Строительство крыши мансардной



Содержание страницы

Онлайн калькулятор расчета стропильной системы, обрешетки и угла наклона ската мансардной крыши

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор мансардной крыши предназначен для расчета углов наклона коньковых и боковых скатов, количества и сечения стропил, объема обрешетки и других материалов, необходимых для возведения крыши. Для проектирования мансардного этажа, следует внимательно ознакомится со СНиП 2.08.01-89 «ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ».

М ансардная (ломаная, покатая) крыша состоит из двух скатов с каждой боковой стороны, с разными углами наклона. Тем самым образуя объемное чердачное помещение называемое мансардой или мансардным этажом. Мансардная крыша может быть достроена на уже готовое здание, тем самым добавляя дополнительное жилое пространство без надстройки полноценного этажа. Данный тип кровли берет свое начало с 17 века. Существует большое множество вариаций исполнения мансардного этажа, с расположением как жилых, так и хозяйственных помещений. Следует внимательно отнестись к выбору кровельных материалов, так как боковые скаты имеют достаточно крутые склоны, в связи с чем могут потребоваться дополнительные затраты на обустройство кровли. А так же следует увеличить количество теплоизоляции и размеры окон, если предусмотрено полноценное жилое помещение.

Д алее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой справа.

Расчет деревянных стропил крыши

Обычно в частном строительстве для устройства крыши дома используется деревянная стропильная система, которая обычно состоит из стропил (верхний пояс стропильной системы), обрешетки, подкосов, затяжек, стоек и прогонов. Основным элементом из них являются стропила. Именно от их надежности зависит «сложится» ли ваша крыша или нет. Поэтому для того, чтобы этого не случилось данные конструкции необходимо рассчитывать — делать подбор минимально допустимого сечения по прочности и прогибу.

Содержание:

Сделать это Вы можете на данной странице, где Вам предлагается произвести расчет деревянных стропил крыши (расчет обрешетки см. другой калькулятор) для восьми типов стропильной системы:

  • Тип 1 — односкатная крыша, в которой стропила опираются на две опоры.
  • Тип 2 — в основе стропильной системы лежит треугольник, стропилины которого опираются по двум точкам.
  • Тип 3 — двухскатная крыша, состоящая из треугольной стропильной системы, в которой используются подкосы.
  • Тип 4 — треугольная арка с затяжкой на опорах.
  • Тип 5 — стропила крыши с шарнирным опиранием по концам и жестким защемлением в области конька.
  • Тип 6 — в стропильной системе каждая стропилина опирается на три опоры.
  • Тип 7 — стропильная система, в которой стропилины соединены приподнятой затяжкой.
  • Тип 8 — стропильная система мансардной крыши, которая опирается на четыре опоры и имеет затяжку в области верхних опор.

Примечание: Данный список можно было еще долго и долго продолжать. Но даже если Ваша крыша точно не соответствуют перечисленным типам, благодаря данному калькулятору Вы все равно сможете ее рассчитать. Просто нужно подобрать наиболее подходящий из предложенных.

Каркас мансарды

Дом по площади застройки у меня небольшой, поэтому нужен второй этаж. Полный второй этаж я не потянул, поэтому был выбран вариант с мансардой. Соответственно, крыша — мансардного типа. Почему именно такая? А потому, что этот вариант крыши позволяет разместить под ним помещения второго этажа с прямыми стенами. И нет необходимости утеплять кровлю.

Перекрытие первого этажа сделано из бруса 200х150. При длине перекрываемого пролета в 4,5 м такой брус по прочности допускается.

Схема перекрытия:

Схема стропильной системы:

Расположение остальных балок неважно, располагаем их примерно равномерно. Неважно потому, что утепление планировалось опилками. Если утеплять минватой, то наверное нужно подгонять шаг под размер плит минваты. Вертикальные стойки сделаны из сдвоенной доски 150х50 (вообще, весь каркас мансарды собран из такой доски). Вот этапы строительства каркаса мансарды:

Еще материалы на тему мансарды и крыши

Продолжение статьи о каркасе мансарды. Во второй части — фотографии узлов каркаса, как выполнены соединения стоек, укосин, как устроен лестничный проем.

Обшивка фронтона мансарды сайдингом. Фронтон обшит плитами ЦСП и затем сайдингом. Монтаж сайдинга своими руками — ничего сложного, главное соблюдать несколько нехитрых правил.

Немного рассуждении о конструктиве фронтона. О технологиях выполнения фронтона кирпичного дома: что выбрать — кирпичный как продолжение стены или каркасный фронтон?

Окна на мансарде. В моем варианте мансардных окон важно было не ошибиться с расчетами ширины проемов — оставить запас на утепление боковых стен.

Кровля крыши. Красный профнастил МП-20 по рубероиду.

Свесы крыши. Как зашить карнизные свесы крыши.

Утепление межэтажного перекрытия опилками — две статьи. Часть 1 и Часть 2. Дешево, но трудоемко.

Для мансардной крыши существует правило золотого сечения: она выглядит органично, когда контур крыши можно вписать в окружность. Я рассчитал свою крышу с применением этого правила (причем все 4 ската имеют одинаковую длину) и внешним видом крыши доволен

Скажите пожалуйста, а крыша не громозткая получается? Она ведь больше самого дома.

Ну и что — снеговая нагрузка. Под длинным скатом стойка, под пересечением скатов с другой стороны — тоже. Конструкция жесткая, думаю при правильном сечении каркаса и соответствующем креплении вполне жизнеспособный вариант. Что касается того, как точно должна выглядеть стропильная система — лучше задайте вопрос на каком-нибудь дружелюбном форуме (например на форумхаусе), нарисуйте свой вариант с размерами и сечениями, думаю, Вам там квалифицированно ответят.

Олег, я покупал 100 штук обрезной доски 150х50 на каркас мансарды, 20 штук бруса 150х200 на перекрытие. Плюс не помню сколько-то дюймовки на обрешетку. Все это заняло полный камаз с прицепом. Если брать только мансарду, то доски остались. Но потом все ушло на другие этапы и еще пришлось докупать.

Какие стропила для крыши следует применять? Виды и расчет стропил крыши

Возведение кровли – процесс непростой, требующий определенных знаний и навыков. Сегодня в нашей статье мы постараемся ответить на большинство вопросов, которые, несомненно, интересуют начинающих застройщиков. А начнем, пожалуй, с самого главного – с типов существующих крыш и стропильных систем, что используются при их возведении.

Стропила (стропильные ноги) это основные несущие элементы любой скатной крыши. Именно они принимают на себя основные нагрузки и воздействия окружающей среды, такие как снеговые и ветровые нагрузки, а также несут на себе весь кровельный пирог. Стропила это составляющие стропильной системы, куда входят еще многие элементы, такие как стойки, подкосы, прогоны, мауэлат и т.д..

Типы и конструкция стропил

Есть три типа стропил наслонные, висячие и скользящие.

Скользящие стропила применяются в основном только в деревянных бревенчатых домах. Их способ крепления позволят им перемещаться (скользить) вперед и назад на определенное расстояние. Это связано с особенностью деревянных домов.

Висячие стропила используются только в тех домах, где расстояния между стенами не превышает 6,5 м, так как опираются концами на противоположные стены здания.

Наслонные стропила опираются не только на стены здания, но и имеют промежуточную опору, при этом пролет между опорами должен быть 4,5 и более. Благодаря дополнительным опорам можно перекрыть пролет до 15 метров.

Опорой для стропил служит:

  • верхний венец в рубленых и брусчатых домах;
  • верхняя обвязка в каркасных домах;
  • мауэтлат (брус толщиной 100-150 мм) в каменных домах. Мауэрлат может укладываться по всему периметру здания или же только по стене, где опираются стропильные ноги.

Стропила, при необходимости, могут усилятся дополнительными элементами, такими как затяжками (ригелями) и подкосами. Это позволит избежать их провисания в процессе эксплуатации.

Стропила для разных видов крыш

В зависимости от вида крыши применяются разные несущие элементы кровли, какие именно мы сейчас и рассмотрим.

Стропила для односкатной крыши

Односкатная крыша – наиболее распространенный вид кровли. Используется он в основном при строительстве сравнительно небольших построек, например, дачных домиков, гаражей, бань и прочих построек.

Стропильная система односкатной крыши состоит из отдельных элементов, точками опоры которым служат противоположные стены здания. Чаще всего в этом случае используются стропила для крыши длиной около 4,5 метров. Если производится перекрытие относительно большой площади необходимо использовать подстропильные ноги и стойки.

Стропила для двухскатных крыш

Стропила, предназначенные для двухскатной крыши, представляют собой конструкцию, сложенную в виде домика. Процесс ее обустройства более сложен, нежели в односкатной кровли. Чаще всего этого вида стропила применяются при возведении небольших построек. Они подразделяются на два основных типа – наслонные и висячие.

Стропила для вальмовой кровли

Вальмовая крыша отличается наличием дополнительных скатов, что создаются при помощи стропильной системы вальмовой кровли. Конструкция этой кровли состоит из двухскатной крыши, которая по длине не полностью закрывает боковую часть строения, а также вальма, покрывающего боковую, не закрытую часть кровли.

Примером такого вида кровли может послужить известные всем «хрущевки», где нашли свое применение вальмовые стропила.

Особенности стропил четырехскатной крыши

К четырехскатным крышам можно отнести и вальмовые и шатровые кровли. Их очевидным преимуществом является отсутствие фронтонов, что подразумевает изрядную экономию стройматериалов, а значит и денежных средств. К тому же эти дома отличает замечательный внешний вид, выглядят они на редкость эффектно.

Состоит четырехскатная крыша из мауэрлата, подкосов и раскосов, коньковых и боковых прогонов.

Стропила для ломаной кровли

Применение ломаной крыши способствует значительному увеличению площади чердака, которая, в ряде случаев используется в качестве мансарды. При возведении такой стропильной системы применяются два коротких стропила, в месте перегиба которых применяется стойка. Вследствие этого уклон нижней части крыши составит 80 градусов, а уклон верхней части лишь 25-30 градусов.

Разновидности стропил для крыши

При строительстве любой кровли находят свое применение стропила всего лишь двух видов – наслонные и висячие. Висячие стропила имеют две точки опоры, которые находятся у основания, к примеру, опора на несущие стены здания, наслонные помимо этого могут опираться на столбчатые опоры, либо внутренние стены.

Материал для изготовления стропил

Дерево и металл – вот основной материал, из которого чаще всего изготавливаются стропила.

При возведении кровельных перекрытий жилых домов, хозяйственных построек применяются деревянные стропила, реже металлические. Металлические (железобетонные) стропила в основном используются при строительстве кровель с большими пролетами и нагрузками на кровлю, в основном для перекрытия производственных зданий. Цена данных стропильных конструкций довольно высока, так все ее элементы выполняются из металла, в основном используется швеллер.

Стропила из дерева

В свою очередь деревянные стропила подразделяются на три вида:

  1. Самым популярным и широко использованным видом стропил являются конструкции выполнены из обрезной доски, обычно это доска сечением 150х50 мм или 200х50 мм. Популярности данный вид стропил приобрел благодаря своей дешевизны и простоты изготовления.
  2. Стропила для крыши, изготовленные из бревен. В качестве исходного материала используют стволы деревьев диаметром 10-20 см, зачищенные и обработанные.
  3. Стропила, сделанные из клееного бруса. Клееные стропила производятся из брусков древесины и досок, склеенных при помощи специальным составом. Такие стропила более удобны в работе, брус имеет в сечение квадрат или прямоугольник. Вследствие чего, он легко укладывается на обрешетку, к тому же упрощается их крепление к мауэрлату, а также процесс наращивания. Данный вид стропил намного прочнее обычных деревянных.

Расчет стропил крыши

До того как начать расчет стропил крыши, необходимо четко осознавать какие типы нагрузок и с какой силой они будут действовать в течение всего года на кровлю нашего дома.

Факторы, которые влияют на кровлю, принято классифицировать в зависимости от интенсивности:

  1. Постоянные нагрузки. Данная категория объединяет нагрузки, постоянно воздействующие на конструкцию строения. К ним относятся как вес самой кровли, так и гидроизоляция, тепло и пароизоляция, обрешетка, а также другие конструкционные элементы двускатных или мансардных крыш, создающих постоянное значение веса.
  2. Нагрузки переменного типа. Данный тип объединяет все типы климатического воздействия, в том числе осадки, потоки ветра и пр.
  3. Нагрузки особого типа. В данной группе учитываются климатические воздействия, обладающие высокой силой. Данную характеристику требуется принимать во внимание в сейсмически активных зонах и в зонах, в которых возможны проявления штормовых ветров или ураганов.

Постоянные нагрузки

Размер стропил для крыши нужно начинать рассчитывать с общего веса «пирога» кровли. Чтобы получить конечное значение требуется вычислять вес квадратного метра каждого из используемых материалов. В большинстве случаев кровля будет состоять из следующих компонентов:

  • внутренняя отделка (в случаи устройства мансардной кровли, учитывается материал отделки и элементы креплений);
  • стропила (вес стандартного стропила размером 150х50 мм, в дальнейшем этот параметр может корректироваться);
  • утеплитель;
  • гидро-ветроизоляция (учитывается вес пленок и мембран);
  • обрешетка, смонтированная из досок малой толщины (чаще всего 25 мм).
  • контобрешетка (зачастую брусок 30х50, 40х50 или 50х50 мм);
  • покрытие кровли (вес квадратного метра кровли можно найти на сайте производителя).

При переходе к сложению всех рассчитанных данных, рекомендуется добавлять к полученному результату еще 10%, то есть умножать конечный результат на постоянный коэффициент 1,1. Такой подход позволяет оставлять запас по прочности для кровли.

Снеговые нагрузки

Учитывать снеговые нагрузки необходимо обязательно, поскольку во многих регионах возможно длительное влияние осадков в виде снега. Чтобы предостеречь владельцев от перелома крыши под массой снега, требуется заранее рассчитывать возможную нагрузку.

Чтобы повысить удобство расчетов, была выведена формула, для подставления коэффициентов из строительных норм и правил. Формула имеет следующий вид:

где F – это значение полной снеговой нагрузки, P – нагрузка, приходящаяся на квадратный метр, k – корректирующий коэффициент, зависящий от наклона ската крыши.

Вес снега на 1 квадратном метре крыши необходимо определять непосредственно на месте возведения сооружения. Каждый регион имеет среднее значение интенсивности осадков, данные можно узнать со строительных норм СНиП 2.01.07-85*.

Ветровые нагрузки

Данный тип нагрузок имеет очень высокий уровень критичности, потому что она может влиять на кровлю интенсивными ветрами, вне зависимости от угла крыши. Даже маленький угол наклона делает возможной ситуацию со срывом крыши под воздействием аэродинамических нагрузок. Слишком большой уклон способен привести к тому, что вся крыша будет испытывать на поверхности сильное ветровое давление.

Для расчета влияния силы ветра на крышу также существует специальная формула, в которой существует зависимость от поправочных коэффициентов:

где V – ветровая нагрузка, R- показатель, выбираемый исходя из регионального положения дома, k – корректировочный коэффициент, который зависит от высоты сооружения.

После суммирования всех нагрузок, получиться общая нагрузка на 1 квадратный метр крыши.

Расстояние между стропил

Шаг стропил — это расстояние между стропильных ног. Среднее значение данного параметра при частном строительство, обычно составляет один метр, однако точная цифра выбирается исходя из полного расчета несущих способностей выбранной системы кровли.

Чтобы самостоятельно вычислить расстояния между стропил, необходимо следовать следующему алгоритму:

  • Нужно определиться будет ли утеплено междустропильное пространство. Если да, то шаг стропил будет равен ширине утеплителя за вычетом 2 см. Если нет, то шаг принимается произвольный в пределах 1 метра.
  • Исходя из конструктивной схемы стропильной системы, определяем длину стропилы.
  • Далее воспользуемся программой «Расчет деревянных балок» и подставим в нее данные: суммарную нагрузку, шаг и размер поперечного сечения (исходное значение 150х50 мм). Смотрим на результаты, если в программе указано, что данного сечения недостаточно, то изменяем высоту балки (ширина незначительно влияет на результат), например до 200х50 мм. Также можно изменять расстояние между стропил, если нет утеплителя или используется рулонный материал.

На первый взгляд расчет стропил крыши кажется сложным и не понятным, но потратив всего несколько часов можно во всем разобраться, тем самым точно подобрать нужный размер стропильных ног.

Размеры стропил

Минимальный размер стропила для крыши дома должен быть 50х150 мм (40х150 мм), обычно применяют стропила 50х200 мм. При больших пролетах кровли могут использоваться стропила 50х250 мм или же сдвоенные, то есть две доски соединяются вместе с помощью гвоздей. Также возможен вариант использования брусков с размерами 100х150 мм. Чтобы точно знать какой размер стропил нужно выполнить расчет. Для этого собирается вся нагрузка (см. выше), которая воздействует на стропило и вычисляется нужное сечение.

Если же делать расчет нет желания, то можно воспользоваться табличными значениями, по крайней мере это лучше, чем принимать размеры наугад.

Задавшись шагом стропил и зная длину можно определить размер сечения стропилы. Данный вариант является не точным и желательно его подтвердить расчетом!

Какая толщина утепления?

Минимальная толщина утепления в регионе Москва — Подмосковье 200 мм, для утепления по скатам необходимо использовать базальтовый утеплитель минимальной плотностью 25 кг/м3. Использование обычного утеплителя может привести со временем к его оседанию.

Что лучше, потратить больше денег на утеплитель, а потом меньше платить за расход энергии, или лучше сэкономить деньги на утеплителе, чтобы потом выплачивать их «в рассрочку?

К примеру, Вы утеплили кровлю в Подмосковье, положив слой утеплителя толщиной всего 15 см, вместо положенных 20 см. Когда зимой температура опустится ниже 20˚, будьте готовы к тому, что с отделки мансарды будут капать капли воды образовавшегося конденсата.

Нужно ли Вам это?

Внимание

Расчет толщины теплоизоляции чердачного и мансардного помещения

Расчет толщины теплоизоляционного слоя производится по СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника».

Требуемую толщину утеплителя крыши можно вычислить по формуле:

δут = (R — 0,16 — δ1/λ1- δ2/λ2 — δi/λi)×λут

  • δут — толщина утеплителя, м
  • δi — расчетная толщина слоя конструкции (утеплителя, обшивки мансарды, кровли и т. д), (м);
  • λi – коэффициент теплопроводности материала конструктивного слоя, (Вт/м×°С), (см. таблицы)
  • R — нормируемое для данного региона строительства тепловое сопротивление строительной конструкции (стены, покрытия либо перекрытия), (м²×°С/Вт); (см. карту)
  • λут — коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала, Вт/(м · °С). λА или λБ принимается к расчету в зависимости от города строительства

Коэффициент теплопроводности материала (λ) способен показать, какое количество тепла (в Вт) проходит через один квадратный метр теплоизоляционного материала толщиной один метр за один час при разнице температур по разные стороны слоя в 1К. Зная коэффициент теплопроводности утеплителя, можно оценить, насколько хорошо (а лучше плохо) элементы конструкции (крыша, стены, окна и т.д.) проводят тепло. Чем ниже у соответствующего материала коэффициент теплопроводности, тем хуже он проводит тепло, а значит, тем лучше его сохраняет.
Важно понимать, что коэффициент теплопроводности является технической характеристикой материала, которая не зависит от толщины слоя. Как правило, коэффициент теплопроводности указывается фирмой-изготовителем материала.

Расчет очень прост, например, нужно рассчитать толщину утеплителя в скате мансардной крыши. Мансарда обычно подшивается изнутри деревянной вагонкой, затем идет слой пароизоляции и базальтовая вата, как утеплитель. Просто поставляем в формулу толщины слоев каждого материала, их коэффициент теплопроводности, считаем и получаем требуемую толщину утепления.

В принципе, таких расчетов достаточно, чтобы знать какую толщину утеплителя предстоит сделать. К тому же теплоизоляция выпускается фиксированной толщины (5, 10, 15, 20 см), поэтому небольшие погрешности в большую сторону не так критичны.

Если у вас возникли трудности с арифметическими вычислениями, то разработаны программы для корректного вычисления. Можно их скачать:

Теремок. Теплотехнический расчет (RAR 1,6 МB)

Тепло. Теплотехнический расчет (RAR 1,3 МB)

Имейте ввиду, что теплорасчет по СНиП II-3-79 делается для самой холодной пятидневки, т.е. утеплитель рассчитывается на работу в самых жестких условиях, которые будут продолжаться всего пять дней в году и не факт, что в именно этом году. Остальное время его эффективность используется на 30–50%. Увеличивать нормируемое тепловое сопротивление или нет, решать вам.

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о