Мансардная крыша — устройство и конструкция

Здания и сооружения представляют собой архитектурно-конструктивные элементы, которые взаимосвязаны друг с другом. По функциональному назначению они делятся на:

Производственные здания

Основные несущие конструктивные элементы многоэтажных производственных зданий аналогичны элементам общественных зданий и выполняют те же функции.

Конструктивные элементы одноэтажных производственных зданий, как по своим формам, так и по функциональным особенностям значительно отличаются от применяемых в жилых и общественных зданиях. Такие здания возводят, как правило, каркасными с навесными стеновыми панелями из легких бетонов или других материалов. Железобетонные панели стен прикрепляют непосредственно к колоннам каркаса; легкие металлические или асбестоцементные панели крепят к стальным ригелям или другим элементам каркаса стен, прикрепленного к колоннам.

Одноэтажные каркасные здания бывают многопролетные с пролетами одинаковой (рис.8) или разной ширины и высоты или однопролетные. Покрытия делают плоские (рис.8, а) или скатные (рис.8, б), с бесфонарными или фонарными надстройками.

Рис.8. Схемы каркасов одноэтажных промышленных зданийа — с плоской кровлей; б — со скатной кровлей и фонарями; 1 — фундаментальные балки; 2 — фундаменты; З — колонны крайнего ряда; 4 — колонны среднего ряда; 5 — подкрановые балки; 6 — балки покрытия; 7 — панели покрытия; 8 — воронка водостока; 9 — утеплитель и кровля; 10 — парапет; 11 — панели стены; 12 — оконные переплеты; 13 — пол;14 — фонарь; 15 — стропильные фермы.

Основные элементы каркаса: колонны З и 4, балки 6 покрытий или стропильные фермы 15, которые образуют плоские поперечные рамы. Рамы устанавливают на расстоянии 6 или 12 м друг от друга. Эти элементы каркаса бывают стальными и железобетонными. На рамы опирают продольные элементы каркаса: подкрановые балки 5, по которым прокладывают пути для мостовых кранов, ригеля стенового каркаса (фахверка), используемого для крепления оконных переплетов 12 и стеновых ограждающих панелей в случае вертикальной разрезки их; железобетонные панели покрытий 7 или стальные прогоны кровли, по которым укладывают листы профилированной стали или панели из асбестоцементных листов и других материалов; фонари 14, назначение которых — обеспечить естественную аэрацию и освещение зданий,

Фундамент.

Фундаменты — подземные части здания, воспринимающие всю нагрузку от здания и внешних сил (ветер, снег и т. д.), передающие и распределяющие давление на грунт.

Нагрузка от здания воспринимается основанием — массивом грунта, расположенного под фундаментом. Основания могут быть естественными и искусственными, т. е. с укреплением грунтов.

По материалу, из которого их изготовляют, различают фундаменты бутовые, бутобетонные, бетонные или железобетонные; по конструктивным типам — ленточные, столбчатые, сплошные и свайные.

Верхняя плоскость фундамента, на которую опираются стены или опоры, называется поверхностью (обрезом) фундамента; нижняя плоскость, соприкасающаяся с основанием,- подошвой фундамента. Расстояние от низшего уровня поверхности земли до подошвы называют глубиной заложения фундамента. Оно должно быть не менее 0,5 м, считая от уровня природного грунта.

Наиболее распространены сборные ленточные бетонные и железобетонные фундаменты из крупных фундаментных железобетонных блоков, устраиваемые под стены зданий. Железобетонные блоки (подушка) укладывают на утрамбованную песчаную подготовку. На них возводят вертикальную стенку из блоков.

Столбчатые фундаменты устраивают под несущие стены при небольших нагрузках на них.

Сплошные фундаменты из монолитных железобетонных ребристых или безбалочных плит устраивают под всей площадью здания, когда грунты основания слабые, а нагрузка на фундамент значительна.

Свайные фундаменты делят на сваи-стойки, которые проходят слабый грунт до опоры на прочный грунт, и висячие сваи, которые частично опираются на грунт. Сваи делают из дерева, железобетона, бетона, стали или комбинированными.

По обрезу фундамента устраивают изоляционные слои, часто из двух слоев рубероида, склеенных битумной мастикой, для преграждения доступа влаги к стенам. Гидроизоляционный слой укладывают выше уровня отметки тротуара на 150-250 мм. Стены и полы подвалов также изолируют от поверхностных вод.

Стены.

Стены — вертикальные конструкции, выполняющие ограждающую, а иногда и несущую функцию, поэтому их делят на несущие, самонесущие и ненесущие (навесные).

По своему расположению и назначению подразделяются на два вида. Наружные стены ограждают и защищают помещение от воздействий внешней среды. Внутренние разделяют помещения между собой. По степени приходящейся на них нагрузки стены бывают несущими, самонесущими и ненесущими. На несущие стены (6, 7) приходится нагрузка не только от собственного веса, но и от веса прочих конструкций (крыш, перекрытий и т. п.). Самонесущими называют стены, которые передают фундаменту нагрузки не только от собственного веса, но еще и от ветра; на них не опираются перекрытия и прочие конструкции здания. Стоны, ограждающие помещения здания от внешнего пространства и передающие свой собственный вес в пределах каждого этажа на прочие несущие конструкции, называют ненесущими.

Читайте также:  14 идей по дизайну интерьера мансарды + фото

Стены — каменной кладки, монолитные или из сборных крупноразмерных элементов. Каменную кладку выполняют из кирпича, легких бетонных блоков или естественных камней (известняк, песчаник, туф, ракушечник и др.), которые укладывают горизонтальными рядами на растворе с перевязкой (смещением) вертикальных швов. Швы заполняют известковыми, цементными и смешанными растворами. Стандартные размеры керамического одинарного кирпича 250 Х 120 Х 65 мм. Длинные боковые поверхности кирпича называют ложками, короткие — тычками, отсюда соответственно и ряды кирпичей называют ложковыми и тычковыми. Стены кладут в 1; 1,5; 2; 2,5 и 3 кирпича.

Кладка бывает сплошной (из однородного материала) и облегченной (из двух материалов). Распространены двухрядная (цепная) система кладки (один тычковый, один ложковый ряды) и шестирядная (ложковая). Для сплошной кладки используют пористые и пустотелые кирпичи, пустотелые бетонные блоки. При облегченной кладке с наружной или внутренней стороны стены или в качестве заполнения внутри стены применяют эффективные в теплотехническом отношении материалы (утеплители).

Рис. 2. Конструктивные схемы бескаркасных зданий с несущими стенами:

а — продольными, б – поперечными

Рис. 3. Конструктивная схема крупноблочного здания с поперечными и продольными несущими стенами:

1 — угловой блок, 2 — простеночный, 3 — подоконный, 4 — перемычечный, 5 — блок внутренней стены, 6 — панели перекрытия

Рис. 4. Конструктивная схема крупнопанельного дома с несущими стенами-перегородками:

1 — наружные стеновые панели, 2 — санитарно-технические кабины, 3 — несущие перегородки, 4 — внутренние несущие поперечные стены (перегородки), 5 — панели перекрытия, 6 — цокольные панели, 7 — блоки фундаментов

Что нужно знать об элементах безопасности кровли?

Конечно, если говорить про устройство крыши, то необходимо упомянуть и про элементы безопасности кровли.

В первую очередь сюда принято относить:

  • лестницы;
  • ограждения;
  • снегозадержатели;
  • переходные мостики.

Начать стоит со снегозадержателей – по мнению многих специалистов, именно они являются наиболее важным элементом безопасности. Их назначение – исключить возможность незапланированного схода наледи и снега с крыши. Особенно актуальна эта проблема для нашей страны, большая часть регионов которой расположена в довольно сложных климатических поясах. Обильные снегопады, значительные суточные перепады температур приводят зачастую к весьма неприятным последствиям.

За несколько сильных снегопадов, чередующихся с теплыми, солнечными днями и холодными ночами, на крыше может образоваться смесь из снега и льда весом в несколько тонн. Нередко под своим весом эта масса соскальзывает с кровли, особенно если в качестве основного покрытия используется ондулин, рубероид без присыпки, профлист или металлочерепица.

Снежно-ледяная глыба может разбить автомобиль, а при падении на человека в лучшем случае его ждут переломы. Снегозадержатели, изготовленные в форме сетки, планок или трубок, не позволяют снегу сходить с кровли.

Ограждения необходимы, чтобы обеспечить безопасность человека, поднявшегося на крышу. Если владельцу дома нужно удалить снег, поправить антенну или выполнить другую работу, всегда остается риск, что он упадет – из-за головокружения или порыва ветра. Но ограждение позволяет практически полностью исключить подобную опасность.

Чтобы легко перемещаться по крыше, поднявшись на нее по приставной лестнице, нанося минимальное повреждение мягкой кровле, устанавливаются специальные лестницы. Они позволяют легко подняться на конек, в то же время распределяя нагрузку от тела человека по значительной площади, предотвращая повреждение кровельного материала.

Наконец, переходные мостики. Они представляют из себя профиль с зубчиками, изготовленный из листового металла. Особая форма позволяет исключить возможность забивания мостиков снегом. Установленные вдоль крыши, они дают возможность легко добраться до нужного места, не только распределяя нагрузку по всей своей площади, но и снижая риск соскальзывания.

Как видите, обычная кровля имеет значительно более сложную схему, чем может показаться на первый взгляд. Но все-таки, изучив различные элементы, их расположение и назначение, каждый читатель сможет легко разобраться с ее устройством. Это значительно упростит ремонт, а при необходимости и проектирование новой крыши.

Стропильная система мансардной крыши. Чертежи классического варианта

Когда возникает вопрос, как сделать мансардную крышу дома своими руками, следует выбирать наиболее простой в исполнении и практичный для дальнейшей эксплуатации вариант. Поэтому для частных домов отдается предпочтение ломаным крышам.

Данная конструкция позволяет не только создать значительное по площади мансардное помещение, но и благодаря свесам, которые опускаются довольно низко, защитить верхнюю часть стен здания и фундамент от атмосферных осадков. К тому же это хорошее решение для создания оригинального экстерьера частного дома.

Угол наклона ломаной крыши зависит от региона, климатических условий и выбора кровельного материала. Классическая ломаная мансардная крыша, чертеж которой наглядно это отображает, имеет соотношение наклона верхних скатов к плоскости пола в 30 град., а нижних – 60 град. Угол наклона боковых поверхностей может колебаться от 45 до 80 град.

Стропильная система мансардной крыши. Чертежи классического варианта
  • Классическая схема устройства стропильной системы мансардной крыши
Читайте также:  Проекты одноэтажных и двухэтажных домов с мансардой

Полезный совет! Для регионов, где характерны сильные ветра, лучше устраивать пологие крыши. Потому как, чем больше скат, тем большую парусность он создает.

Взяв за основу эти данные, параметры дома, и то, что высота потолка в мансардном помещении не должна быть меньше, чем 2 м, можно выполнить расчет всех параметров. В классическом варианте можно не учитывать нагрузку на боковые поверхности от осадков, поскольку они будут удерживаться в верхней части крыши.

Расчет мансардной крыши

На специализированных сайтах можно найти чертеж ломаной мансардной крыши своими руками для небольшого дома. Его можно взять за основу для выполнения будущих расчетов, куда входит расчет мансардного помещения, нагрузок, элементов стропильной конструкции и количество строительных материалов.

Стропильная система мансардной крыши. Чертежи классического варианта

Для расчета мансардной крыши можно воспользоваться многолетним опытом специалистов, которые неоднократно возводили классическую ломаную крышу и могут подсказать, какой материал необходимо использовать. Именно от этого зависят многие параметры стропильного каркаса. Расчет необходимого количества пиломатериалов для создания стропильной системы сводится к определению высоты и ширины пролетов, и соответственно количеству деревянных брусков, которое умножается на их высоты.

  • Точное планирование и расчет схемы строительства — залог надежности и долговечности как самой крыши, так и всего здания

От ширины утеплителя зависит шаг между стропилами, который должен быть на 3 см меньше ширины теплоизоляционного материала, чтобы снизить количество отходов и упростить его монтаж. Доски для стропильных ног также подбираются с учетом толщины утеплительного материала. В случае использования базальтовой ваты, толщиной 200-250 мм и создания требуемого вентиляционного зазора в 20-30 мм, минимальная ширина доски составляет 230 мм. Толщина стропил должна быть более 50 мм.

Для балок и стоек следует выбирать брус с параметрами 100×100 мм, что позволит создать прочную и надежную конструкцию даже для зон, находящихся в сложных погодных условиях.

Для расчета количества изоляционных и кровельных материалов используются математические формулы определения площадей геометрических фигур, из которых формируется определенный тип мансардной кровли.

Стропильная система мансардной крыши. Чертежи классического варианта

Сегодня в сети Интернет можно выполнить онлайн-расчет мансардной крыши. Для начала указывается тип мансардной крыши, схема стропильной системы, утеплительный и кровельный материал и вводятся запрашиваемые геометрические параметры. Для получения более точного результата следует воспользоваться услугами специалиста, который не только выполнит расчет всех нагрузок и размеров строительных элементов, но и подскажет какой материал лучше выбрать.

  • Для расчета мансардной крыши и количества необходимых материалов можно воспользоваться онлайн-калькулятором в сети Интернет

Лестница

Необходимым конструктивным элементом сооружения с двумя и более этажами является лестница. Лестничная система должна быть удобной, красивой и безопасной, поэтому проектируется по установленным нормам.

Лестницы бывают маршевыми и винтовыми, угловыми, с двумя П-образными площадками, одно- и многомаршевыми. Разработка несущей конструкции из древесины выполняется с учетом площади и планировки дома.

Согласно строительным нормативам размеры ступеней должны быть 300х150 мм (ширина и высота), что соответствует среднему шагу человека. Стандартная ширина лестничного марша составляет 0,9-1,2 метра. Ступени крепятся к опорным балкам, которые бывают косоурными, столбчатыми и в виде тетивы. Для безопасности передвижения следует установить перила, состоящие из поручней и балясин. Первые монтируются сверху, вторые – вертикально и выполняют роль ограждения всей лестницы.

Элементы будущего здания

Основные элементы конструкции каркасного дома

Так как строительство каркасного дома происходит постепенно, и новый этап строительства начинается после завершения предыдущего этапа, важно знать, какие элементы конструкции дома вообще существуют. Итак, дом состоит из:

  1. Фундамента. Возведение фундамента – это важнейший этап строительства. Это основа дома, от которой во многом зависит долговременность эксплуатации здания.
  2. Обвязки и стен. Нижняя обвязка фиксирует стены на фундамент, а верхняя соединяет все 4 стены в одну конструкцию. Стены состоят из определенных слоев, которые мы рассматривали выше.
  3. Пол. Он может быть выполнен в виде цементной стяжки по бетону или быть деревянным, основой которого составляют лаги.
  4. Кровля. Он вида кровли зависит и внешний вид здания, и его качество, особенно если под кровлей будет располагаться жилая мансарда или отапливаемый чердак. Кровля также состоит из нескольких слоев, среди которых утеплитель, пароизоляция, гидроизоляция, обрешетка и кровельный материал. Если используется гибкая черепица, кровля обязательно включает листы ОСБ, на которую и укладывается материал.
  5. Внешняя и внутренняя отделка не является элементом конструкции дома, но является завершающим этапом в формировании здания.

Каждый элемент здания строится поочередно в соответствии с технологией каркасного строительства. О том, как сделать пол в каркасном доме, читайте тут.

Заключение

Рисунок 12. Каркасный дом внутри

Чтобы обеспечить высокую надежность строения, важно собирать каркасный дом поэтапно, четко соблюдая все нюансы технологии монтажа. Не стоит экономить на соединительных крепежных элементах или пренебрегать устройством конструкций для пространственной жесткости (распоры, укосы). При покупке стройматериалов нужно следовать рекомендациям проекта. Нельзя уменьшать сечение бруса или выбирать более тонкие балки для обвязки. Также недопустима самостоятельная замена OSB на ДВП, сухого бруса на влажный и т.д.

При соблюдении всех требований каркасный дом гарантировано прослужит не менее 40-50 лет, не утратив своих эксплуатационных характеристик.

Составляем проект

Согласно ФЗ застройщик обязан руководствоваться проектом, созданным профессиональными организациями по проектированию. Составленная документация также должна быть согласована уполномоченными должностными лицами различных служб, где могут быть внесены изменения и/или дополнения.

По факту местные власти требуют лишь наличия эскизного проекта, включающего схему генплана, планы, разрез, фасады и основные технико-экономические показатели. Стоит такой проект не более 10000 рублей, и заказать его можно уже по факту после возведения перед сдачей в эксплуатацию.

Тем не менее, для вашего удобства и экономии на переделках мы рекомендуем подобрать подходящий типовой проект или составлять индивидуальный с учетом личных предпочтений и пожеланий. В том и в другом случае необходимо сделать разметку всех коммуникаций и внести в план инженерные системы.

Пример типового эскизного проекта

Обращаем ваше внимание на то, что типовые проекты традиционно стоят дешевле, а индивидуальные позволяют реализовать собственные задумки. Индивидуальные чертежи из проектной документации составляются с учетом привязки к рельефу и другим особенностям участка – только такая щепетильность может гарантировать долговечную эксплуатацию жилища без проблем и капитального ремонта

Схема и особенности устройства двускатной крыши

Двускатной называется крыша, образованная пересечением двух прямоугольных скатов под определённым углом. Такое устройство является самым надёжным и простым, поэтому смонтировать двускатную кровлю самостоятельно может даже человек со средними навыками плотницких работ.

Основанием крыши является стропильная система, выполняющая роль опоры для кровельного пирога и финишного покрытия. От её прочности и надёжности зависит срок эксплуатация кровли и комфортность проживания в доме. Стропильная система, подвергающаяся регулярным ветровым и снеговым нагрузкам, должна быть надёжно закреплена на корпусе здания. Эта задача решается при помощи мауэрлата, который прочно фиксируется к верхней плоскости стен дома. Таким образом создаётся практически монолитная система, надёжно защищающая внутреннее пространство дома от любых проявлений внешней среды.

Конструкция стропильной системы двускатной крыши

Крыша с двумя противоположными скатами — самая распространённая конструкция из применяемых в индивидуальном жилищном строительстве. Линия пересечения образует конёк, а боковые проёмы крайних стропильных ног служат для устройства фронтонов — вертикально расположенных стенок, создающих замкнутое подкровельное пространство. Для получения прочной и долговечной конструкции применяется множество подпорных и укрепляющих элементов, придающих дополнительную жёсткость всему сооружению. В основе двускатной конструкции лежит треугольник — наиболее жёсткая геометрическая фигура. Стропильная система состоит из следующих основных элементов:

  1. Мауэрлат — это деревянный брус, выполняющий роль связующего элемента между коробкой дома и его стропильной системой. К стенам он крепится резьбовыми шпильками, анкерными винтами или проволочными жгутами. Размер поперечного сечения бруса составляет от 100х100 до 150х150 мм и зависит от размера здания, его этажности и формы крыши.
  2. Стропильная нога — деревянный брус размером 50х150 или 100х150 мм, соединяющийся в верхней точке крыши с коньком и опирающийся противоположным концом на мауэрлат. Стропила — основной несущий элемент кровельной системы, воспринимающий все виды внешних нагрузок: ветра, снега, дождя и собственного веса конструкции.

  3. Лежень — брус из древесины, укладываемый горизонтально с опорой на внутреннюю несущую стену. Размер лежня, как правило, равен размеру мауэрлата. Является опорой для кровельных стоек.
  4. Затяжка — элемент, применяемый в висячих стропильных системах. Его назначение — компенсация растягивающих усилий, возникающих на нижних концах стропильных ног.
  5. Стойки — брусья квадратного сечения, передающие часть нагрузки от стропил на лежни.
  6. Подкосы — элементы конструкции, передающие часть нагрузки от стропильных ног на затяжку. Таким образом формируется ферма, обладающая повышенными прочностными характеристиками.
  7. Контробрешётка — деревянные бруски размером от 25х50 до 50х50 мм, набиваемые на верхнее ребро стропил. Назначение контробрешётки — образование вентиляционного зазора между обрешёткой и гидроизолирующей плёнкой. Этот элемент обязателен при устройстве кровельного пирога на мансарде.
  8. Обрешётка — опорное основание для установки финишного покрытия кровли. Обрешётка бывает сплошной или разреженной и может быть выполнена из доски толщиной 25 мм, водостойкой фанеры, листов ОСП и других подобных материалов. Выбор конструкции обрешётки зависит от характеристик финишного покрытия.
  9. Конёк — горизонтально расположенная балка, по которой происходит пересечение противоположных скатов.
  10. Свес кровли — является продолжением стропил на расстояние до 40 см от стен здания. Защищает стены от намокания, а также служит для размещения софитов, являющихся составной частью системы вентиляции подкровельного пространства. При недостаточной длине стропила свес формируется дополнительными деталями для их удлинения — кобылками.