Важные моменты при проектировании двухскатной крыши: создание чертежа

Созданная мансардная крыша своими руками, дает возможность расширить жилое пространство, не затрачивая для этого дополнительные финансовые средства и не используя дополнительную площадь подворья. Под кровельным навесом можно обустроить жилые комнаты с необычными формами. Обычно создается для этого двухскатная крыша с мансардой. Она позволяет достичь идеального расположения для обустройства жилых комнат.

Мансардная крыша своими руками: чертежи

При начале любого строительства создается чертежный план будущего строения.

В нем должны быть проработаны следующие моменты:

  1. Виды используемых стропил. В наслонной стропильной системе подпорки опираются в нескольких местах на мауэрлаты в нижней части, а на подкосы в верхней части. Наслонная система считается классической, и лучшим образом подходит для двухскатных крыш. Конструкция монтируется внутри, где стропила укладываются с упором в противоположные стены. Расстояние между стенами должно быть не менее 6 м.
  2. Висячие стропила состоят из двух балок, соединенных между собой под определенным углом. Балки устанавливаются на кобылки и упираются в мауэрлат. Для большой ширины пролетов данная система будет не эффективной.
  3. Параметры высоты потолков. Они не должны быть ниже 2,5 м. Для достижения высоты линия излома должна находится выше 2,8 м, учитывая толщину отделочных материалов.
  4. Толщина пола. На несущие балки и покрытие идет основная нагрузка всего мансардного этажа, поэтому важно правильно рассчитать толщину пола. С учетом нагрузки ветра и снега на крыше, ширина высчитывается по следующей формуле S=Sgхp, где Sg- величина покрова снега, а p- наклон крыши.

Составление чертежа начинают с выбора формы крыши, учитывают размеры стропил и их количество.

Проект мансардной крыши следует составлять внимательно, так как любая неточность в расчетах приведет к деформации конструкции при ее эксплуатации. Более точно рассчитать параметры можно с помощью компьютерных программ. После окончательных сверок данных и составления чертежа можно приступать к возведению всей конструкции в целом.

Этапы строительства

Иллюстрации Описание этапа
Проектирование. На этом этапе предстоит составить чертежи того, что будете строить с указанием размеров крыши, соответствующих параметрам дома.

В плане кроме размеров и конфигурации нужно указать особенности строительных материалов, например, стороны сечения балок и бруса, необходимых при сборке стропильной системы.

Заготовка стройматериалов. Материалы, которые станут наслонными стропилами, предпочтительно заготовить заранее, так как их нужно обработать специальными пропитками. Материалы для формирования кровельного пирога можно приобретать по ходу выполнения строительных работ.
  Постройка стропильной системы. На этом этапе предстоит собрать каркас крыши в соответствии с ранее сделанным проектом. Нужно отметить, что это наиболее трудоёмкий этап работ, который займет немало вашего времени.
Устройство кровельного пирога. После того как стропила установлены, формируется кровельный пирог. Формирование кровельного пирога выполняется в соответствии с предполагаемым типом крыши – утеплённым или неутеплённым.

Шаг 1: Проектирование

Проект кровли с возможностью устройства мансарды — вид со стороны фронтона с указанием точных типоразмеров

Проект стропильной системы можно разработать своими руками, используя такие программные приложения, как Google SketchUp. Если проектирование кровли выполняется вместе с проектированием дома, можно воспользоваться готовыми проектами, апробированными в реальных условиях.

Проект легкой кровли с фронтонами для дома из газосиликатных блоков, именно по этому проекту будет вестись строительство, о котором расскажу дальше

На схеме показана наслонная стропильная система, в которой стропильные ноги сходятся у конькового бруса. Прогон посредством вертикальных подпорок опирается на лежень, закрепленный на внутридомовой стене. Свободные концы стропильных ног упираются в мауэрлаты, установленные на несущие стены дома.

Длина стропильной ноги будет определяться периметром постройки. На фронтоне можно видеть окно — это говорит о том, что чердак будет использоваться в качестве мансарды. Расстояние между стропилами будет подобрано с тем расчётом, чтобы между ними полотно встала плита теплоизоляции. Угол наклона между стропилами и вертикальной подпоркой равняется 45º.

Шаг 2: Заготовка материалов

Иллюстрации Описание
Складирование пиломатериалов. Для последующих работ потребуются следующие пиломатериалы:
  • доска 200×50 мм – для сборки стропил;
  • брусок 50×40 мм – для устройства контробрешётки;
  • доска 150×25 мм – для набивки обрешётки.

Приобретённые материалы, после отгрузки на участке, не оставляем лежать кучей, а выкладываем штабелями на ровном месте. Под каждый уровень пиломатериалов подкладываем бруски для образования воздушного зазора.

Бактерицидная обработка пиломатериалов. Для того чтобы каркас крыши прослужил без ремонта как минимум 50 лет, нужно обработать древесину антисептиками. Такая обработка предотвратить гниение дерева и предупредит порчу досок короедами.

Перед тем как наносить пропитку, поверхность пиломатериалов обметается от опилок и пыли. При необходимости пропитку можно нанести в два слоя с перерывом на высыхание предыдущего слоя.

Шаг 3: Строительство стропильной системы

Шаг 4: Формирование кровельного пирога

Иллюстрации Описание этапов
Монтаж капельника. По краю свеса крепим планку капельника. По планке клеим гидроизоляционную ленту и двухсторонний скотч.
Пароизоляция и обрешетка. Поперек ската выстилается пароизоляционная мембрана. Поверх мембраны на стропила крепится брусок контробрешётки. Поперек расположения брусков крепится доска обрешетки.
Обшивка профнастилом. Профнастил крепится к обрешетке саморезами с пресс шайбой. Помимо закреплённого кровельного материала, выполняется установка доборных элементов по линии конька и по боковым краям ската.
Утепление чердака. Кровельный пирог заполняется теплоизоляционным материалом, подбивается гидроизоляционной мембраной и обшивается плитами отделочного материала. Кроме того, утеплитель закладывается в промежутки, которые образуют балки перекрытия.

Основные виды крыш по конструктивному исполнению

Перед установкой нужно выбрать оптимально подходящую стропильную систему для кровли. Наибольшим спросом среди частных застройщиков пользуются скатные конструкции следующих видов по форме:

  • 1-скатные;

  • 2-скатные;

  • мансардные (ломаные двускатные);

  • шатровые;

  • вальмовые;

  • полувальмовые.

Рисунок 1. Основные виды крыш по конфигурации

Наиболее простыми по конструкции являются односкатные кровельные системы. При этом они требуют минимум финансовых и трудовых вложений на устройство. Однако учитывайте, что в здании с такой крышей невозможно обустроить полноценный чердак или, тем более, мансардный этаж.

Одни из самых популярных на сегодня крыш – двускатные и мансардные. Это обусловлено возможностью обустроить просторный чердак или большую мансарду. На такие конструкции расходуется меньше кровельного покрытия, однако требуется возведение фронтонов по торцевым сторонам дома. Также привлекает минимальная сложность монтажа.

Рисунок 3. Внешний вид двускатной (сверху) и мансардной крыши (снизу)

Шатровые кровли, как правило, имеют 4 ската в виде равнобедренных треугольников, сходящихся в одной точке сверху. Гармонично смотрятся на одноэтажных домах в классическом стиле. Характеризуются сложной стропильной системой, но повышенной устойчивость к ветровым нагрузкам.

Вальмовые и полувальмовые кровли тоже отличаются сложностью устройства, большим количеством конструктивных элементов в стропильной системе. Требует профессионального подхода к монтажу, без наличия определенных навыков самостоятельно построить качественную и надежную конструкцию будет очень сложно.

Рисунок 6. Полувальмовая крыша

Проектирование

Рассмотрим виды стропильных систем для мансардных помещений. Здесь мы расскажем об основных типах таких помещений в зависимости от их строения.

Односкатная

Здесь речь идёт о плоской наклонной поверхности. Однако, наклон в этом случае обычно бывает относительно небольшим. Проектировать такую мансарду гораздо легче, чем для других типов, но и полезного пространства в таком помещении будет относительно немного.

Двухскатная

Такого рода решений существует немало. Расскажем о некоторых из них. Это также один из самых простых вариантов. Выглядит он следующим образом.

Как мы здесь видим, при проектировании мансарды целостность крыши ничем не нарушена. Это позволяет снизить цену обустройства такого помещения.

Но оборотная сторона такого варианта состоит в том, что величина самой мансарды в данном случае является минимальной по сравнения с другими архитектурно-проектными решениями.

Ломаная двухскатная

Рассмотрим похожий вариант. Однако отметим, что он позволяет увеличить величину мансарды. Он рассчитан на другую разновидность устройства крыш.

Его основной недостаток тот же, что и в предыдущем случае. Здесь для помещения отводится очень мало места. Что, однако, окупается простотой проектирования такого рода мансард.

Мансардная с выносными консолями

Здесь мы рассмотрим более сложную геометрию.

Мы видим, что проектирование такого типа мансарды представляет определённые сложности. При этом помещение имеет гораздо больший объём, чем в предыдущих случаях. Имеется вертикальная внешняя стена, что даёт возможность сделать в мансарде качественные окна.

Важный аспект такого решения состоит в том, что здесь есть возможность выдвинуть вертикальную стену мансарды за пределы фасада дома. Это даёт хорошую возможность для увеличения площади помещения. Отметим, что здесь речь идёт об одноуровневой мансарде.

Двухуровневая мансарда

Здесь мы говорим о значительно более сложном варианте. Двухуровневое помещение с несколькими комнатами также может быть одним из вариантов мансарды.

Однако проектирование такой мансарды представляет собой непростую задачу, хотя и может предоставить дополнительную гибкость и эффективность при использовании доступного пространства.

Расчеты

Можно проводить расчет двухскатной крыши по онлайн – калькулятору, располагая на чертежах данные, которые «выдала» машина. Можно сделать это вручную, однако в этом случае вероятность ошибки возрастает, что скажется впоследствии на качестве возводимой конструкции.

Расчёты для чертежей содержат необходимые исходные данные:

  •  Длина фронтонной части дома (F);
  •  Длина по коньку (D);
  •  Высота конька (H);
  •  Длина стропильной ноги (L), а если необходимо – увеличение длины стропила для установки карнизного свеса с необходимой шириной (I);
  •  Все виды нагрузок.
  •  Шаг, по которому устанавливали стропила.

Крутизна ската и высота конька

Проведем вычисления высоты конька крыши над мауэрлатом. Основой большей части коньковых узлов двухскатной кровли является треугольник, а на него действуют законы тригонометрии.

При симметричной крыше конёк располагается посередине между точками опоры стропил, поэтому используем формулу: f=F/2.

Если у вас скаты несимметричные, то на чертеже нужно сделать следующее:

  •  Линию F проецируем туда, где расположена линия конька крыши;
  •  Измеряем получившееся расстояние между ней и мауэрлатом с каждой стороны. Помните, что крутизна скатов будет различной;
  •  Теперь используем формулу H=f×tg a.

Можно доверить все вычисления машине, воспользовавшись калькулятором вычислений, а затем перенести данные на чертеж.

Длина стропильной ноги

Расстояние между каждой ногой стропил зависит от следующих параметров:

  •  Материала;
  •  Массивности конструкции;
  •  Климата региона.

Когда пролёт больше длины стропил, их можно удлинять. При этом высота сечения не может быть меньше, только толщина. Вариант менее рациональный – удлинить стропильный брус с использованием соединительных вставок или накладных брусков.

Расчеты длины стропильной ноги базируются на теореме Пифагора. Она позволяет вычислить длину гипотенузы при условии наличия данных катетов. Такой катет – один из 3 элементов:

  •  Высота конька;
  •  Высота верхнего узла;
  •  Высота верхнего края.

Каким будет этот элемент и место его расположения, зависит от типа двухскатной крыши. Измеряют их с помощью строительного уровня.

Несмотря на кажущуюся простоту вычислений, лучше доверить их онлайн – калькулятору. Чтобы получить правильные расчеты двухскатной конструкции, достаточно ввести нужные данные в указанные поля. К тому же существуют специальные расчетные программы, которые «выдадут» нужные параметры без ввода данных. Для расчета достаточно в нужном месте поместить форму конструкции. Затем полученные данные отражают на чертежах.

Нагрузка на стропильную систему

Для того чтобы снизить нагрузку на стены, применяют упоры вертикального или углового типа. При использовании «усилителей» нужно изменять направление «негативного» воздействия усилий.

Вычисления ведутся с учетом 3 типов нагрузок:

  1. Постоянные. К их числу относят массу кровельных материалов, обрешетки и слоев утеплителя. При наличии эксплуатируемого чердака к этой нагрузке относят вес материалов для отделки. Чтобы узнать массу кровельных материалов, нужно изучить их технические характеристики. Так, металлические материалы – самые легкие, натуральная отделка в виде сланца или керамики – самая тяжелая.
  2.  Переменные. Вычисления сложные, так как часть нагрузки зависит от климатических условий, которые постоянно меняются, однако эти данные не учитываются. Сведения берут из справочника СНиПА, в котором размещены таблицы, составленные около 50 лет назад. За эти годы поменялись многие важные показатели: высота покрова снега, сила ветра и его преобладающее направление. Чтобы «подстраховаться» в этой непростой ситуации, архитекторы используют специальный коэффициент, который называют запасом прочности. Для правильных значений каждый элемент нужно умножать на 1.4. Эта цифра актуальна для жилых зданий. Истинную нагрузку от ветра и снега также вычисляют с помощью «подстраховки». Коэффициент поправки основывается на длине крыши. Учитывают также расположение дома.
  3.  Индивидуальные. Так называют нагрузки, возникающие при специфических условиях: торнадо, ураганах или других катаклизмах.

Расчет трех типов нагрузок ведется с учетом коэффициента запаса прочности по отношению всех конструкции: стоек, растяжек, прогонов и других. Только после того, как будут высчитаны все показатели, можно переходить к построению чертежа двухскатной кровли.

Монтаж стропильной конструкции

После определения количества расходного материала, приступают к монтажу стропильной системы двускатной мансардной крыши. Это можно сделать своими руками:

  • Из двух брусьев и затяжки собирается треугольная ферма. Если уклон крыши составляет 450 градусов, то в верхней точке брусья опираются друг на друга под углом в 900. Верхнее соединение фиксируется металлической накладкой. Затяжка-ригель крепится саморезами на высоте предполагаемого потолка мансарды;
  • Совет! Для увеличения надежности конструкции ригель-затяжку устанавливают с двух сторон фермы. Крепление производят болтами.

  • Стропильную конструкцию поднимают на установочную высоту и крепят к временной опоре на фронтальной стене. Стропильные ноги упирают в мауэрлат местами запилов и прикручивают к предварительно установленным опорам. Под стропила подкладывают деревянные уголки;
  • Отвесом проверяют вертикальность установки фермы;
  • Аналогично устанавливают стропильную арку на противоположной фронтальной стене;
  • Между вершинами крайних арок натягивают шпагат или прибивают прогон для установки промежуточных ферм. Для лучшей фиксации вертикального положения арок стропила временно скрепляют между собой досками;
  • Устанавливают конек и приступают к обрешетке стропильной конструкции.

Важно! После установки стропильной конструкции следует вывести воздуховоды и дымовые трубы за пределы кровли.

Обрешетка и гидроизоляция кровли

Для укрепления стропильной конструкции и создания основы под кровельный материал на стропила устанавливают обрешетку.

Для пошаговой обрешетки под ондулин, профнастил, шифер или металлочерепицу используют доску хвойных пород дерева. Можно использовать профилированный брус 40х50, 50х50, 50х60 мм, но он будет утяжелять конструкцию кровли.

Теперь рассмотрим виды гидроизоляции для двухскатной крыши. Для двускатной крыши в качестве гидробарьера подойдет:

  • Битумный рулонный материал – традиционная, недорогая, но недолговечная кровельная гидроизоляция;
  • Армированная пленка – полиэтилен, укрепленный синтетической нитью, создает водонепроницаемым барьером между кровельным материалом и деревянной конструкцией кровли;
  • Гидроизоляционная пленка – перфорированный полиэтилен, который обладает уникальной способностью пропускать испарения влаги из утеплителя, но не пропускает воду внутрь;
  • Антиконденсатная пленка предназначена для защиты металлических кровельных материалов от конденсата. Наружный слой пленки выполнен из геотекстиля, который прекрасно впитывает влагу, а нижний полимерный слой не пропускает воду к деревянным элементам кровли.

Начинают укладку рулонную гидроизоляцию от нижнего края ската. Последующие ряды настилают внахлест.

Монтаж обрешетки

Монтаж обрешетки двускатной крыши — поэтапный процесс. Этапы монтажа таковы:

Установка вертикальных стоек

Стойки изготавливают из бруса с сечением 100 х 150 мм и монтируют на размещённые с краю балки перекрытия. Подобрать высоту и линию монтажа поможет заранее созданный чертёж, а для выравнивания стоек с соблюдением всех требований используется отвес и уровень.

Перед окончательным монтажом элементы временно крепят в перпендикулярном направлении укосами — по длине и ширине оси самой крыши. Такие меры позволяют зафиксировать их без малейших погрешностей в размещении в какую бы то ни было сторону. Для создания указанных укосин подойдут любые доски, прибиваемые гвоздями.

Знаете ли вы? Сегодня организацией мансард в своих домах занимаются как представители среднего класса, так и более состоятельные граждане, но так было не всегда. В XIX столетии подобные квартиры были самыми дешёвыми, поскольку в летнее время в них было ужасно жарко, а зимой легко можно было замёрзнуть. Проживали в таких апартаментах преимущественно бедные писатели, поэты и художники, которые не могли себе позволить более комфортное жильё.

Между расположенными по краям стойками натягивается шнурок и уже по нему равняются все оставшиеся стойки, придерживаясь шага, соответствующего шагу блока перекрытий (получается по стойке на каждую балку). Все они крепятся так же, как и крайние, в результате чего получается два ряда одинаковых стоек, размещённых друг напротив друга.

Общие сведения

Разновидности стропил и применение

Подбор стропильной системы является крайне ответственным шагом, который требует знания конструкции каждого типа крыши. Стропила могут быть разных видов:

  1. Наслоенные типы стропил, которые опираются на коньковый прогон и мауэрлат. Используются при построении односкатной, обычной двускатной крыши, а еще в качестве одного из элементов ломаной и вальмовой мансардной кровли.
  2. Скользящие стропила – один из видов наслонных стропил, которые применяют для деревянных построек, которые дают большую усадку. Их главным отличием является крепление скользящего типа стропил к мауэрлату, что дает возможность компенсировать стеновую усадку без кровельной деформации.
  3. Висячие типы стропил – системы стропильного типа, которая стянута ригелями или даже затяжками, и как правило, применяется при возведении стандартной двускатной крыши, а еще в роли верхних стропил мансардной крыши. В стропильной висячей системе коньковый прогон в полной мере отсутствует, и в верхней части стропильные симметричные прогоны опираются прямо друг на друга.
  4. Накосные типы стропил, или как из иначе называют угловыми/диагональными. Используются для того, чтобы сделать четырехскатную или трехскатную крышу, а еще для крыши со сложной геометрией.

Рассмотрим, какие есть элементы системы.

Элементы системы стропильного типа

Любые типы стропил предназначены для того, чтобы распределять и передачи кровельной нагрузки на домовые стенки. Главными элементами, на которые будут опираться стропила, и они являются:

Общие сведения
  • Мауэрлат – брус, который закреплен на верхней стеновой плоскости по общему периметру дома.

  • Лежни – брусья для опоры, которые уложены на внутренние несущие типы перегородок или колонны.
  • Балки перекрытия на верхнем этаже.
  • Опоры и стойки.
  • Прогоны – опорные горизонтальные элементы, которые уложены вдоль кровельной оси на стойки.

Стропильная ферма сделана из таких элементов:

  • Кобылки – доски, которые прикреплены на нижнем конце стропил и создают кровельные навесы.
  • Подкосы – опоры, которые поставлены под углом и поддерживают ноги стропил.
  • Ригели или затяжки – горизонтальные типы элементов, которые стягивают парные ноги (стропильные) между собой.
  • Стропильные ноги – брус или доски, которые образуют контур кровли, и они уложены с определенным шагом.

Нарожники являются короткими стропилами, которые опираются на диагональные стропила в крыше вальмового типа. Все такие элементы в строительстве частного типа обычно выполняют из древесины – доски или бруса хвойных пород, просушенного естественным методом.

Древесину пропитывают посредством антисептика, что дает возможность увеличивать его эксплуатационный срок. Сечение и толщина элементов должны быть определены расчетом.

Устройство вентилируемой воздушной прослойки

Ширина воздушного зазора между утеплителем и кровлей зависит от профиля материала покрытия. В случае использования профилированных листов из оцинкованной стали, черепицы, металлочерепицы и других волнистых листов толщина вентилируемой воздушной прослойки должна составлять не менее 25 мм. При устройстве кровли из плоских листов (асбестоцементные листы, оцинкованная сталь, мягкая битумная черепица, рулонные материалы,…) необходима воздушная прослойка толщиной не менее 50 мм. Вентиляция воздушной прослойки осуществляется через отверстия в карнизе и в коньке.

Предлагаем ознакомиться Семейство лилейные: лучшие комнатные и садовые представители

Конструкция системы стропил ↑

Как уже было отмечено, залогом прочности любой крыши является ее стропильная система. По конструкции они подразделяются на наслонные и висячие .

Висячая ↑

Висячие стропила представляют собой брусья, имеющие только две точки опоры, а именно стены дома. На каждую ногу в этом случае действуют в основном нагрузки двух типов – изгиб и сжатие.

Висячие передают по горизонтали приходящуюся на них нагрузку (вес кровли, снеговую, ветровую) на свои точки опоры, то есть на стены, как разводящее усилие. Для снижения его влияния стропила соединяют деревянной или металлической затяжкой. В стропильное устройство ломаной двухскатной крыши подобные затяжки – балки перекрытия. При величине пролета от 8 м, под каждую ферму дополнительно устанавливают бабки с подкосами.

Наслонная ↑

Наслонные стропила представляют собой брусья, имеющие промежуточную подпорку, которая опирается на дополнительные опоры или внутреннюю стену дома. Основное воздействие этой системы на опоры – изгиб. В несущей конструкции крыши можно использовать только наслонные, если промежуточные опоры находятся друг от друга на расстоянии до 6.5 м.

Наслонная конструкция легче, чем система висячая или комбинированная.

Схема также может содержать элементы будущей мансарды . Вертикальные стойки, укрепленные подкосами и ригелями, которые устанавливают в этом случае, могут служить в будущем частью мансарды. Опорой для них служат балки перекрытия. Читайте : Монтаж стропильной системы двухскатной крыши .

Читайте также:  Как утеплить мансардную крышу своими руками, технология, видео