Двухскатная крыша для частного дома своими руками

Крыша во многом определяет комфортабельность и долговечность всего строения, защищая его сверху от внешних воздействий. Двухскатная крыша для дома своими руками – это один из самых популярных вариантов конструкций, который обеспечивает достаточную надежность.

Разновидности стропил и их конструкция

По конструкции различаются 2 основных вида стропильных систем:

  1. Наслонная (настильная) система. В ней стропила внизу опираются непосредственно на мауэрлат. В постройках шириной более 4 м под верхнее соединение устанавливается стойка, а при ширине более 6 м применяются дополнительные укрепляющие элементы (подкосы и ригель). Особенностью наслонной конструкции является то, что стойка опирается на лежень, установленный непосредственно на перекрытие.
  2. Висячий тип. В случае устройства крыши с висячими стропилами, каждая ферма выполняется в форме жесткого треугольника, т.к. нижние концы стропил соединяются затяжкой. Для усиления применяются также ригели. Ферма собирается отдельно, а затем закрепляется на мауэрлате. При повышенной ширине дома стойки фермы также опираются на брус затяжки, без установки леженя.
Разновидности стропил и их конструкция

Стропильные системы, помимо стандартного варианта с центральной стойкой, могут иметь и другие конструкции:

  1. W-образная. В ферме вместо вертикально стойки устанавливаются стропильные ноги, образующие треугольник с вершиной в месте соединения стропил. От основания этого треугольника от затяжки в обе стороны монтируются откосы до стропил. В итоге формируется опора в виде буквы W.
  2. М-образная. Помимо центральной стойки устанавливаются еще 2 дополнительные стоки по центру стропил. При этом низ центральной стойки соединяется подкосами с верхом обоих дополнительных стоек.
  3. Е-образная. Формируется стропильная нога, состоящая из центральной стойки и двух подкосок, соединяющих оба стропила с точкой крепления стойки на затяжке.

При формировании мансарды иногда используется особая конструкция стропильной системы. В ней предусмотрены 2 стойки, поддерживающие оба стропила. Места соединения стоек со стропилами соединяются ригелем. Такая конструкция выполняется в висячем варианте, т.е. с затяжкой.

Разновидности стропил и их конструкция

Выбор утеплителя

Утепление пеностеклом

В качестве теплоизоляции применяют минеральную вату или пеностекло и пенополистирол. Вспененные материалы не впитывают влагу, как вата, поэтому прослужат дольше. Экструдированный полистирол обладает способностью поглощать звук и станет хорошей звукоизоляцией. Вспененное стекло не горит, морозоустойчиво, не гниет, не пропускает влагу. Минеральная вата доступна по цене, она имеет достаточную толщину для утепления, удобна в монтаже. Упругая базальтовая вата не горит, удобно помещается между стропилами, характеризуется высокой прочностью.

Утепление базальтовой ватой

Необходимые материалы:

  • брус толщиной 150×150 мм для балок, 100×150 мм – для мауэрлата, 150×150 мм – для стоек;
  • доска 50×150 мм;
  • необрезная доска;
  • крепежные детали: гвозди, саморезы, уголки, скобы;
  • рейки для обрешетки;
  • утеплитель;
  • рулонная гидроизоляция;
  • пароизоляционные мембраны;
  • кровельный материал.

В статье не описана конструкция определенного размера. Сколько материала вам потребуется, можно узнать, воспользовавшись калькулятором для расчета мансардной крыши.

Дизайн интерьера мансардных помещений

До того как проклеить стены обоями и расставить мебель в мансардном этаже следует адекватно оценить состояние этого помещения, а также качество изоляции. Здесь пространство сверху будет суженным из-за формы крыши, зато потолок идет высоким, интерьер отлично подойдет для личного кабинета и дополнительной комнаты для жилья.

Интерьер получится просторным, хотя для устройства жилого помещения лучше еще сделать дополнительную теплоизоляцию для защиты. Еще один момент – дополнительные специальные окна, с которыми интерьер станет красивым и стильным.

Что должно быть:

  1. Единый стиль интерьера;
  2. Одинаковые материалы для отделки;
  3. Цветовая гамма общая;
  4. Проект единый;
  5. Мебель под заказ одинаковая специальная;
Дизайн интерьера мансардных помещений

Чтобы получить функциональное и удобное жилище следует использовать каждый метр квадратный, мебель лучше делать только по месту, которая будет исполнять сразу ряд функций, то есть с превращением стола в тумбочку и так далее.

Даже в тесном условии можно сделать гостиную, рабочую комнату или спальни, а чтобы там не было мертвых зон следует поставить низкую специальную мебель. В такой мертвой зоне можно сделать мебель из ДСП со съемными дверками, мини-гардеробную с стеллажами для одежды и обуви.

Светильники здесь лучше ставить специальные встроенного типа, возле окна ставится обычно рабочий стол, а окна ставятся специальные на фронтоне и крыше. Окна зашторивать обычным тюлем и шторами не получится точно, для этого используются жалюзи или специальные шторы. Цветовая гамма оформления должна быть только светлый, особенно если помещение очень малого размера, это создаст уют, хорошее настроение и увеличит пространство комнаты. Желательно использовать в помещении одни и те же отделочные материалы, где цветовая гамма будет общей, а стиль единым.

Полумансарда и ее особенности

Полумансарда – это изначально жилой этаж, который совмещен с крышей. Полумансарда архитектурно выразительна, имеет свои особенности, а также она может быть использована как полноценное помещение. Наружные торцовые стены имеют высоту не менее полутора метра, также они являются несущими. По сути, боковые стены данного помещения образованы вертикально расположенной строительной конструктивной системой, а также скатом крыши.

Читайте также:  Как выставить первый лист профнастила на крышу?

Преимущества и недостатки полумансарды

Возведение мансардного или полумансардного этажа значительно сэкономит денежные затраты, в отличие от возведения полноценного этажа.

К преимуществам полумансардного этажа можно отнести несколько факторов. Существует возможность применения вертикального, то есть торцового полноценного остекления, без применения мансардных окон, которые являются довольно дорогим удовольствием. Также получается использовать пространство данного этажа более рационально, чем в мансардном этаже.

Типичный дом с полумансардой вместо второго этажа

Главным недостатком мансардных и полумансардных этажей является большая теплопотеря через кровельное покрытие. Но этот изъян легко устранить, проведя тщательную работу по устройству теплоизоляции, соблюдая все этапы и используя качественные и проверенные материалы.

Полумансардный этаж также будет стоить дороже, чем устройство мансардного этажа, но дешевле, чем устройство полноценного этажа.

Стропильная система полумансардной кровли

При проектировании каркасной конструкции необходимо учесть будущий наклон кровли. Архитектурные особенности данного строения позволяют сделать высокую крышу, чтобы гармонировать с общим видом всего задания. Также проектируя крышу важно учесть все нагрузки. Она должна выдержать снег, дождь, ветер. При проектировании крыши очень тщательно разрабатывают будущую стропильную систему.

Данная система будет безраспорной, важно, чтобы стропильная нога производила работу на изгиб, не передавая нагрузку на стены. Одна из опор будет закрепленной, но с возможностью вращения, а вторая опора будет подвижной и свободно вращающейся. Важно помнить об устройстве мауэрлата и монтировке конькового прогона, опирающегося на стойки.

Общий вид стропильной системы полумансарды с изгибом кровли

Монтировать безраспорную конструкцию можно по-разному. Опорным брусом подшивается нижняя часть стропила, в этом брусе делается специальный паз для упора в мауэрлат. А в горизонтальной части стропильной ноги делают запил со скосом для опирания на брус.

Этот скос позволит избежать распора, что даст возможность работать стропилу на изгиб. Закрепление происходит при помощи гвоздей, уголков или скоб. На коньковый прогон укладывают верхние концы стропильных ног, и крепят по принципу скользящей опоры. Этот принцип позволяет конструкции при деформациях и изменениях двигаться в определенных, заданных границах.

Также можно использовать более распространенный вариант. Стропила укладывают друг в друга либо в прогон, связывая их между собой зубчатыми пластинами из металла. Верхние части стропил закрепляют болтом. В боковую часть вбивают по гвоздю под определенным углом.

Более подробная схема полумансардной стропильной системы

Также укрепление делают при помощи металлических пластин или уголков из стали, которые фиксируют стропильную ногу с двух сторон. Не стоит жестко крепить всю конструкцию, иначе вы лишите ее необходимого движения, и из-за этого распорная нагрузка перестанет передаваться на мауэрлат.

Особенности конструкции, и ее прочность

Стропильная конструкция требует скольжения и определенной свободы, иначе вся ее работа будет неверной. Обычно стропильные ноги крепят одним концом принципом скользящей опоры, а вторым на шарнирное соединение. Данный крепеж является самым правильным и эффективным, так как полностью поддерживает всю конструкцию в правильном состоянии, позволяет ей работать верно.

Коньковый прогон необходимо жестко упирать во фронтоны, чтобы предотвратить смещение конструкции из-за неравномерного распределения сил, одних вертикальных стоек для этого будет недостаточно.

Для придания устойчивости всей системе, низ стоек, которые поддерживают прогон, жестко защемляют путем врубки в лежень, а также крепят к перекрытиям. Монтируют также горизонтальную схватку, закрепляя ее гвоздями к стойкам. Данная схватка является предаварийным элементом для всей конструктивной системы и может спасти ситуацию, если нагрузка на кровлю окажется слишком большой и произойдет деформация.

Проектирование и расчет двускатной кровли

Если вы решили самостоятельно построить крышу, требуется выполнить достаточно много расчетов. Для упрощения задачи в интернете есть специальные программы-калькуляторы. При ваших исходных данных они выдадут результат в виде раскладки всех элементов и списка (спецификации) основных строительных материалов.

Чтобы рассчитать крышу самостоятельно, вам понадобится следующая информация:

  • размеры дома — ширина и длина;
  • высота крыши и величина свеса (минимум 40 см);
  • стандартное сечение стропил — 50х150 мм при пролете до 5 м с дополнительными подпорками;
  • при пролете более 5 м, а также шаге от 1 м или малом угле наклона сечение стропил должно быть не менее 50х200 мм;
  • шаг стропил при пологих крышах 60-80 см, среднего уклона 100 см, при крутых — 100-140 см, зависит также от наличия утеплителя;
  • обрешетка из доски 25х100 или 30х100 мм;
  • расстояние между рейками — принимается в зависимости от кровельного материала, например для металлочерепицы это 250 мм (в чистоте);
  • мауэрлат — доска 50х150 мм или брус 150х150 мм;
  • количество листов покрытия — предварительно сделать примерную раскладку с учетом рабочей ширины материала.

Если предполагается укладка гидроизоляции, утеплителя и контробрешетки, их нужно тоже включить в расчеты. Для климатических условий России рекомендуемая толщина теплоизоляции 100-200 мм.

Читайте также:  Как правильно делать четырехскатную крышу?

Далее рисуется схема (чертеж) фасада здания с размерами, план кровли, раскладка элементов стропильной системы. Теперь можно посчитать, сколько и каких пиломатериалов потребуется, а также листов покрытия, утеплителя, паро- и гидроизоляции (нужно учитывать нахлест).

По окончании определяется количество крепежных изделий, накладок, антисептических средств и т.д. Все результаты занесите в таблицу. Покупать материалы рекомендуется с запасом 10-15%. Расчет висячей системы (ферм) лучше заказать у специалистов.

Мансардный план крыши

Система стропил может иметь наклонную или подвесную конструкцию. В подвесных системах стропила располагаются на мауэрлат и хребет. Для распределения нагрузки на стропила установлены нижние и верхние затяжки. Когда длина рамы превышает 4 м, чтобы предотвратить провисание в нижней части конструкции, ножки стропил поддерживаются стойками. Основное преимущество этого дизайна заключается в том, что все его элементы размещены в неиспользуемых областях чердака, что создаёт больше пространства.

Наклонная конструкция применяется в домах, где в середине здания находится несущая перегородка, на которой покоятся строительные опоры. Внутренняя опорная конструкция играет роль мауэрлата, а на ней установлены стойки с горкой. Эта система применяется для больших площадей крыши мансарды частного дома, устройство которой можно увидеть на фотографии. Здесь можно применять кровельные материалы с большим весом, например, сланцы или керамические плитки.

Существуют проекты чердачных кровель частных домов, в которых используются оба варианта стропильных систем. Для свободного места элементы рамы можно перемещать в одну сторону, где они будут применяться в качестве основы для отделки стен, а болт будет подходящим для облицовки потолка. В некоторых стилях балки и стойки могут использоваться как элементы декора.

Для размещения большого свеса карниза крыша мансарды выполнена с запасом за стенками. Здесь нет мауэрлата. Система монтируется с использованием балок. Обязательно установите специальные стойки, разрезанные на балки, и стропила зафиксируйте с помощью надёжного анкерного соединения и проволочных скручиваний.

Основой всей конструкции крыши является мауэрлат, состоящий из квадратного сечения деревянных прутьев, прикреплённых к внешним стенам здания. К этим доскам прикреплены другие элементы скелета крыши мансарды. Основной целью конструкции является восприятие, и даже распределение всей нагрузки от общей системы крыши до опорных стен здания.

Сплавные опоры или стойки балок образуют скелет кровельной конструкции. Для этих элементов должны быть выбраны доски, которые способны выдерживать нагрузку кровельного пирога вместе с внешней крышей. Для поддержки стоек балок или стропил используются прогоны под углом. Вертикальные стойки держат центральную часть стропила, предотвращая их изгиб. Они также создают опору для хребтового луча.

Для обеспечения определенной жёсткости будущей конструкции на длинных стропилах установлен гребневой стержень. Облицовка представляет собой дополнительную конструкцию из дерева, которая прикреплена к системе и является основой для будущей кровли.

Расчет стропильных систем

Стропила, которые состоят из балок, соединенных посредством оси шарниров, и поддерживающихся по концам при помощи неподвижных соединений, называются статическими, т.е. не меняющими свое положение.

Законы Ньютона относится к структуре в целом, а также к каждому узлу. Для того, чтобы любой узел, который может стать объектом внешней нагрузки или силы, оставался статическим в пространстве, нужно рассчитать: суммы всех (горизонтальных и вертикальных) сил, а также всех моментов, действующих по отношению равного нулю узла.

Стропила, которые поддерживаются более чем в двух положениях, называются, статически неопределенными, и применение одних лишь законов Ньютона не является достаточным для определения сил балок.

Для того чтобы провести расчёт стропильной системы с контактными соединенными элементами, которые будут стабильны, она должна состоять из треугольников. В математических терминах, мы имеем следующее необходимое условие стабильности:

m ≥ 2j — r

где m – это общее количество балок стропил, J – общее количество стыков и r это число реакций (по умолчанию равняется 3) в 2-мерной структуры.

Стропильная система двускатной крыши называется статически определимой, потому что (м +3) – это внутренние силы, и обслуживающие реакции могут быть полностью определены равновесным уравнением «2J».

При такой формуле стропильная система мансардной крыши рассчитывается немного по-другому. Нам нужно использовать уже не 2, а 4 в «2J», т.к. по умолчанию, чаще всего используется четырехбалочная система

После расчета обращаем внимание на число, которое образовалось. Нужно, чтобы оно было меньше, чем количество балок, иначе конструкция не выдержит

Кроме того, рассчитывать устройство кровли нужно с уклоном, для этого нужно измерить угол наклона и отнять косинус этого угла от числа, полученного от 2j – r. Соответственно для плоской крыши это не нужно делать.

Предварительно провести расчет Вам поможет чертежная программа, к примеру, AutoCAD, там, проект в формате dwg, сможете предварительно вымерить, узнать нужное количество балок и их длину. В систему встроен калькулятор, который поможет провести вычисления.

Можно отмерять величину и по полу, если Вы уверены в точности конструкции

Читайте также:  3 способа кладки газобетона без армопояса

В таком случае повышенное внимание нужно уделить углам

Рекомендации до начала работы

Прежде чем вы приступите к строительству мансардной кровли, обратите свое внимание на ряд важных мелочей, к числу которых относятся особенности теплоизоляции конструкции, порядок размещения оконных проемов и т.д.

Отдельного внимания заслуживает допустимый угол наклона кровельного ската .Если уклон будет превышать допустимое значение, площадь мансардного помещения существенно уменьшится. Этот момент индивидуален и подбирается с учетом площади мансарды и других важных параметров.

Уклон кровли в процентах

Выберите подходящий тип системы стропил. Стропила, как отмечалось, способствуют равномерному распределению нагрузки на стены. Дополнительно благодаря стропильной системе обеспечивается надежная защита дома от разного рода неблагоприятных атмосферных воздействий.

Как рассчитать стропила на крышу

Простейшим вариантом мансардной кровли является конструкция треугольной формы. Сложнее всего сделать мансардную крышу с изломом. При отсутствии соответствующих навыков настоятельно не рекомендуется браться за самостоятельное обустройство сложных крыш.

Разновидности стропильных систем

На стадии проектирования дома должна быть рассчитана кровельная конструкция. Расчеты, использующие сложные формулы, должны дать значение нагрузки на один метр квадратной стропильной системы. Для жилых домов нормативной нагрузкой является 50 кг/м2.

В соответствии с расчетами выбирается тип стропильной конструкции мансарды. К основным разновидностям следует отнести:

  • висячую стропильную систему;
  • систему стропил ломаной крыши;
  • наслонную систему двухскатной крыши;
  • комбинированную.

Наиболее распространёнными являются комбинированные стропильные системы скатных крыш. Рекомендуется расчет сложных стропильных систем поручить профессиональным проектировщикам.

Для увеличения полезной площади здания, следует выбирать конструкцию многоскатной мансардной крыши.

Устройство двухскатной крови с мансардой

Самой важной в устройстве мансарды — стропильная система, которая как скелет, как каркас, несет на себе тяжесть кровли, придает ей необходимую форму и служит основой для перекрытий. Поэтому она должна быть крепкой, способной выдерживать сильные нагрузки. Дабы не испытывать сомнений по поводу ее надежности, лучше предварительно своими руками или с помощью калькулятора осуществить инженерный расчет для вычисления временных и постоянных нагрузок, которым она будет подвергаться. Каждая стропильная система состоит из следующих элементов:

Устройство двухскатной крови с мансардой
  • Мауэрлат. Основание для кровли, которое крепится заподлицо по верхнему периметру несущих стен. Обычно в качестве него используют брус, сечение которого зависит от массы крыши. Крепят его на металлические шпильки или арматуру, предварительно гидроизолировав с помощью рубероида.
  • Стропила. Доски размером 50х150 мм или 100х150 мм, установленные под углом, верхней частью они сходятся в конек, а нижней упираются в мауэрлат. Стропильные ноги — основной опорный элемент системы, именно они придают треугольную форму крыше, образуя ее скат. Расстояние между ними закладывают в промежутке от 60 до 120 см.
  • Конек. Верхний угол треугольника двухскатной крыши, образуется в месте встречи двух стропильных ног.
  • Ригели, растяжки. Горизонтальные усиливающие элементы, устанавливаемые между стропилами, для того, чтобы погасить распирающую нагрузку. Чем выше располагается этот элемент, тем толще выбирается для него брус.
  • Стойки, бабки. Вертикальные опоры, расположенные под центром стропила или под коньком, на них опирается крыша. Они передают нагрузку с конька на несущие внутренние стены.
  • Подкос. Подстропильные ноги, угловые подпирающие элементы, отводящие нагрузку со стропил на несущую перегородку.
  • Лежень. По сути тот же мауэрлат, только расположенный поверх внутреннего несущего перекрытия, также выполняется из бруса квадратного сечения.
  • Схватка. Горизонтальный брусок, гасящий распирающую нагрузку между вертикальными опорами больших по размеру крыш.
  • Обрешетка. Основание, на которое впоследствии застилается кровельное покрытие. Чаще всего для нее используют необрезную доску или влагостойкие фанерные листы. Двухскатная крыша оснащается сплошной или решетчатой обрешеткой в зависимости от материала кровли.
Устройство двухскатной крови с мансардой

Типы расположения мансард

Мансарда – это то помещение в вашем доме, которое может нести самую разнообразную функциональную нагрузку: от мастерской и кабинета, до спальни и гостиной. Обустройство мансарды вам обойдется гораздо дешевле, чем полноценного второго этажа. Да и технология ее строительства более доступна к исполнению.

Мансарда представляет собой помещение, ограниченное снизу межэтажным перекрытием, а сверху и по бокам скатами крыши.

В зависимости от формы скатов мансарды могут быть:

  • одноуровневые симметричные с двускатной крышей;
  • одноуровневые симметричные с ломанной крышей;
  • одноуровневые несимметричные;
  • двухуровневые ассиметричные.

Специфика мансардной крыши

Крыша мансардного типа испытывает постоянное влияние физических факторов внутри и снаружи помещения. Их действие основано на образовании конденсата вследствие охлаждения тёплого воздуха в помещении. И в этом принципиальное отличие мансардной кровли от других типов крыш. В связи с этим необходимо заранее определить систему паро- и теплоизоляции.

Для теплоизоляции мансарды используют минеральную вату. При этом с внешней стороны утеплитель оснащается системой гидроизоляции. Внутренняя отделка производится с использованием пароизолятора. Также для оптимальной вентиляции помещения между утеплителем и наружной части кровли должно быть оставлено свободное пространство.