуар с фиксированной крышей является наименее дорогостоящим в строительстве и обычно считается минимально приемлемым оборудованием для хранения жидкостей.Типичный резервуар с неподвижной крышей состоит из цилиндрической стальной оболочки с конической или куполообразной крышей, которая постоянно прикреплена к корпусу резервуара. Резервуары для хранения обычно полностью сварные и предназначены как для жидкостей, так и для паронепроницаемости, в то время как более старые резервуары часто имеют клепанную или болтовую конструкцию и не являются паронепроницаемыми.

Дыхательный клапан (клапан давления-вакуума), который обычно устанавливается на многих резервуарах с фиксированной крышей, позволяет резервуару работать при небольшом внутреннем давлении или вакууме.

Этот клапан предотвращает выброс паров только при очень небольших изменениях температуры, атмосферного давления или уровня жидкости, выбросы из резервуара с фиксированной крышей могут быть значительными.

Кроме того, измерительные люки / колодцы для проб, поплавковые датчики и люки в крыше обеспечивают доступ к этим резервуарам, а также служат потенциальными источниками летучих выбросов.

Подъем и перемещение резервуара из нержавеющей стали

Увеличенное изображение Подъем и перемещение резервуара для хранения из нержавеющей стали

Внешний резервуар с плавающей крышей

Типичный резервуар с внешней плавающей крышей состоит из цилиндрической стальной оболочки с открытым верхом, снабженной крышей, которая плавает на поверхности хранимой жидкости, поднимаясь и опускаясь вместе с уровнем жидкости.Плавающая крыша состоит из настила, арматуры и системы краевого уплотнения. Настилы плавающей крыши состоят из сварных стальных листов и бывают трех основных типов: поддон, понтон и двухэтажный.
Несмотря на то, что в настоящее время используются многочисленные палубы панельного типа, в настоящее время наблюдается тенденция к использованию понтонных и двухъярусных плавающих крыш.

Производители поставляют различные версии этих основных типов плавающих настилов, которые специально разработаны для подчеркивания конкретных характеристик, таких как полный контакт с жидкостью, грузоподъемность, устойчивость крыши или расположение понтонов.Жидкая поверхность покрыта плавающей палубой, за исключением небольшого кольцевого пространства между палубой и корпусом; палуба может контактировать с жидкостью или плавать прямо над поверхностью на понтонах.
Резервуары с внешней плавающей крышей оснащены системой краевого уплотнения, которая крепится по периметру крыши и контактирует со стенкой резервуара. Система ободного уплотнения скользит по стенке резервуара при подъеме и опускании крыши. Плавучая палуба также оснащена приспособлениями, которые проникают в палубу и выполняют рабочие функции.Конструкция внешней плавающей крыши такова, что потери от испарения от хранящейся жидкости ограничиваются потерями из системы уплотнения краев и арматуры палубы (потери при хранении при стоянии) и любой открытой жидкости на стенках резервуара (потери при выводе).

Внутренний резервуар с плавающей крышей

У этого резервуара есть как постоянная фиксированная крыша, так и плавающая крыша внутри. Существует два основных типа резервуаров с внутренней плавающей крышей:

• резервуары, в которых неподвижная крыша поддерживается вертикальными колоннами внутри резервуара
• резервуары с самонесущей неподвижной крышей и без внутренних опорных колонн

Неподвижная крыша не обязательно должна иметь отверстия, но охватывает всю открытую площадь судна.Резервуары с фиксированной крышей, которые были модернизированы для использования внутренней плавающей крыши, обычно относятся к первому типу, в то время как резервуары с внешней плавающей крышей, которые были преобразованы в резервуар с внутренней плавающей крышей, обычно имеют самонесущую крышу.
Цистерны, изначально построенные как с фиксированной крышей, так и с внутренней плавающей крышей, могут быть любого типа. Внутренний резервуар с плавающей крышей имеет как постоянно закрепленную крышу, так и крышу, которая плавает внутри резервуара на поверхности жидкости (контактная площадка) или поддерживается на понтонах на несколько дюймов выше поверхности жидкости (бесконтактная платформа).Внутренняя плавающая крыша поднимается и опускается вместе с уровнем жидкости.

Куполообразный резервуар с внешней плавающей крышей

Куполообразные резервуары с внешней плавающей крышей имеют более тяжелую палубу, используемую в резервуарах с внешней плавающей крышей, а также неподвижную крышу наверху корпуса, как резервуары с внутренней плавающей крышей. Куполообразные резервуары с внешней плавающей крышей обычно возникают в результате модернизации резервуара с внешней плавающей крышей с фиксированной крышей.
Как и внутренние резервуары с плавающей крышей, функция неподвижной крыши заключается не в пароизоляции, а в блокировании ветра.Наиболее часто используемый тип неподвижной крыши — это самонесущая крыша с алюминиевым куполом, имеющая болтовую конструкцию. Как и внутренние резервуары с плавающей крышей, эти резервуары свободно вентилируются через вентиляционные отверстия в верхней части неподвижной крыши. Однако палубная арматура и краевые уплотнения в основном идентичны таковым на резервуарах с плавающей крышей.

Горизонтальный резервуар

Горизонтальные резервуары предназначены как для наземных, так и для подземных работ. Горизонтальные резервуары обычно изготавливаются из стали, стали с покрытием из стекловолокна или полиэстера, армированного стекловолокном.Горизонтальные резервуары обычно представляют собой небольшие резервуары для хранения.
Горизонтальные резервуары сконструированы таким образом, что длина резервуара не превышает шести диаметров для обеспечения структурной целостности. Горизонтальные резервуары обычно оборудованы вентиляционными отверстиями под давлением и вакуумом, манометрическими люками и колодцами для проб, а также люками для обеспечения доступа к этим резервуарам. Кроме того, подземные резервуары могут иметь катодную защиту для предотвращения коррозии корпуса резервуара. Катодная защита достигается путем размещения в резервуаре расходуемых анодов, которые подключены к системе подаваемого тока, или путем использования гальванических анодов в резервуаре.Однако внутренняя катодная защита больше не широко используется в нефтяной промышленности из-за ингибиторов коррозии, которые в настоящее время содержатся в большинстве нефтепродуктов.

Напорный бак

Перейти к сферическим и цилиндрическим сосудам под давлением

Резервуар с переменным паровоздушным пространством

Резервуары с изменяемым паровоздушным пространством оснащены расширяемыми резервуарами для пара для компенсации колебаний объема пара, связанных с изменениями температуры и барометрического давления. Хотя резервуары с переменным паровоздушным пространством иногда используются независимо, они обычно соединяются с паровым пространством одного или нескольких резервуаров с фиксированной крышей.Два наиболее распространенных типа резервуаров с регулируемым паровоздушным пространством — это резервуары с подъемной крышей и резервуары с гибкой диафрагмой. Резервуары с подъемной крышей имеют выдвижную крышу, которая свободно облегает внешнюю часть стенки основного резервуара. Пространство между крышей и стеной закрывается либо мокрым уплотнением, которое представляет собой желоб, заполненным жидкостью, либо сухим уплотнением, в котором используется гибкая ткань с покрытием.
В резервуарах с гибкой диафрагмой используются гибкие мембраны для обеспечения расширяемого объема. Они могут быть как отдельными газгольдерами, так и цельными, установленными на резервуарах с фиксированной крышей.Переменные потери парового пространства в резервуаре возникают во время заполнения резервуара, когда пар вытесняется жидкостью. Потеря пара происходит только при превышении емкости хранения пара в резервуаре.

Резервуар для хранения СПГ

Резервуар для хранения сжиженного природного газа или резервуар для хранения СПГ — это специализированный тип резервуара для хранения, который используется для хранения сжиженного природного газа. Резервуары для хранения СПГ можно найти на земле, над землей или в танкерах для СПГ. Общей характеристикой резервуаров для хранения СПГ является способность хранить СПГ при очень низкой температуре -162 ° C.Резервуары для хранения СПГ имеют двойные емкости, где внутренний содержит СПГ, а внешний — изоляционные материалы. Наиболее распространенным типом резервуаров является резервуар с полной защитой. Резервуары имеют высоту примерно 55 м (180 футов) и диаметр 75 м.
В резервуарах для хранения СПГ, если пары СПГ не выпускаются, давление и температура внутри резервуара будут продолжать расти. СПГ является криогеном и находится в жидком состоянии при очень низких температурах. Температура внутри резервуара будет оставаться постоянной, если давление поддерживается постоянным, позволяя отходящему газу выходить из резервуара.Это называется автоматическим охлаждением.
Самый большой в мире надземный резервуар (поставлен в 2000 году) — это 180-миллионный резервуар с полной герметизацией для Osaka Gas Co., Ltd. Самый большой в мире резервуар (поставлен в 2001 году) — это 200-миллионный резервуар мембранного типа для Toho Gas Co. , ООО

Интересные статьи

Проектирование, конструкция и эксплуатация резервуара с плавающей крышей.

Система противопожарной защиты под давлением Rim Seal.

23-я Всемирная газовая конференция, Амстердам.

Аспекты подхода Shell к противопожарной защите резервуаров-хранилищ для проекта Pearl GTL.

Большая часть механики материалов может быть введена полностью …

Аспекты проектирования и строительства резервуаров для хранения СПГ с последующим напряжением в Европе и Австралии.

.