Виды конструкции
Хоть конструкция двухскатной кровли с мансардой считается традиционной, у нее есть множество различный исполнений:
- Классическая двухскатная. Представят собой треугольник, образованный стропильными ногами и балками перекрытий. Самый простой вариант, требующий минимального количества материала и строительных навыков у тех, кто собирается строить своими руками. Конструкция стропильной системы усиливается стойками, смещенными к краям, а также высокой затяжкой. Минус этого варианта лишь в том, что угол наклона скатов 40-45 градусов не позволяет обеспечить комфортную высоту потолков, а потеря свободного пространства у концов стропильных ног довольно большая.
- Двухскатная с асимметричными скатами. Если классическая двухскатная кровля представляет собой равнобедренный треугольник, асимметричная имеет несколько другую геометрию. Ее конек может быть смещен, скаты могут быть с разным уклоном, различной длины. Стропильная система у таких конструкций более сложная, что «крадет» без того нелишние квадратные метры. Хоть асимметричная двухскатная крыши выглядят очень эффектно, стильно, их практическая польза для организации мансардного помещения своими руками крайне мала.
С ломанными скатами. Самый рациональный способ строительства мансарды. Если сравнивать с геометрическими фигурами, то такая крыша представляет собой уже не треугольник, а классический пятиугольник, который образуется за счет скатов с измененным углом наклона. В верхней части уклон кровли составят всего 10-20 градусов, а в нижней 40-45 градусов. Конструкция стропильной системы усиливается ригелем, стойками, в исключительных случаях укосами. Такое изменение угла наклона позволяет максимально эффективно использовать пространство под кровлей для обустройства полноценного жилого помещения. Своими руками ее можно оборудовать только с помощью 1-2 работников.
Полувальмовая. Такая крыша -переходный вариант между двухскатной и вальмовой, ее фронтон имеет трапециевидную форму. Благодаря скошенным элементам он получает дополнительную защиту от шквалистого ветра, косого дождя. Внешний вид дома с весьма привлекателен, а также не лишен так называемой «изюминки».
Разновидности конструкций двускатных крыш
Для начала необходимо разобраться, какие конструкции двускатных крыш бывают, так как придется выбирать наиболее подходящую для конкретного строения.
Простая равносторонняя двускатная конструкция
Простейший вариант двускатной крыши – симметричные скаты
Этот вариант двускатной конструкции можно назвать традиционным и самым применяемым, так как он прост в монтаже и обслуживании, а также отличается долговечностью и надежностью.
Симметрия в этой системе помогает достичь равномерности нагрузки на мауэрлат и несущие стены. При правильном выборе сечения бруса для обустройства стропильной системы и мауэрлата, эти детали обеспечат необходимый для длительной эксплуатации крыши запас прочности. Дополнительной надежности конструкции придадут правильно установленные стойки, подкосы и затяжки.
Недостатком этой системы для обустройства внутри чердачного пространства помещений является то, что после установки стен и потолка большую площадь занимают глухие зоны в угловых областях конструкции, которые остаются незадействованными.
Простая асимметричная двускатная конструкция
Очень интересно смотрятся дома с асимметричной двускатной крышей
Асимметричная двускатная конструкция отличается от традиционной системы тем, что ее скаты располагаются под разным углом. Так, один из них обычно составляет больше 45 градусов, что позволяет увеличить полезную площадь чердачного пространства, в котором вполне можно обустроить жилое помещение, естественно, при должном утеплении.
Еще одним важным достоинством подобной конструкции может стать меньший по площади скат, который рекомендовано спланировать с подветренной стороны строения, где на крыше всегда собирается большое количество снега. Небольшой же по размеру, но с большой крутизной скат не будет задерживать на своей поверхности больших сугробов.
К недостатку асимметричной конструкции можно отнести более сложный ее расчет для достижения равномерного распределения нагрузки на стены дома.
Ломаная двускатная конструкция
Один скат «изломан» чтобы перекрыть пристройку сбоку дома
Эту двускатную стропильную систему можно назвать редкостью, хотя благодаря такому расположению скатов в чердачном пространстве формируется достаточно большая комната, которая может быть использована под жилое или хозяйственное помещение.
Кроме такой стропильной системы к ломаной двускатной конструкции можно отнести и мансардный вариант установки стропил.
Оба ската «изломаны» – явный выигрыш в полезной площади чердачного помещения
Мансардная ломаная стропильная система способна обеспечить для строения полноценный второй этаж с просторными комнатами, а при усиленном утеплении они могут использоваться в любое время года.
Обустройство армированного пояса
На торчащие из арматуры пруты после застывания бетона надевают брус. Даже на самой короткой стене в армопоясе для крепления мауэрлата должно быть минимум четыре 12-миллиметровых прута. При выборе шпилек или проволоки, пояс также нужно делать с арматурой.
Толщина бетона при обустройстве армопояса не может составлять менее 5 сантиметров. Как только смесь залита, необходимо следить за тем, чтобы в ней не образовались воздушные полости, которые можно увидеть по появившимся пузырькам.
Этот процесс нарушает однородность и прочностные показатели армопояса, а ведь на нем нужно уложить мауэрлат, по факту являющийся фундаментом крыши. Воздушные пузырьки исчезнут, если проткнуть еще не застывший бетон арматурным прутком. Через 10 – 12 дней опалубку убирают после того, как смесь застынет и станет прочной.
Далее нужно сделать гидроизоляцию. В качестве изоляционного материала на готовый армопояс укладывают рубероид.
Как сделать двухскатную крышу
Стропила – это несущая часть конструкции. Установка стропильной системы двускатной крыши обычно выполняется с помощью качественного квадратного бруса с сечением 15 на 15 сантиметров (обязательно нужен расчет). Одна из самых прочных, неприхотливых и при этом недорогих пород дерева для стропильного бруса – сосна.
Иногда для стропил используется металлический профиль.
1. Основой стропильной конструкции является мауэрлат – брус, уложенный по периметру стен на некотором расстоянии от края (в конструкции металлических стропил для той же цели используется швеллер см. чертежи). На стену под брусом помещается гидроизоляция (например, рубероид), а он сам обрабатывается антисептиком.
Назначение этой части системы – распределять нагрузку от стропил на стены и связывать кровлю со стеной. Устанавливается на кирпичные, газо- и пенобетонные стены. На деревянных и брусовых в этом качестве используется верхний венец сруба.
Существуют разные способы монтажа мауэрлата (см чертежи и фото): на арматурный пояс из железобетона, непосредственно на кирпичную кладку (в этом случае для прочности можно снаружи заподлицо со стеной обложить брус кирпичом), просто фиксируется к стене анкерными болтами.
2. Установка фронтонов (торцевых треугольников). Бывают каркасные и кирпичные. Каркасные чаще выполняются из дерева и последствии обшиваются каким-нибудь листовым материалом. Кирпичные – кладка, являющаяся фактическим продолжением кирпичной стены.
3. Верхние углы треугольников становятся опорой для конькового бруса. Параллельно ему ниже располагаются боковые прогоны, с опорой на боковые стороны треугольников. Для небольших домов стараются брать цельный брус. Если длина дома больше шести метров, приходится использовать строительные фермы и делать составной.
Важно: можно продлить концы прогонов так, чтобы они выступали за плоскости фронтонов. В этом случае нагрузка от свесов с торцевых сторон придется на выступающие части, а не на середину крыши
4. Стропила опирают одной стороной на мауэрлат, другой – на коньковый брус (см. фото и чертежи). Как правило, устанавливаются промежуточные опоры – раскосы (диагональные балки), стойки и т.д., назначение которых – укрепление конструкции и частичная разгрузка ее частей.
Стропила свисают за стены (становятся основой для будущих свесов). Если длины не хватает, их наращивают доской («кобылкой»).
Когда делается двухскатная крыша своими руками можно сразу сделать и утепление, чтобы не мучаться потом изнутри. Если предусмотрено последнее — не забыть сделать пароизоляцию и затем приступать к утеплению изнутри.
1. По нижней части стропил располагается пароизолирующая пленка.
2. Между самими стропилами устанавливается утеплитель (минеральная вата).
3. Сверху стропила вместе с утеплителем снова покрывается пароизоляцией.
На получившийся каркас крыши монтируется обрешетка, которая будет основой для кровельного покрытия. Ее выполняют из досок, влагостойких модификаций ОSB и ДСП. Под профнастил в этом качестве может использоваться оцинкованный стальной профиль.
Укладка зависит от типа будущего покрытия:
– под рубероид и другие рулонные материалы, битумную черепицу делается сплошная обрешетка (интервалы между заготовками на компенсацию термических расширений не более полсантиметра);
– под металлопрофиль или шифер – разреженная, с шагом до полутора метров;
– для большинства материалов – стандартная, 30-40 сантиметров.
На шаг обрешетки могут влиять в совокупности угол наклона крыши и тип кровельного материала: например, ондулин при малом уклоне крыши кладут на сплошную обрешетку, а чем больше уклон, тем больше допустимый шаг (вплоть до шестидесяти сантиметров).
Устройство
Когда оценен необходимый уровень крутизны кровли, нужно разбираться с ее основными элементами
И первостепенное внимание стоит уделить такой детали, как мауэрлат. Этим словом строители называют стабильную конструкцию, выкладываемую по периметру стен и служащую для закрепления стропил
Мауэрлат обеспечивает равномерную до предела раскладку нагрузок, создаваемых свесом крыши. Он же мешает различным механическим воздействиям оторвать кровельную систему от стен.
Особенно важны защитные характеристики мауэрлата, когда речь заходит о противодействии порывам ветра. Часть мастеров и даже архитекторов считает приемлемым сооружение кровель без этого элемента, с прямым присоединением стропил к перекрывающим балкам. Но простота подобной конструкции оборачивается тем, что 100% нагрузки собирается монолитно на опоры стропил. Если же все делать правильно, эти импульсы рассредотачиваются по гораздо большей площади.
Мауэрлат может быть выполнен из:
двутавра;
Стандартное сечение бруса составляет в таких случаях 80х180, 100х100, 100х150, 150х150 либо 200х200 мм. Применять его очень просто, требуется лишь подкладывать брус под ноги стропил.
Двускатная крыша над облегченным каркасным домом, которая не должна будет переживать излишне сильных нагрузок, может быть поставлена на мауэрлат из соединенных досок. Часть застройщиков добавляет стальные трубы, прикрепляемые к концам опорной детали. Используемые конструкции должны иметь максимум то сечение, которое позволяет провести их через стропильные отверстия. Не менее важна повышенная прочность, лучше даже заложить ее с запасом. И еще не стоит брать трубы, если нет уверенности, что они сделаны из высококачественной стали.
Присоединение мауэрлата к стене производится в строгом соответствии с отработанной десятилетиями технологией. Крайне редко можно отказаться от армированного пояса. И даже если постройка сама по себе прочная, устойчивая, он все равно необходим. Когда внизу находятся стены из газобетона, стоит потратить время на выкладку кирпича или заливку простого бетона. Эти материалы менее хрупкие и позволят избежать повреждения основной части стены.
Величина уплотняющего пояса подбирается индивидуально, с учетом уровня нагрузок, в том числе и переменных. А вот ширина его всегда равняется как минимум несущим стенам.
Карниз (карнизный свес) должен присутствовать на любой крыше, и двухскатная не является исключением. Цель подобного элемента состоит в блокировке воды, которая при выпадении осадков стремится проникнуть в пространство под кровлей
Что немаловажно, карниз относится к числу элементов, завершающих отделку, и когда он подшит, внутренние компоненты стропил оказываются закрыты
Каркас (короб) для сооружения карниза делается из ровной доски, не содержащей даже единичных следов коры и сучков. Альтернативой карнизу оказывается применение удлиняющих стропил кобылок. Нужно думать и о том, чтобы закрыть фронтоны самое меньшее на 50 см.
Неподшитые свесы нашли основное применение в процессе работы над вальмовой кровлей; подшитый тип чаще всего применяется именно в сочетании с вальмовой крышей, имеющей два ската. Укороченный формат совместим с абсолютно любым видом кровельных конструкций.
Выход за пределы основного контура имеет и козырек. Подобное решение надежно прикроет стену и цоколь от выпадающих осадков. Там легко укрыться и людям: если даже дождь льет бурной стеной, под выдвинутой вперед частью кровли всегда сухо и комфортно.
Расчеты архитекторов и инженеров показывают, что уже вынос 150 см позволяет стене оставаться сухой независимо от интенсивности и продолжительности ливня. Но это не предел: технические возможности современных строителей позволяют сооружать козырьки вдвое больше. Подобные конструкции находят применение главным образом как организаторы террас. В самый знойный и жаркий день свес отбрасывает тень, оберегающую растения от жары. Не стоит пытаться сделать такие длинные козырьки самостоятельно, тут слишком велика ответственность.
Строение двускатной крыши в разрезе нельзя считать изученным основательно, если не упомянуть про наклонные элементы стропильной системы. Наклон имеют подкосы, прочно присоединяемые к вертикально поставленным стойкам. Доски для стропил поперечным сечением менее 5 см брать не рекомендуется, а ширина материала определяется его длиной
При расчете каждой детали обращают внимание, насколько велик риск ее прогиба под действием штатной нагрузки. Утепленная двускатная крыша подразумевает такую расстановку стропильных ножек, которая требует минимального числа надрезов на теплоизоляционном материале
Материалы изготовления мауэрлата
Мауэрлат может быть изготовлен из деревянного бруса, доски, бревна, а также из металлических профилей — швеллера, трубы, двутавровой балки.
Чаще всего мауэрлат делают из бруса. Его размер в сечении в определенно степени зависит от размера, а значит, и веса будущей кровельной системы, а также от размера стропильных ног.
Чаще всего мауэрлат изготавливается из деревянного бруса
Однако, учитывая то, что мауэрлат должен прочно укладываться по торцу стены, распределяя нагрузку, скрывающие или изгибающие напряжения в нем невелики, а с нагрузкой на сжатие древесина справляется неплохо. Поэтому сложных расчётов сечения мауэрлат в большинстве случаев не требует, и обычно используются брусья со сторонами, кратными 50, начиная от 100×100.
В таблице ниже приведены размеры сечений пиломатериалов, наиболее часто использующихся при возведении конструкций крыш в индивидуальном строительстве.
| Элементы стропильной системы | Сечение пиломатериала, мм |
|---|---|
| Мауэрлат | Брус 100×100, 100×150, 150×150, а иногда и более. |
| Стропильные ноги | Доска или брус 60×150, 80×150, 100×200 – по результатам расчетов |
| Прогоны | Брус 100×100, 100×150, 100×200. |
| Затяжки (ригели) | Доска 50×100, 50×150. |
| Стойки | Брус 100×100, 150×150. |
| Подкосы, кобылки, доска карнизного короба | Доска 50×100. |
| Ветровые торцевые и подшивные доски | Доска 20×100, 25×150. |
Брус для мауэрлата необходимо выбирать тщательно, обращая внимание на его ровность и целостность. Поведенный, деформированный пиломатериал приобретать не стоит даже в целях экономии, так как его сложнее будет установить на ровные поверхности стены, не создавая в нем внутренних напряжений
На древесине не должно быть глубоких и широких трещин и сучков.
Сучки опасны не только тем, что отличаются от всей древесины своей плотностью и выделением из них смолы, как думают многие, но еще и тем, что значительно ослабляют брус. Кроме того, если на сучок попадает крепление стропила, то в него сложнее будет вкрутить крепежный элемент или забить скобу, и к тому же они будут плохо держаться в такой структуре древесины.
- Доски, скрепленные между собой, используются для более легких стропильных систем, не имеющих утеплительного «пирога», например, при постройке дачного летнего домика. Для такого варианта мауэрлата, подойдут, например, доски толщиной в 30÷50 мм, уложенные в один или два слоя.
- Из металлических элементов мауэрлат изготавливается редко, но профили иногда используют для комбинированных вариантов, в которые входят как древесина, так и металл.
Деревянный мауэрлат усиливается стальной трубой
При использовании такого варианта нагрузка от стропил распределяется не только на древесину, но и на трубу, уложенную поверх бруса через деревянные вкладыши и притянутую к мауэрлату хомутами. При выборе труб для усиления мауэрлата необходимо придерживаться некоторых критериев их выбора:
— так как трубы будут пропущены в сквозные отверстия в нижней части стропил, они не должны иметь слишком большого диаметра – достаточно 40÷50 мм.
— необходимо брать только новую трубу, причем перед установкой ее обязательно нужно покрыть антикоррозийной краской.
Отверстия в стропилах для прохождения трубы необходимо делать, отступив от их нижнего обреза примерно 100÷120 мм.
В деревянном мауэрлате делаются вырезы, в дно которых будет упираться торцевая сторона стропильной ноги. Иногда на доске мауэрлата отверстия для установки стропил формируются с помощью закрепления на определенном расстоянии друг от друга отрезков бруса высотой в 80÷100 мм. Ширина между устанавливаемыми отрезками брусков должна превышать толщину стропилины, примерно на 8÷10 мм, чтобы она свободно входила в подготовленный зазор.
Благодаря тому, что стропила не будут жестко закреплены на мауэрлате, а установлены на скользящие крепления, система получит возможность небольших смещений при усадке строения.
Схема стропильной системы с деревянным мауэрлатом, усиленным стальной трубой (балкой)
На данной схеме представлен вариант с использованием комбинированного варианта мауэрлата, состоящего из деревянного бруса и трубы, выходящей за пределы несущих стен по их длине. Эта конструктивная особенность позволяет сразу же сделать основу для защитного козырька на фронтонной части крыши.
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.
Система для домов с двумя внутренними несущими стенами
Если в доме есть две несущие стены, устанавливают две подстропильные балки, которые расположены над каждой из стен. На промежуточные несущие стены укладываются лежни , нагрузка от подстропильных балок передается на лежни через стойки.
Системы с подстропильными балками
В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.
В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка
Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке)
Устойчивость может обеспечиваться стойками, или расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.
Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.
Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона
Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.
Деревянный мауэрлат усиливается стальной трубой
При использовании такого варианта нагрузка от стропил распределяется не только на древесину, но и на трубу, уложенную поверх бруса через деревянные вкладыши и притянутую к мауэрлату хомутами. При выборе труб для усиления мауэрлата необходимо придерживаться некоторых критериев их выбора:
— так как трубы будут пропущены в сквозные отверстия в нижней части стропил, они не должны иметь слишком большого диаметра – достаточно 40÷50 мм.
— необходимо брать только новую трубу, причем перед установкой ее обязательно нужно покрыть антикоррозийной краской.
Отверстия в стропилах для прохождения трубы необходимо делать, отступив от их нижнего обреза примерно 100÷120 мм.
В деревянном мауэрлате делаются вырезы, в дно которых будет упираться торцевая сторона стропильной ноги. Иногда на доске мауэрлата отверстия для установки стропил формируются с помощью закрепления на определенном расстоянии друг от друга отрезков бруса высотой в 80÷100 мм. Ширина между устанавливаемыми отрезками брусков должна превышать толщину стропилины, примерно на 8÷10 мм, чтобы она свободно входила в подготовленный зазор.
Благодаря тому, что стропила не будут жестко закреплены на мауэрлате, а установлены на скользящие крепления, система получит возможность небольших смещений при усадке строения.
