Расчет ломаной крыши

Стропильная система ломаной крыши: нюансы расчетов и проектирования + примеры строительства

Популярность ломаных крыш обусловлена экономичностью строительства и возможностью рационально применить чердачное пространство. Именно они используются для организации утепленных и неутепленных мансард. Технология сооружения кровельных конструкций с переменным углом наклона скатов отличается от традиционной двухскатной схемы.

Потому желающим обзавестись мансардным этажом и успешно проявить себя на поприще кровельщика необходимо знать, как устроена стропильная система ломаной крыши и каким образом вычисляются размеры материалов для ее сооружения.

Расчет ломанной стропильной системы

Самый яркий и выразительный представитель класса ломаных крыш – пятиугольная конструкция с явной разницей в углах наклона скатов. Даже не углубляясь в специфику ее сооружения, можно понять, что устроена она из двух водруженных друг на дружку ярусов. В нижнем солидном ярусе располагается мансарда, подарившая второе название ломаным крышам. Менее объемный ярус-верхушка, венчающий нижнюю часть, определяет форму конструкции в районе конька.

Кратко о специфике стропильной конструкции

Стропильный каркас для обеих частей мансардной крыши сооружают по правилам, которые диктует обычная технология строительства скатных крыш. Нижнюю часть каркаса ломаной крыши строят путем установки наслонных стропильных ног. В устройстве верхней части могут использоваться как наслонные, так и висячие стропилины. Низ наслонных стропилин имеет право опираться на мауэрлат или на балки перекрытия. Опорой для верха чаще всего служит деревянная рама, одновременно играющая роль каркаса одной из стенок мансарды. В устройстве верхнего яруса ориентируются в основном на удобство работы для исполнителя.

По традиции угол наклона скатов нижней части ломаной крыши значительно круче, чем верхней. Они-то и создают излом – наглядный показатель применения ломаной технологии в строительстве крыши. Однако крутизна верхней и нижней частей скатов может быть равной, из-за чего ломаная конструкция будет выглядеть, как обычная двускатная. Но стоят ее стандартным для ломаных крыш методом, потому что каркас нижнего яруса обязан обеспечить возможность организации эксплуатируемого пространства. Т.е. стропильная система должна обладать необходимыми элементами с заданной несущей способностью для устройства стен и потолка утепленной или холодной мансарды.

Виды нагрузок и их совокупность

Мудреные формулы, согласно которым производится расчет стропильной системы ломаной крыши проектировщиками строительных предприятий, мы приводить не будем. Строители их знают и без нас. Тем, кто решил соорудить одну-две крыши на загородном участке, столь фундаментальные сведения вовсе не нужны. В интернете предостаточно программ, совершающих за пару секунд сложные математические операции по вычислению сечения стропил, опор и балок. Лучше разберем, какие данные потребуются для ввода в программу, а также какие виды нагрузок на перекрытие, стропила верхнего и нижнего яруса следует учесть.

Саму программу качайте здесь – (для работы нужен только Excel). Дальше мы будем приводить примеры работы конкретно с ней.

Зачем нужны пределы

На каждый элемент стропильной системы ломаной крыши будут действовать различные виды нагрузок. Сумма нагрузок не должна приводить к деформациям и повреждениям, требующим обязательного ремонта. Несущие конструкции по правилам рассчитываются с учетом двух предельных значений, это:

• Предельная прочность – состояние, превышение которого приводит к разрушению строительной конструкции, к потере выносливости или устойчивости.
• Предельная деформация – состояние, превышение которого приводит к недопустимым прогибам, в результате которых не только изменяется геометрия сооружения, но нарушаются узловые сочленения.

По обоим видам указанных предельных состояний проектировщиками производятся вычисления. Самостоятельному кровельщику эти тонкости не слишком нужны. В имеющихся в интернете расчетных программах с заложенными в них формулами уже учтены пределы. Они введены в расчетный алгоритм в виде сигнальных значений типа:

• Нтр. прочность – размер элемента стропильной системы, уменьшение которого приведет к состоянию потери прочности.
• Н тр. прогиб – размер элемента, уменьшение которого повлечет угрожающую деформацию.

Обращаясь к автоматической вычислительной помощи, на подобные значения необходимо обращать пристальное внимание. Это предельный минимум, указывающий на то, что реальные проектные значения должны быть больше.

В списке нагрузок, действующих на кровлю, значатся вес зимних осадков, сила ветра, собственная масса, вес мебели и людей, эксплуатирующих мансарду. Нагрузки могут действовать одновременно, поочередно или в любом сочетании типа снег + мебель + человек; снег + ветер и т.д. Расчеты проводят по максимуму в стремлении предусмотреть вероятность воздействия наибольшей нагрузки.

Как определить вес снегового покрова

Для определения веса снегового покрова особых познаний не нужно. Выполняется оно путем выяснения принадлежности площадки строительства к конкретному «снежному региону». Нашли на карте регион с присвоенной ему цифрой, затем посмотрели в табличке, сколько снега будет давить на горизонтальную поверхность.

Для стропилин верхнего и нижнего яруса ломаной крыши показатели веса снега будут различными. Скаты ломаной крыши в большинстве случаев неравнозначны по углу наклона. У твердых осадков больше возможности задержаться и полежать на близкой к пологой верхушке, чем на крутых скатах нижней части. Следует учесть, что на скатах крутизной до 30º вес снега принимают равным единице среднестатистического значения, принятого в регионе на основании многолетних наблюдений метеослужбы. Считается, что на скатах крутизной 60º и более снег не задерживается совсем, т.е. равен нулю. Значение веса снега в интервале между указанными наклонами находят методом интерполяции. Например, если угол наклона 45º, то табличный показатель следует умножать на коэффициент 0,5, для 50º на 0,33 и т.д.

Как найти ветровую нагрузку

Ветровая нагрузка нужна для расчетов устойчивости стропильной системы. Для ее определения опять же используем карту районирования, но уже составленную по значениям давления ветра. Этот показатель необходим для стропильных ног обоих ярусов крыши, потому что пологую часть порывистый ветер способен сорвать и унести, а крутую банально опрокинуть. Определенные по карте сведения о силе ветра корректируют посредством умножения на коэффициент, разработанный для разных типов местности.

В регионах с высокой ветровой нагрузкой увеличивается частота крепления стропильных ног к стенам, т.е. они крепятся проволочными скрутками чаще, чем через одну. Для устойчивости увеличивается количество ветровых связей – подкосов, опор, досок или реек, прибитых к трем и более стропилинам. Их вес необходимо учитывать при расчете общего веса кровельной конструкции.

Нагрузка от массы кровли

Вес кровли – сборная характеристика с индивидуальными параметрами. По сути, это масса кровельного пирога конкретной утепленной или холодной конструкции с определенным видом покрытия и устроенной специально под покрытие сплошной либо разреженной обрешеткой. Рассчитывается она на метр кровельной площади.

Усредненные значения веса покрытий можно найти по табличке. Нужно учесть, что при использовании рельефных кровельных материалов вес снегового покрова следует увеличить на 10%. К примеру, если производится монтаж шифера или профнастила с крупной волной, следует помнить, что снеговой покров в углублениях может скапливаться и долго лежать.

Вес обрешетки зависит от вида покрытия. Устройство мягкой кровли требует сплошного настила из доски, листов влагостойкой фанеры или плит ОСП. Профилированную жесть, шифер, глиняную черепицу монтируют на установленные с определенным шагом бруски. Вес обрешетки увеличится за счет установки диагональных ветровых связей в регионах с высокой ветровой нагрузкой. Массу утепления и самой стропильной системы с подкосами, опорами, прогонами и прочими элементами также рассчитывают в индивидуальном порядке.

Для предварительных расчетов есть ориентировочные усредненные показатели:

• вес деревянной обрешетки от 10 до 12 кг/м²;
• вес наслонных стропильных ног с прогоном от 5 до 10 кг/м²;
• вес висячих ног стропильной фермы от 10 до 15 кг/м².

Вычисленные с помощью программ показания не слишком сильно должны отличаться от приведенных цифр. Для утепленных мансард список нагрузок следует пополнить весом обшивки. В случае применения утеплителя с коэффициентом теплопроводности мало отличающимся от 0, 04 Вт/м×°С, его массой разрешается пренебречь.

Мы показали, где и как найти значения для ввода в расчетные системы. Все остальные сведения для математического определения сечения стропильных ног, балок, опор вводятся согласно проектным данным. В случае если расчетная система предупреждает о том, что «условие не выполнено» или не обеспечена несущая способность, размеры элементов следует увеличить.

Сооружение ломаной стропильной системы

Перед тем, как приступить к устройству стропильной системы для будущей ломаной крыши, надо сделать проект и произвести расчеты элементов конструкции. Будем считать, что этап проектирования пройден.

Рассмотрим один из типичных примеров сооружения мансарды с двумя ярусами наслонных стропилин, водруженными над кирпичной коробкой. Крепить стропильную систему будем к мауэрлату – деревянной раме из бруса 150×200мм, уложенной заподлицо с внутренним периметром стен. Вдоль наружного края коробки уложен ряд кирпичей, маскирующих мауэрлат и снимающий часть распорной нагрузки. Верхняя плоскость мауэрлата должна быть выше кирпичной обвязки на 2-3 см.

Установка балок перекрытия

Сооружение перекрытия начинаем с установки крайних балок, выносá которых определяют ширину карнизных свесов. Далее по натянутой между крайними балками шнурке устанавливаем промежуточные элементы с шагом, равным расстоянию между стропильными ногами. Для утепленных крыш шаг рекомендовано сделать равным ширине плиты теплоизоляции, чтобы утеплитель плотной сидел в предназначенном для него межстропильном пространстве. Для неутепленных конструкций шаг рассчитывается так, чтобы поместилось цельное количество стропильных ферм с одинаковыми расстояниями между ними.

Размер бруса для сооружения перекрытия 100×200мм. При укладке балок выравниваем их верхнюю плоскость, если не получается выставить в строго горизонт. Выравнивание производим путем подтески мауэрлата или подкладки щепы под балку. После крепления балок к мауэрлату крепим к их торцу короткий брус, так, чтобы они сформировали плоскость для торцовых карнизных свесов. Шаг между короткими балками не имеет значения, может быть 1м или около того.

Строительство стенок мансарды

Отмечаем на устроенном перекрытии линии расположения ряда опор для стропильных ног нижнего яруса. Одновременно с опорной функцией они играют роль каркаса для стенок мансарды.

Действуем следующим образом:

• Устанавливаем угловые опоры, для изготовления которых используем брус 100×150мм длиной на 10см больше, чем чистовая высота мансардного потолка. Выверяем вертикальность опор отвесом, крепить будем только после того, как убедимся в безупречности установки. Для устойчивости фиксируем их положение временными раскосами. По аналогии монтируем опоры посередине фронтонных стенок.
• Угловые опоры соединяем шнуркой, чтобы обозначить место установки промежуточных стоек. Для изготовления промежуточных опор подойдет материал 50×150мм с равной угловым опорам высотой.
• Поверх двух рядов опор укладываем прогоны, изготовленные из доски 50×150мм. Временные распорки более не понадобятся, построенные стенки будущей мансарды устойчивы и без них.
• На прогоны ребром устанавливаем доску, она сформирует потолочное перекрытие мансарды.
• Поверх потолка строящейся мансарды укладываем доску 25×150мм. Ее не нужно устанавливать по оси строения. Лучше проложить параллельно, отступив от оси 20-30см.

Результат приложенных усилий – готовый каркас мансарды и опоры для установки верхнего яруса стропильных ног.

Монтаж стропилин нижнего яруса

Стропилины нижнего яруса ломаной крыши изготавливаются и устанавливаются стандартным наслонным методом:

• Доску 25×150мм необходимой длины прикладываем к торцу сооружаемой конструкции и карандашом по факту отмечаем линии верхнего и нижнего запила. Это шаблон, который можно применять для изготовления всех стропилин нижнего яруса, если отклонений в геометрии стропильной системы нет.
• Если есть сомнения в безупречности предшествующей работы, устанавливаем только крайние ноги и натягиваем между ними шнурку. По шаблону на остальных стропилинах делаем только верхний запил. Нижнюю линию отмечать будем по факту, совмещая верхнюю плоскость заготовки со шнуровым ориентиром.
• Устанавливаем стропильные ноги. Крепим их к балкам перекрытия скобами или металлическими уголками, а вверху к прогонам двумя-тремя гвоздями.

Бывает, что для перекрытия нижнего ската по всей длине, одной доски не хватает. В подобных ситуациях стропилину монтируют из двух коротких досок, сшитых обрезком материала аналогичного сечения длиной от 1м и более. Правда, желательно все же заказать пиломатериалы необходимой длины, чтобы не ослаблять конструкцию сшитыми участками.

Установка стропильных ног верхних скатов

Для изготовления и установки верхних стропилин сначала надо отметить центральную ось. Для этого обрезок дюймовки следует прибить к крайней потолочной доске мансарды строго вертикально. Одно из ребер обрезка должно в точности совпадать с обозначенной на схеме центральной оси стропильной системы ломаной крыши, далее:

• Примеряем к торцу дюймовку для производства шаблона и отмечаем на ней линии запилов, верхнюю из которых проводим прямо вдоль обозначенной обрезком оси.
• Изготавливаем по шаблону пару стропильных ног верхних скатов. Если не сомневаемся в геометрии сооруженного каркаса, делаем сразу несколько заготовок. В противном случае поступаем так же, как и с нижними собратьями.
• Устанавливаем первую пару стропилин, призвав к содействию две пары рабочих рук. В одиночку с установкой не справиться, верхней опоры ведь у них нет. Чтобы только что водруженная стропильная ферма не упала, подпираем ее подкосом.
• Монтируем остальные стропильные фермы верхнего яруса. Подпираем их подкосами через 3-4 штуки. Угол наклона подкосов должен быть более 45º. Направление их наклона следует чередовать.

Заметьте, для того чтобы предотвратить растяжение и прогиб потолочных досок мансарды, каждую верхнюю стропильную ферму необходимо оснастить подвеской из доски примерно 25×150мм.

Со спецификой узловых соединений стропильной системы крыши ломаного типа ознакомит фото подборка:

Обшивка фронтонов и сооружение обрешетки

Вдоль линии конька и линий перелома скатов обрешетку делают сплошной, независимо от запроектированного типа и шага ее установки. Поперек направления стропильных ног прибиваются две доски с зазором 2-3мм между ними. Аналогичный сплошной настил устраивается в ендовах, если они имеются, вокруг мансардных окон и отверстий для проходки дымоходной трубы. В случае применения мягких разновидностей кровельных покрытий обрешетка устраивается сплошная по всей площади скатов.

Если толщина утеплителя равна или больше ширины стропилины, вперед обрешетки устраивается контробрешетка, сооружаемая путем установки дистанционного бруска. Необходим он для формирования зазора между гидроизоляцией и кровельным материалом. Прибивают дистанционный брусок с наружной стороны системы к ребру стропилины. Если толщина плит теплоизоляции позволяет оставить вентиляционный зазор без дистанционных ухищрений, в установке дистанционного бруска необходимости нет. Не нужен он также в строительстве неутепленной крыши.

По завершении работ по устройству стропильной системы обшиваются карнизы, фронтонные стенки, именуемые в деревянном домостроении щипцами. Обустраиваются прилегающие к фронтонным стенкам короткие свесы, после чего наступает время укладки кровельного покрытия.

Видео подборка для самостоятельных строителей

Желающим наглядно представить процесс сооружения ломаной крыши в помощь три ролика с пошаговым производством работ:

Рассмотреть в рамках одной статьи все варианты сооружения стропильных конструкций для ломаных крыш невозможно. Различаются типы кровли, архитектурные параметры, регионы. Есть немало нюансов, применяемых в конкретных условиях строительства. Однако приведенные нами примеры отлично демонстрируют общий технологический принцип. Эти сведения о правилах расчета и схемах строительства должны помочь и домашним мастерам, и хозяевам, контролирующим работу наемной бригады. Ваши вопросы, если таковые будут, оставляйте в комментариях.

Ломаная крыша стропильная система расчет с размерами: чертежи, формулы + калькулятор онлайн

Любой, наверное, хозяин загородного участка старается использовать свою территорию с максимально возможной полезностью. Хочется, чтобы и дом был вместительным, и чтобы было где гостей принять, и для мастерской отвести место. В то же время, на выделенных «сотках» особо не разгуляешься – необходимо оставить территорию для своих «сельхозугодий», для уютного двора, для гаража или автостоянки, для хозяйственных построек. Выход очевиден – «расти вверх». Двухэтажные полноценные здания – это доступно далеко не каждому, но можно постараться задействовать под полезную площадь чердачные помещения. Одним словом, оптимальным решением становится строительство дома с мансардой.

Ломаная крыша стропильная система расчет с размерами

Ну а если возводить мансарду, то лучше всего обратить внимание именно на ломаную конструкцию крыши. При равных размерах в плане с двускатной, такая система дает значительный выигрыш в полезной площади, пригодной в том числе и для полноценных жилых помещений. Безусловно, подобный подход в определённой мере отражается на возрастании сложности расчётов и монтажа стропильной конструкции, но для трудолюбивого, умелого и старательного хозяина это не должно стать препятствием.

Итак, настоящая публикация призвана показать, что, если выбрана ломаная крыша стропильная система, расчет с размерами вполне можно провести собственными силами, чтобы получить гарантированно прочную конструкцию. Причем, для такого самостоятельного проектирования не потребуется знаний специальных прикладных программ. Предлагаемый алгоритм, безусловно, упрощен, и не может сравниться по точности с профессиональными расчетами, и если затевается строительство крупного здания со сложной конфигурацией крыши – так или иначе, придется обратиться к специалистам. Но для типичной мансарды ломаного типа над среднестатистическим жилым загородным домом или гаражом – он вполне оправдан.

Особенности стропильной системы ломаного типа

Принцип устройства мансардной крыши ломаного типа

Итак, что же из себя представляет стропильная система ломаного типа?

С некоторой долей условности ее можно отнести к разновидностям двускатной. Но главное отличие в том, что каждый из скатов не представляет собой единой плоскости от конька до карнизного свеса. По определенной горизонтальной линии она «ломается» на две, причем верхняя часть ската имеет куда меньший угол крутизны по сравнению с нижней.

Характерная особенность ломаной крыши понятна уже из ее названия – каждый из скатов «ломается» на две плоскости, различающихся углом наклона к горизонту

Для чего это делается? Ответ очевиден. Если организовывать жилую мансарду под обычной двускатной крышей, слишком большая площадь приходится на «мертвые зоны» — по краям чердачного помещения вдоль линии карнизов. Безусловно, предпринимаются определенные меры, чтобы полезно использовать и эти участки, но возможности все же весьма ограничены, а сделать полноценный потолок, который не будет создавать «давящего» на голову ощущения, то есть с нормальной, привычной для человека высотой, получается только в центральной области чердака. Казалось бы, можно увеличить крутизну скатов – но это приводит к совершенно не оправданному росту высоты конька – такая крыша труднее в монтаже, требует большего количества материалов, и при всем этом – чрезмерная высота всегда становится причиной роста уязвимости конструкции от ветровой нагрузки, снижения общих прочностных характеристик. Одним словом, хлопот с возведением такой стропильной системы (тем более, если это планируется делать самостоятельно) – не оберешься!

А выход прост – повысить крутизну скатов только на «обитаемом» уровне чердачного помещения, до нормальной высоты потолка, а затем перейти к малому углу уклона, чтобы крыша не получалась слишком высокой. Давайте для наглядности посмотрим на один характерный пример.

Сравнение «полезной вместимости» мансардного помещения в домах с крышей обычного двускатного и ломаного типа

Для «чистоты эксперимента» возьмем два здания, с совершенно одинаковыми размерами в основании, например, с шириной стены по фронтонной части в 6 метров (как показано на иллюстрации). Высота стены до линии перекрытия – 4 метра, и такое же расстояние отложено по вертикали от перекрытия до высшей точки крыши – конька. Различие – в конструкции крыши: слева обычная двускатная, справа – ломаного типа.

Примем, что желательная нам высота потолка в жилой мансарде должна составлять 2,5 метра, и попробуем «вписать» это помещение в пространство чердака. Если даже не обращать внимания на проставленные размеры, то результат, как говорится, виден «невооружённым глазом».

Ну а если оперировать языком цифр, то видно, что даже при весьма большой крутизне скатов в двускатной крыше (а здесь она составляет около 53 градусов), ширина пространства, удовлетворяющего требованию комфортной высоты потолка – чуть больше 2 метров. Иное дело – в мансарде со стропильной системой ломаного типа – ширина «обитаемой зоны» возросла практически вдвое. Еще показательнее это будет выглядеть, если вычислить площадь такого помещения – очевидно, что при довольно скромных размерах здания, скажем, при длине дома в 8 метров, только выигрыш в площади составит порядка 16 м². А это, согласитесь, размер вполне приличной комнаты в городской многоэтажке!

Так что, несмотря на повышенную сложность в возведении крыши ломаного типа, такая затея выглядит вполне оправданной.

Основные элементы конструкции мансардной ломаной крыши

Теперь давайте взглянем, из каких же элементов состоит конструкция стропильной системы ломаного типа. Сразу оговоримся о том, что схем существует немало, и все их рассмотреть – в масштабе одной статьи просто нет возможности. Поэтому выделим две основных, наиболее часто применяемых при самостоятельном строительстве.

Схема расположения основных деталей системы ломаного типа с опорой мансардных стропил на мауэрлат

На схеме показаны следующие детали:

Стены здания (поз.1) в которые еще при их возведении вмурованы балки чердачного перекрытия (поз. 2). Обратите внимание – в данном случае они расположены даже несколько ниже верхнего обреза стен, что дает определенный выигрыш в высоте мансардного помещения. Но нередко они укладываются и вровень с верхним окончанием стен.

По стенам (по их карнизным сторонам) установлен мауэрлат (поз. 3) – брус, который станет опорой для основных, так называемых мансардных стропильных ног (поз. 4). Чаще всего эти стропила исполняются по наслонной схеме, то есть имеют в верхней части упор на вертикальную стройку (поз. 5). Вся «анфилада» таких стоек по все длине крыши связана общим брусом — прогоном (поз. 6). В верхней части противоположные стропильные ноги, закрепленные на стойках с прогонами, соединены затяжкой (поз. 7). Эта затяжка играет роль усиливающего элемента конструкции, но кроме этого – становится основой для подшивки потока мансардного помещения. То есть ее расположение в данной схеме обычно принимается с учетом комфортной для хозяев высоты потолка.

Основные стропильные ноги, несмотря на то что являются наслонными, все же испытывают немалые нагрузки на изгиб и на сжатие – просто в силу своей длины и особенностей расположения под большим углом. Поэтому их необходимо разгружать, то есть усиливать дополнительными деталями. В этом качестве применяются подкосы – диагонально расположенные опоры (поз. 8) и (или) дополнительные затяжки (поз. 9).

Как правило, крутизна этого ската, сформированного основными, мансардными стропилами, выдерживается в диапазоне от 60 до 70 градусов, хотя может быть даже больше. Это, кстати, дает еще один «плюс» – на плоскости, расположенной с таким уклоном, зимой не будут задерживаться снежные массы, и их при расчете данных стропил можно не принимать во внимание.

Верхние скаты формируют коньковые стропила (поз. 10). Они, безусловно, значительно короче, и обычно располагаются под углом к горизонту от 15 до 30 градусов. Здесь можно применить и висячую схему расположения стропил, без центральной опоры. Но для надёжности нередко и на коньке устанавливается стойки или бабки (поз. 11) с пущенным по ним коньковым прогоном, и тогда, по сути, стропила превращаются также в наслонные.

Еще один нюанс данной схемы. Так или иначе, но создавать карнизный свес крыши над стенами, чтобы защитить их от прямого попадания влаги, придется. Значит, мансардные стропила должны иметь определённое удлинение (поз. 12) для формирования этого свеса планируемой ширины. Другой вариант – использование дополнительных деталей – так называемых «кобылок», с помощью которых наращивается длина стропильных ног. Это будет несколько подробнее рассмотрено ниже.

Цены на крепления для стропил

крепления для стропил

Пример такой конструкции крыши показан на иллюстрации ниже.

Пример стропильной системы ломаного типа с мансардными стропилами, закрепленными на мауэрлате, и с их удлинением для формирования карнизного свеса

Теперь рассмотрим вторую схему, обратив внимание на принципиальное отличие.

Карнизный свес формируется за счет выноса за пределы стен балок перекрытия

В целях максимально полезного использования объёма чердачного помещения, очень часто мансардные стропильные ноги крепят не на мауэрлате, а на балках перекрытия, уложенных на верхних торцах стен здания и вынесенных наружу на необходимое расстояние (поз. 2а). Выигрыш в ширине получающейся комнаты – очевиден. Кроме того, решается еще одна проблема. Вынос балок перекрытия сразу формирует карнизный свес необходимой ширины (поз. 12а). Впоследствии останется лишь подшить его снизу досками или панелями-софитами.

Стропильная система ломаной крыши с вынесенными за пределы стен здания балками перекрытия

Основные требования, учитываемые при проектировании ломаной стропильной системы

Чтобы закончить вопрос с общим устройством и перейти вплотную к расчетам стропильной системы, имеет смысл перечислить основные требования, которые к ней предъявляются.

• Как правило, высота потолка в мансардном помещении принимается не менее 2200 мм – в противном случае неизбежно постоянное давящее ощущение от близкорасположенной потолочной поверхности. Отсюда и начинаются основные расчеты других деталей системы.
• При определении типа кровельного покрытия стремятся выбрать материал с небольшой удельной массой – тяжелую кровлю разместить на крутом скате мансарды будет значительно сложнее, да и надежность установки может быть не гарантирована.
• Стопила, в особенности – основные, мансардные, нередко получаются весьма большой длины, и, скорее всего, потребуется установка усиливающих элементов конструкции (подкосов или затяжек). Промежуточные вертикальные стойки под круто расположенными стропильными ногами становятся малоэффективными.
• Необходимо иметь в виду, что мансарда, если она задумывается жилой и «всесезонной», всегда отличается выраженно большим количеством теплопотерь, так как, по сути, вообще не имеет со стороны скатов кровли никакой термоизоляционной преграды. Все это налагает особые требования к утеплению, которые также могут сказаться и на линейных параметрах деталей стропильной системы. Вместе с тем, слой термоизоляции кровли в большинстве случаев потребует еще и качественной вентиляции утеплителя, иначе он быстро напитается конденсационной влагой и потеряет свои качества.

Мансарда практически всегда требует надежной термоизоляции, и это может сказаться на размерах деталей ее конструкции

• Для строительства мансарды ломаного типа следует употреблять только качественный пиломатериал хорошей степени просушки (остаточная влажность не более 20%) – никому не нужны деформации этой сложной конструкции при усыхании древесины. Не следует приобретать древесину с обилием сучков, с продольными трещинами, с синевой или другими признаками биологического разложения. Перед монтажом элементов системы все они должны получить полноценную обработку специальными составами, защищающими дерево от гниения, поражения плесенью, грибком или насекомыми, повышающими противопожарные качества материала.

Обработка пиломатериалов пропиткой, повышающей их биологическую стойкость и противопожарные качества

Вот теперь, познакомившись с особенностями стропильной системы ломаного типа, можно перейти к ее самостоятельным расчетам.

Как выполнить самостоятельный расчет ломаной стропильной системы

В интернете можно, при желании, отыскать программы расчета стропильных систем, выполненных как в виде специальных приложений, так и по типу алгоритма для использования, скажем, в Microsoft Excel. Мы же предлагаем упрощенную систему расчета, которой, впрочем, будет вполне достаточно для самостоятельного проектирования ломаной крыши для собственного дома небольших размеров или хозяйственной постройки.

В отличие от предлагаемых программ, когда у пользователя только запрашиваются данные, а сама процедура расчета для него остается «за семью печатями», мы проведем вычисления поэтапно, с объяснением каждого выполняемого шага. Это, кстати, поможет и глубже разобраться в конструкции системы и в основных взаимосвязях ее элементов.

Взаимосвязь «крутизна ската – высота помещения мансарды – ширина помещения»

В качестве исходных данных у хозяина дома всегда будет ширина здания (Вд)– размер той стены, над которой станет формироваться фронтон крыши. Кроме того, наверняка имеются пожелания о высоте потолка в мансардном помещении (Нм). Значит, необходимо отследить взаимосвязь – как будет влиять крутизна нижнего ската мансардной крыши (угол а) на вместимость образующегося помещения с заданной высотой потолка, то есть его ширину (Вм). Если затем эту величину Вм разделить на два, то полученное значение покажет еще и расстояние между центром (продольной осью мансарды) и местом установки вертикальных стоек.

Схема для проведения расчетов ширины и высоты помещения

На схеме хорошо показаны те данные, которыми мы будем оперировать при расчетах. Правда, если стропильная система будет делаться по принципу выноса балок перекрытия наружу, потребуется еще один размер – величина этого выноса (Вв).

Особенности такой схемы: добавляется еще один параметр – длина выноса балки перекрытия Вв

Итак, по законам геометрии в прямоугольном треугольнике наши стороны (катеты) соотносятся следующим образом:

Вг = Нв / tg а

Вг – это длина «глухого» участка, то есть между внутренней поверхностью стойки и вершиной угла а (между скатом и балкой перекрытия).

Очевидно, что ширина полезного помещения мансарды (между вертикальными стойками) станет равна общей ширине минус два «глухих» участка.

Чтобы не «мучить» читателя самостоятельными подсчетами, постараемся каждый шаг расчетов снабдить соответствующим калькулятором.

Калькулятор зависимости крутизны мансардного ската и ширины образующегося помещения

Для удобства, в поле ввода сразу предусмотрена возможность расчета для обоих случаев – с опорой стропил на мауэрлат и с выносом балок перекрытия наружу. Просто в случае, если выноса балок нет, необходимо оставить в этом поле значение по умолчанию – «0».

При необходимости калькулятор позволяет решать и обратную задачу, когда известны желательные параметры комнаты, и необходимо вычислить, какой же крутизна ската должна быть при этом. Изменяя значение угла (градация сделана с точностью до 1 градуса), с ранее заданной шириной здания и высотой потолка, можно быстро прийти к необходимой ширине помещения. Такой подбор займет всего несколько лишних секунд.

Высота и крутизна конькового отдела ломаной крыши

Теперь у нас есть все необходимые величины для того, чтобы «прикинуть» общую высоту крыши, которая складывается из высоты мансардного помещения (Нм) и высоты треугольника, который можно назвать «коньковым» (Нк). Для расчета необходимо еще только определиться с углом крутизны установки коньковых стропил (b) – как уже говорилось, здесь обычно применяют скаты небольшого уклона, от 15 до 30 градусов.

Итак, высота «конькового треугольника» будет равна:

Нк = 0,5 × Вм × tg b

Калькулятор расчета высоты «конькового треугольника» мансардной ломаной крыши

Полученный результат остается суммировать с известной высотой мансардного помещения, чтобы получить суммарную высоту крыши. Для этого, наверное, уже не требуется калькулятора.

И опять же, вполне решается обратная задача. Например, необходимо узнать какую крутизну конькового ската необходимо задать, чтобы получилась крыша, допустим, общей высотой в 4 метра, при том, что потолок в мансарде планируется высотой в 2.3 метра. Простым арифметическим действием находим высоту «конькового треугольника»: 4 – 2,3 = 1,7 м, а затем, варьируя значения угла b, добиваемся нужной высоты в выдаваемом калькулятором ответе.

Расчёт длины стропильных ног

Пришла пора определиться, какой же длины, при полученных выше параметрах, будут стропильные ноги. Опять на помощь идет тригонометрическая формула:

L = Н /sin a = H / cos (90º — a)

Понятно, что для расчета длины мансардного (нижнего) стропила принимается значение высоты, соответствующее выбранной высоте мансардного помещения Нм и угол крутизны ската а, а для конькового стропила – высота «конькового треугольника» Нк и свой угол крутизны b. В остальном же различия нет, так что для поочередного расчета можно воспользоваться одним калькулятором, предлагаемым ниже.

Калькулятор расчета длины стропильной ноги

Если применяется схема с вынесенными балками перекрытия, и карнизный свес сформирован за счет этого, то на этом расчет общей длины стропильных ног закончен. Но в том варианте, когда требуется удлинение стропила для создания свеса, придётся выполнить еще одно вычисление.

Обычно ширина карнизного свеса, для полноценной защиты стен от прямого попадания осадков, задается по горизонтальной оси, то есть расстоянием от стены до края карниза. А при больших углах крутизны, характерных именно для нижних мансардных стропил, даже незначительная ширина свеса потребует довольно большого удлинения стропильных ног.

Карнизный свес, создаваемый за счет удлинения стропильных ног за линию мауэрлата

Для экономии материала, это удлинение часто делают и из досок, наращивая стропила кобылками. Значит, предлагаемый ниже расчет поможет определиться с тем, какая рабочая длина кобылок (без учета соединительного нахлеста) потребуется.

Цены на опоры для стропил

опоры для стропил

Калькулятор расчета необходимого удлинения стропила для создания карнизного свеса

Для расчета необходимо знать уже известный угол крутизны нижнего, мансардного ската а и планируемую ширину карнизного свеса k.

ΔL = k / cos a

Это соотношение заложено в расположенный ниже калькулятор:

Расчет основных нагрузок, выпадающих на стропильные ноги, определение их оптимального сечения

Следующим важным моментом становится определение нагрузок, которые будут выпадать на стропильные ноги. Этот параметр поможет определиться с сечением пиломатериала, которое обеспечит стабильность возводимой системы.

Расчет нагрузок, по правде говоря – это удел специалистов, владеющих теорией сопромата и вооружённых специальными методиками. Но в условиях строительства небольшого частного дома вполне можно применить и упрощённый алгоритм, который даст вполне приемлемый по степени точности результат.

Для подбора сечения пиломатериала мы будем оперировать распределенной нагрузкой, выпадающей на стропильные ноги. Она зависит от шага установки стропил – чем он меньше, чем ниже нагрузка, выпадающая на каждый погонный метр этой несущей детали.

А общая нагрузка складывается из нескольких составляющих – это масса самой системы с кровельным покрытием, ветровое воздействие, давление снежных масс на крышу. Плюс к этому, закладывается еще и определенный эксплуатационный запас – на случай непредвиденных нагрузок, например, стихийного или даже техногенного плана.

Ниже предложен калькулятор, который позволит быстро рассчитать распределённую нагрузку на стропильную ногу. Он, безусловно, требует некоторых пояснений по работе с ним – они также будут приведены.

Калькулятор расчета распределенной нагрузки на стропильные ноги.

Итак, для расчета потребуется ввести:

• Угол ската крыши. Обычно расчет проводится для более длинных мансардных стропил, так что вводится значение угла а. Впрочем, при желании, для сравнения можно провести вычисления и для коньковых – тогда указывается угол b. Угол ската необходим для правильного подсчета снеговой и ветровой нагрузок.
• Планируемый материал кровельного покрытия. В программу расчета, вместе с массой конкретной кровли, сразу занесено среднее значение массы характерной для нее конструкции обрешетки. Сюда же внесено примерный удельный вес утеплителя кровли мансарды. То есть, выбирая кровлю, пользователь сразу вносит и все весовые нагрузки стропильной системы.
• Для определения уровня снеговой нагрузки необходимо указать номер зоны своего региона проживания. Узнать свою зону можно по карте-схеме, расположенной ниже. Значение средней снеговой нагрузки для каждой из зон уже внесено в алгоритм расчета.

Карта-схема распределения территории России по зонам в зависимости от уровня снеговой нагрузки

• Для учета ветровой нагрузки придется ввести несколько параметров:

— Во-первых, по аналогии со снежной нагрузкой, необходимо определить по соответствующей карте свою зону по уровню ветрового давления (данные систематизированы по итогам многолетних метеонаблюдений). Показатели ветрового давления для зон – внесены в базу данных калькулятора.

Зонирование территории России по уровню ветрового давления

— Во-вторых, необходимо определиться со своей «локальной зоной», то есть с особенностями расположения дома на местности, наличием или отсутствием естественных или искусственных преград для ветра. Тут подразумевается градация по трем типам – все они достаточно понятно изложены в интерфейсе калькулятора.

Правда, есть одна тонкость. Преграда для ветра только в том случае принимается в расчет, если она расположена в пределах круга с радиусом 30H, где Н – это высота дома над уровнем земли по линии конька. К примеру, для дома высотой в 6 метров учитываются препятствия, расположенные не дальше 180 метров от него.

Круг, в пределах которого учитываются естественные или рукотворные препятствия для ветра

— Наконец, следует указать и саму высоту будущего дома (по уровню его конька).

• Последнее поле ввода исходных значений – это планируемый шаг установки стропильных ног.

Варьируя этот параметр, оставляя неизменными все остальные исходные данные, можно наблюдать, как изменяется распределенная нагрузка, чтобы выбрать оптимальное значение.

• Итоговый результат будет выдан в килограммах на погонный метр стропильной ноги.

Располагая этим значением, можно войти в таблицу, предложенную ниже, чтобы выбрать брус или доску необходимого сечения.

Расчетная величина распределенной нагрузки (килограмм на погонный метр стропильной ноги)					Сечение пиломатериала для изготовления стропильных ног
75	100	125	150	175	доска или брус					кругляк
					толщина доски (бруса), мм					диаметр, мм
					40	50	60	80	100
Планируемый пролет стропила между точками опоры, м					высота доски (бруса), мм
4	3.5	3	2.5	2	160	150	140	130	120
4.5	4	3.5	3	2.5	180	170	160	140	120	120
5	4.5	4	3.5	3	200	190	180	160	140	140
5.5	5	4.5	4	3.5	—	210	200	180	160	160
6	5.5	5	4.5	4	—	—	220	200	180	180
6.5	6	5.5	5	4.5	—	—	—	220	200	200
—	6.5	6	5.5	5	—	—	—	240	220	220

В левой части таблицы находят ячейку на пересечении округленной (в большую сторону) распределенной нагрузки с длиной пролёта стропил (расстояния между точками опоры или усиления). Затем из этой строки в правой части таблицы выписываются рекомендуемые сечения бруса (или диаметр бревна, если стропила будут изготавливаться из кругляка).

Кстати, при подборе материала для изготовления стропил обычно учитывают еще и толщину утеплителя, который укладывается между ними. Плюс к этому – необходимо оставить вентиляционный зазор между утеплителем и расположенной над ним паропроницаемой мембраной кровельного «пирога» (еще 20-30 мм). Поэтому имеет, наверное, смысл сразу определиться и с необходимой толщиной утепления, при котором в мансарде будет поддерживаться комфортный для всесезонного проживания микроклимат.

Давайте проведем и этот расчет.

Толщина необходимого утепления мансарды

Расчет толщины утепления скатов мансарды строится на том, что суммарное термическое сопротивление создаваемого «пирога» не должно быть ниже нормированного значения, установленного СНиП.

Найти это значение можно по размещенной ниже карте-схеме. При этом необходимо брать значение «для покрытий» (показано красными цифрами). Оно всегда – самое большое, так как через кровельные покрытия происходят максимальные утечки тепла.

Цены на клееный брус

клееный брус Карта-схема для определения нормированного значения сопротивления теплопередаче

Для утепления мансарды чаще всего применяют минеральную вату. Однако, это не догма, и можно встретить массу примеров, когда используется пенополистирол (обычный «белый пенопласт» или более безопасный и качественный экструдированный). Кроме того, в последнее время всё шире применяются напыляемые материалы – пенополиуретан или эковата.

Не будем сейчас рассматривать достоинства и недостатки каждого из утеплителей, а просто скажем, что их теплотехнические характеристики, необходимые для проведения расчета, уже внесены в программу калькулятора.

Какие материалы используются для термоизоляции частного дома?

Ассортимент подобных материалов – достаточно велик, и каждый из них обладает своими особенностями. Подробнее об основных утеплителях для дома рассказано в специальной публикации нашего портала.

Наконец, свою роль в термоизоляции мансарды может сыграть и внутренняя отделка помещения. В калькуляторе указаны основные типы материалов для обшивки стен мансарды – необходимо выбрать нужный и указать его планируемую толщину.

Калькулятор расчета толщины утепления скатов мансарды

Результат выдается в миллиметрах, и его можно затем округлить – привести к стандартным толщинам выпускаемых утеплительных матов или плит.

Кстати, для многих регионов России толщина утепления может оказаться весьма значительной, и для установки плит или матов такой толщины придётся неоправданно, в принципе, увеличивать сечение стропильных ног, что приводит и к удорожанию общей сметы, и к очень серьезному утяжелению конструкции.

Пример утепления скатов кровли в два слоя

Но выход есть – это практика двухслойной укладки термоизоляции. Вначале плиты укладываются между стропильных ног. А затем, для достижения необходимой расчетной толщины термоизоляции, монтируется второй слой, для установки которого достаточно вспомогательной обрешетки из легкого пиломатериала небольшого сечения.

Площадь кровли ломаной крыши

При планировании строительства крыши такого типа обязательным параметром, который необходимо узнать, является суммарная площадь получаемых скатов. Это важно в плане приобретения кровельного материала, утеплителя, требуемых по технологии гидро- и пароизоляционных мембран, для расчета обрешетки, разреженной или даже сплошной – под мягкие битумные покрытия.

(Про обрешетку в данной статье не говорилось намеренно, так как у каждого кровельного материала есть своя специфика в этом вопросе, и общих «рецептов» просто нет).

Схема для подсчета суммарной площади кровельного покрытия мансардной ломаной крыши

Подсчет площади скатов стандартной ломаной крыши, которая рассматривалась в публикации – задача буквально для начальной школы, и нет смысла облекать ее в какой-то онлайн-калькулятор. Просто воспользуйтесь следующей формулой:

S = 2 × D × (Lм + Lк)

где:

S – суммарная площадь скатов ломаной мансардной крыши;

D – длина кровли по линии карнизного свеса;

Lм – длина мансардного стропила. Если для формирования карнизного свеса применялось удлинение стропильной ноги или использование кобылки, то это тоже обязательно принимается в расчет – длина стропила принимается суммарная, с учетом ΔL;

Lк – длина конькового стропила.

Все значения указываются с максимальной точностью в метрах, ответ получается, естественно, в квадратных метрах.

Вместо заключения

Конструкция ломаной мансардной крыши на небольшом по размерам загородном доме (с шириной по линии фронтона в пределах 6÷7 метров) – настолько широко опробованная на практике, что встречается масса рекомендаций по выбору сечения пиломатериалов, даже не проводя расчетов. Так, для стропильных ног советуют использовать доски сечением 50×150 мм (если требуется толстое утепление – то его лучше провести в два слоя). Для стоек и перекрывающих их сверху балок применяют брус сечением от 80×80 до 100×100. Затяжки и подкосы – обычно выполняют из тех же материалов, что и стропильные ноги. Про обрешетку было сказано – в зависимости от выбранного кровельного материала и крутизны скатов.

Правда, при этом часто оговариваются, что такие сечения будут справедливы для районов с не слишком высокой снеговой и ветровой нагрузкой. А вот как уловить эту грань? Может, лучше все же не полениться и провести самостоятельный расчет? Дело ваше.

В завершение публикации – два видео сюжета, посвященные монтажу такой стропильной системы. Хотя вопрос практического монтажа выходит за рамки рассмотрения данной публикации, такое знакомство с одной из существующих технологий возведения ломаной конструкции крыши поможет лучше представить ее устройство для проведения необходимых проектировочных работ.

Как производится расчет мансардной крыши с помощью онлайн калькулятора

Зачастую при устройстве большинства видов крыш чердачное пространство, становится настолько неудобным, что годится только для складывания в него ненужных бытовых предметов и строительных материалов.

Вместе с тем одна лишь маленькая доработка в проекте и докупка материала способны превратить подкровельную часть дома в чудесную мансарду с балконом и прекрасной отделкой.

Такие крыши стали популярными достаточно давно, особенно в тех местах, где стоимость земли достаточно высока, однако только с развитием строительных технологий стали использоваться как полноценное жилье.

Мансардная крыша

Такой способ организации может быть выполнен в двух видах:

• Мансардная двускатная. При таком устройстве высота от нулевого уровня крыши до конька составляет до 4-х метров, а угол наклона крыши достигает 55 градусов. Однако ввиду сильной скошенности стен, полезным оказывается лишь пространство в середине.
• Мансардная ломаная — это разновидность двускатной крыши. Такое устройство кровли отличается от обычного двускатного устройства наличием стыков на плоскостях. Плоскость каждой стороны, спускаясь под определенным углом делится на две части. Вторая часть, более низкая, при этом приобретает еще больший угол падения. Визуально геометрия такой кровли получается ломаной.

Основное преимущество ломаного мансардного типа состоит в том, что позволяет избежать значительных финансовых издержек и при этом существенно увеличить полезное пространство дома.

Ведь организовать такое устройство легче и дешевле, нежели построить дополнительный этаж с последующим укрытием кровлей.

Кроме того, при помощи крыши мансардного типа можно существенно преобразить уже имеющийся дом со старой крышей.

ВНИМАНИЕ! Следует иметь в виду тип фундамента всего здания, чтобы произвести правильный подбор кровельного материала.

Двускатная мансардная крыша

Ломаная мансардная крыша

>Расчет мансардной крыши онлайн калькулятор

Общие сведения

Виды материалов для кровли

Для кровельного настила применяются самые разные виды кровли: плоские и профильные, рулонные, мягкие, жесткие, штучные.

Разберем основные виды кровли, используемые при строительстве крыш мансардного типа:

• Металлочерепица — холоднокатаный стальной оцинкованный лист, покрытый полимерным покрытием. Применяют металлочерепицу повсюду — в качестве кровли частных домов, производственных зданий, гаражей, киосков, дач.
• Кровельный профнастил. Состав материала аналогичен металлочерепице. Используется чаще всего при строительстве промышленных зданий, однако в силу низкой стоимости может быть применен для строительства мансарды;
• Ондулин. Один из самых дешевых материалов. Состоит из волокон целлюлозы с применением битума и полимерных добавок. Окрашен термостойкой краской. В качестве кровельного покрытия выбирается достаточно редко из-за выцветания на солнце.
• Мягкая черепица — шинглас. Изготавливается из стеклохолста с применением битума, поверх которого наносится каменная крошка, противостоящая солнечным лучам и предохраняющая от выгорания.
• Черепица керамическая. Один из самых старых видов кровли. Для ее изготовления обжигается глина при высокой температуре, вследствие чего она приобретает твердость и прочность.
• Песчано-цементная черепица. Внешнее схожа с глиняной черепицей, однако дешевле в производстве. Изготавливается из раствора цемента и песка методом прессовки. Поверхность — гладкая, либо с фактурой. Используется в строительстве частных домов, коттеджей, дач.
• Сланцевая кровля. Крайне редко встречается. Характеризуется очень высокой стоимостью при высочайших технических характеристиках. Используется при строительстве уникальных элитных домов и коттеджей. Такую кровлю можно встретить на старинных европейских замках.

Кровельный материал

Как рассчитать стропильную систему

Прежде чем рассчитать стропильную систему, выделим ее основные системообразующие элементы:

• Стропила;
• Стойки;
• Мауэрлат;
• Подкосы;
• Обрешетка;
• Конек;
• Кровля;
• Элементы соединения.

Также следует запомнить несколько правил:

• Для строительства составляющих каркаса необходимо использовать балки сечением 100*100 мм;
• Влажность дерева должна составлять не более 15 %;
• Деревянные элементы необходимо обработать антисептиком.

ОСТОРОЖНО! От того насколько верно будут произведены расчеты всех элементов, в том числе стропил, зависит срок службы как самой крыши, так и всего здания.

Для расчета всех элементов первым делом определяются постоянные и временные нагрузки, которым подвергается стропильная система.

К таким относятся: собственный вес кровли и явления природы в виде ветра, дождя и снега.
В зависимости от этого и выбора соответствующего кровельного материала вычисляется угол наклона скатов.

После определения уровня требуемого наклона скатов, рассчитывают общую нагрузку на стропила. Для этого суммируют вес стропил, обрешетки и кровельного покрытия в расчете веса элемента на 1 м.кв.

Значение, которое получилось вследствие этого умножают на повышающий коэффициент 1.1 -1.4. Получаемая цифра нагрузки, в зависимости от материала кровли и утеплителя составляет от 35 до 50 кг. на 1 м.кв.

Это постоянная величина нагрузки, к которой прибавляются периодические нагрузки в виде снега или ветра.

Для определения данных нагрузок пользуются соответствующими картами для отдельно взятых регионов. Снеговая нагрузка может варьироваться от 80 до 150 кг на м.кв.

Ее следует умножить на значение 0,7 если уклон крыши от 25 до 60 градусов. От этого значения зависит, следует ли устанавливать двойные тропила и сплошную обрешетку.

После расчета нагрузки на площадь кровли и на квадратный метр рассчитывают сечение стропил. Количество стропил определяется длиной пролета крыши и составляет от 70 до 120 м, в зависимости от длины пролета скатов.

Расчет стропильной системы

Как правильно посчитать угол наклона

Основными факторами, влияющими на уклон кровли при ее устройстве, являются:

• Природные факторы — климатические условия, где планируется строительство (ветровые и снеговые нагрузки);
• Характеристики кровельного материала.

Наиболее оптимальным наклоном крыши является угол в 20-30 градусов. В снежных широтах предлагается делать уклон не менее 45 градусов.

В таком случае снег будет легко сходить с крыши. Поскольку конструкция мансардной крыши — двускатная либо ломаная двускатная, будем рассматривать угол уклона в этом аспекте.

Геометрическая форма двускатной крыши — равнобедренный треугольник, поэтому для вычисления высоты конька в зависимости от наклона скатов, следует использовать формулу тригонометрического выражения для прямоугольного треугольника.

ВАЖНО! Устройство ломаной мансардной крыши отличается наличием на скатах граней, причем нижняя плоскость ската опускается к основанию крыши под более крутым углом.

Поэтому здесь имеется два уклона — верхний, строится в соответствии с общепринятыми нормами; нижний — крутой, в зависимости от размеров дома и полезного чердачного пространства.

Угол наклона нижней плоскости чаще всего составляет 70 — 80 градусов.

В расположенную под таким уклоном кровлю удобно монтировать чердачные окна, которые в силу своего расположения будут надежно защищены от осадков.

Углы наклона

Как рассчитать площадь ломаной крыши

Расчет площади зависит от ее устройства.

Когда мы имеем дело с обычной двускатной крышей, ее поверхность представляется в виде двух прямоугольников, подсчитать площадь которых можно путем умножения длины на ширину. Умножив значение на 2 получим общую площадь плоскости крыши.

Как рассчитать мансардную крышу? В случае с определением мансардной ломаной крыши дело обстоит сложнее в силу того, что в таком устройстве, помимо разделенного на две части ската, могут присутствовать дополнительные элементы (окна, балконы, террасы, выходы на крышу).

В таком случае следует разделить поверхность кровли на составные элементы и подсчитать их площадь отдельно. Сумма всех площадей элементов, полученная при этом и будет являться площадью крыши

Например: При длине основания дома 10 м., ширине основания 8 м., планируется построить мансардное помещение полезной шириной 5 м., высотой до ребер скатов 2,5 м. и высотой в середине до конька 3,5 м. Ширина свеса кровли планируется 50 см.
Длина боковых стропил при этом получается 3,42 м., длина коньковых стропил — 2,69 м.
Теперь следует вычислить площадь верхних и нижних граней.

Умножаем длину боковых стропил на длину основания крыши. Получается 34,2 м.кв. Сумма двух нижних граней — 68,4 м.кв
При умножении длины коньковых стропил на длину крыши получаем 26,9 м.кв. Складываем две верхние грани. Получаем 53,8 м.кв
Соответственно общая площадь крыши получается 122.2 м.кв.

Расчет площади

Расчет кровельного покрытия

Расчет площади крыши необходим нам для точного расчёта необходимого количества кровельного материала.

Для того чтобы произвести расчет требуемого материала следует знать размеры материала, а также способ крепления его между собой.

Рассмотрим самые распространенные:

• Керамическая черепица. Расход на 1 м.кв. около 10 шт.;
• Металлочерепица. Длина может быть любой, ширина — от 1190 мм;
• Профнастил. Длина любая, ширина — от 750 до 1100 мм.;
• Ондулин. Длина 2000 -2400 мм. Ширина 950 — 1250 мм
• Мягкая кровля шинглас. Длина от 317 мм. Ширина 1000 мм.

Пример расчета для металлочерепицы

Покупать кровельный материал следует с запасом в 7-8 % от общей площади.

Таким образом, проектирование и монтаж мансардного типа крыши — задача не из легких. Необходимо ответственно подойти к выбору материала, расчету угла наклона, возможной нагрузки на стропильную систему, осуществить гидроизоляцию, шумоизоляцию и утепление.Только правильное и надлежащее выполнение работ поможет добиться обустройства уютной мансарды.

>как считать площадь дома с мансардой

Как правильно считать площадь мансарды

Согласно СП 54.13330.2011 Здания жилые многоквартирные

Правила определения площади здания и его помещений, площади застройки, этажности и строительного объема.

При определении площади комнат или помещений, расположенных в мансардном этаже, рекомендуется применять понижающий коэффициент 0,7 для площади частей помещения с высотой потолка от 1,6 м – при углах наклона потолка до 45°, а для площади частей помещения с высотой потолка от 1,9м – от 45° и более. Площади частей помещения с высотой менее 1,6м и 1,9м при соответствующих углах наклона потолка не учитываются. Высота помещения менее 2,5м допускается не более чем на 50% площади этого помещения.

Согласно СП 118.13330.2012 Общественные здания и сооружения

Правила подсчета общей, полезной и расчетной площадей, строительного объема, площади застройки и этажности общественного здания

Г.5 Площадь помещений здания определяется по их размерам, измеряемым между отделанными поверхностями стен и перегородок на уровне пола (без учета плинтусов). Площадь помещения мансардного этажа учитывается с понижающим коэффициентом 0,7 на участке в пределах высоты наклонного потолка (стены) при наклоне 30° — до 1,5 м, при 45° — до 1,1 м, при 60° и более — до 0,5 м.

Расчёт площади дома.

Калькулятор использует простые значения полученные в результате обмера здания, и толщины стен. Результат примерный, но не трудоёмкий и позволит рассчитать площадь дома быстро, без детальных и мучительных внутренних обмеров.

Рассчитать общую площадь дома можно несколькими способами:

1. самый простой способ рассчитать ориентировочную примерную общую площадь дома — провести обмеры дома снаружи и умножить ширину на длинну и на количество этажей, затем замерить толщину наужных стен и периметр умножить на толщину и умножить на количество этажей — это будет теоретическая площадь стен (площадь проекции на пол), отгимаем от первого значения площадь стен и получаем площадь дома.

2. Измерить размеры всех помещений, вычислить площади всех комнат и сложить полученные результаты. Этот метод гораздо более точный, но на много более трудоёмкий.

Как правильно рассчитать площадь мансардного этажа

Здравствуйте, хочу пристроить мансарду к дому, и встал вопрос, как рассчитать площадь мансардного этажа. Из школьного курса геометрии я, конечно, помню о нахождении площади прямоугольника, но мансардный этаж это все, же более сложная форма. Ломаная крыша, а еще двери и окна, которые так же должны быть учтены. Хотелось бы обшить готовую площадь вагонкой, и никак не могу понять, как и что перемножать? С уважением Владимир. Здравствуйте, Владимир. Вы правы, расчет площади мансардного этажа несколько отличается от расчета площади, к примеру, обычной жилой комнаты, что обусловлено спецификой строения. При определении площади мансарды учитываются многие величины, некоторые из которых уже давно приняты и указаны в СниПах. Именно оттуда берется высота жилого помещения, которая равна 2,5 метрам.

Площадь помещения с меньшей высотой следует учитывать в общей площади с коэффициентом 0,7. При этом минимальная высота стены должна быть 1,2 м при уклоне кровли 30°; 0,8 м – при 45–60°, не ограничивается при наклоне 60° и более.

Схема для расчета площади мансардного помещения при уклоне кровли в 45о.

Мансарды — жизнь под крышей

Sпола = А?L + 2В?0,7?L = L?(A + 1,4B), где S – площадь пола мансарды; А – ширина мансарды с высотой не менее 1,1 м; В – ширина мансарды с высотой не менее 0,8 м; L – длина мансарды; 0,7 – коэффициент, вводимый для площадей с меньшей высотой. Общую площадь следует определять как сумму площадей всех помещений, встроенных шкафов, а также лоджий, балконов, веранд, террас и холодных кладовых, подсчитываемых со следующими понижающими коэффициентами: для лоджий – 0,5, для балконов и террас – 0,3, для веранд и холодных кладовых – 1,0.

Площадь, занимаемая печью, в площадь помещений не включается. Площадь под маршем внутриквартирной лестницы при высоте от пола до низа выступающих конструкций 1,6 м и более включается в площадь помещений, где расположена лестница.

Возведение стен под крышей мансардного этажа: правила и принципы

Чтобы определить можно ли назвать крышу мансардой, нужно придерживаться следующего правила:

1. Использоваться это пространство должно по прямому назначению здания. Тоесть мансарда должна быть как минимум отапливаемой.
2. Высота потолка должна быть не менее 2.00м.

Поэтому не каждую крышу можно сделать мансардой. И самое главное следует учитывать, что при определении общей площади мансарды учитывается площадь только с высотой от пола до наклонного потолка:

• 1,5 метра – при наклоне 30 градусов к горизонту;
• 1,1 метра – при 45 градусах;
• 0,5 метра – при 60 градусах и более,

Остальная площадь, где высота до наклонного потолка меньше не учитывается и не в ходит в общую площадь помещения. Полный текст Приказа Министерства экономического развития Российской Федерации (Минэкономразвития России) от 30 сентября 2011 г.
N 531 г.

Ведь организовать такое устройство легче и дешевле, нежели построить дополнительный этаж с последующим укрытием кровлей. Кроме того, при помощи крыши мансардного типа можно существенно преобразить уже имеющийся дом со старой крышей.
ВНИМАНИЕ! Следует иметь в виду тип фундамента всего здания, чтобы произвести правильный подбор кровельного материала. Двускатная мансардная крыша Ломаная мансардная крыша Расчет мансардной крыши онлайн калькулятор Общие сведения Виды материалов для кровли Для кровельного настила применяются самые разные виды кровли: плоские и профильные, рулонные, мягкие, жесткие, штучные.
Разберем основные виды кровли, используемые при строительстве крыш мансардного типа:

• Металлочерепица — холоднокатаный стальной оцинкованный лист, покрытый полимерным покрытием.

Как рассчитать площадь мансардного этажа

Стены комнат ровные, а конструкция кровли простая. Одним из подвидов двускатной крыши является ломаная кровля: в такой мансарде можно проектировать большое количество комнат. Вариант вальмовой (четырехскатной) кровли, пожалуй, самый лучший для проектировки мансард: окна комнат можно сделать во всех фронтах.

Перед началом расчетов советуем набросать план крыши, разделив его схематически на простые геометрические фигуры. Определив площадь каждой из этих фигур, и сложив их, вы получите точную площадь мансардного этажа. Чтобы определить площадь фигур, придется вспомнить школьный курс геометрии и формулы площади:

• квадрата – А2, где А означает длину каждой из сторон;
• прямоугольника – А х В, где А – длина, В – ширина;
• треугольника – Ah/2, где А – основание, h – высота фигуры;
• трапеции – h х (А + В)/2, где h – высота фигуры, А и В – верхнее и нижнее основания.

Вот таким нехитрым способом, сложив все полученные результаты, вы сможете получить максимально точное значение площади мансардного этажа.
При таком устройстве высота от нулевого уровня крыши до конька составляет до 4-х метров, а угол наклона крыши достигает 55 градусов. Однако ввиду сильной скошенности стен, полезным оказывается лишь пространство в середине.

Мансардная ломаная — это разновидность двускатной крыши.

Такое устройство кровли отличается от обычного двускатного устройства наличием стыков на плоскостях. Плоскость каждой стороны, спускаясь под определенным углом делится на две части. Вторая часть, более низкая, при этом приобретает еще больший угол падения. Визуально геометрия такой кровли получается ломаной.

Основное преимущество ломаного мансардного типа состоит в том, что позволяет избежать значительных финансовых издержек и при этом существенно увеличить полезное пространство дома.

Как рассчитывается площадь мансардного этажа

Сумма всех площадей элементов, полученная при этом и будет являться площадью крыши Например: При длине основания дома 10 м., ширине основания 8 м., планируется построить мансардное помещение полезной шириной 5 м., высотой до ребер скатов 2,5 м. и высотой в середине до конька 3,5 м. Ширина свеса кровли планируется 50 см.Длина боковых стропил при этом получается 3,42 м., длина коньковых стропил — 2,69 м.Теперь следует вычислить площадь верхних и нижних граней.

Умножаем длину боковых стропил на длину основания крыши. Получается 34,2 м.кв. Сумма двух нижних граней — 68,4 м.квПри умножении длины коньковых стропил на длину крыши получаем 26,9 м.кв.

Складываем две верхние грани. Получаем 53,8 м.квСоответственно общая площадь крыши получается 122.2 м.кв. Расчет площади Расчет кровельного покрытия Расчет площади крыши необходим нам для точного расчёта необходимого количества кровельного материала.

Как рассчитывается площадь мансардного этажа в доме для налогов

Москва «Об утверждении Требований к определению площади здания, помещения» I. Общие требования к определению площадей 1. Площадь и общая площадь здания, помещения определяются как площадь простейшей геометрической фигуры (прямоугольник, трапеция, прямоугольный треугольник и т. п.) или путем разбивки такого объекта на простейшие геометрические фигуры и суммирования площадей таких фигур. 2.

Значение площади и общей площади здания, помещения определяется в квадратных метрах с округлением до 0,1 квадратного метра, а значения измеренных расстояний, применяемые для определения площадей, — метрах с округлением до 0,01 метра. 3. Для помещений в зданиях, возведенных по типовым проектам из сборных конструкций заводского изготовления с типовой планировкой на этажах, допускается производить определение площадей по подвальному, первому и типовому этажу.

Многие из людей, живущих в частном секторе, предпочитают дома с мансардами. Но иногда проект дома не предусматривает таких надстроек. Это не проблема: можно возвести мансарду и после окончательного строительства.
Главное здесь — правильные расчеты нагрузок на стены. Но не стоит забывать и о разновидностях крыши, под которой будут находиться помещения.

• Разные варианты мансарды
• Определение высоты помещения
• Расчеты площади по формулам

Угол наклона кровли и его влияния на площадь мансарды

Мансарда одна, а вариантов много

Вариантов мансард бывает несколько. Это зависит и от формы крыш, и от их уклона. Первый – это крыша с одним скатом. И хотя потолки в такой мансарде получаются с большим наклоном, комнаты приобретают оригинальный вид.

Крыши, которые имеют два ската, словно предназначены для проекта мансардных помещений. Стены комнат ровные, а конструкция кровли простая. Одним из подвидов двускатной крыши является ломаная кровля: в такой мансарде можно проектировать большое количество комнат.

Вариант вальмовой (четырехскатной) кровли, пожалуй, самый лучший для проектировки мансард: окна комнат можно сделать во всех фронтах.

Некоторые проекты домов предполагают кровлю в виде конусов, куполов или пирамид. В таких мансардах комнаты необычного вида. Но для строительства такой мансарды своими силами не обойтись – очень серьезная планировка потребует выполнения профессионалом.

Рассчитываем площадь мансарды

Делаем расчет: определяем высоту

Для того, чтобы правильно рассчитать количество площади, которое возможно для мансардного этажа, нужно обратить внимание на высоту будущих помещений.

При высоте вертикальной стены от 0,85 метров до 1,5 м можно сделать помещения с несколькими уровнями: одни комнаты будут стандартными, а другие получатся со ступенчатым потолком.

Высота стен 1,3 м– 1,5м – это готовый этаж. Здесь остается только поставить стены и получить отдельные комнаты.

Отсутствие вертикальных стен или их малая высота (меньше 0,8 м) — мансарда чердачного типа.

Вычисляем площадь и рассчитываем помещения

Чтобы рассчитать площадь мансарды, нужно представить ее в форме прямоугольника. А потом умножить высоту помещения (берется самая узкая часть наклонного потолка), длину и ширину визуального прямоугольника. Это подходит для всех вариантов мансарды и уклонов кровли. Но в единичных случаях, когда высота не больше полуметра или наклон кровли слишком большой, расчет производят по специальной формуле: П = АхL+2Bx0,7L или П = L(A+1,4B)

П – площадь мансарды; А – ширина пола (высота стены выше 1,1 м); L – длина помещения; В – ширина пола (высота не меньше0,8). А остальные цифры – это неизменные коэффициенты.

Вычислив общую площадь, можно приступать к распределению ее на комнаты.

Расчет мансардной крыши

Воспользуйтесь онлайн калькулятором мансардной крыши для расчета необходимого количества материалов для кровли данного типа. Точный расчет обрешетки, угла наклона стропильной системы, нагрузки на кровлю дома.

Укажите кровельный материал:

кг/м2

Введите параметры крыши:

Ширина заложения A1 (см)

Ширина заложения A2 (см)

Длина основания D (см)

Высота подъема B1 (см)

Высота подъема B2 (см)

Длина боковых свесов C (см)

Длина переднего и заднего свеса E (см)

Стропила:

Шаг стропил (см)

Сорт древесины для стропил (см)

Рабочий участок бокового стропила (не обязательно) (см)

Расчёт обрешётки:

Ширина доски обрешётки (см)

Толщина доски обрешётки (см)

Расстояние между досками обрешётки
(см)

Расчёт снеговой нагрузки:

Выберите ваш регион, используя карту ниже

Расчёт ветровой нагрузки:

Регион

Высота до конька здания

Тип местности

Рассчитать

Результаты расчетов

Крыша:

Угол наклона боковых стропил: 0 градусов.

Угол наклона подходит для данного материала.

Угол наклона для данного материала желательно увеличить!

Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!

Угол наклона коньковых стропил: 0 градусов.

Угол наклона подходит для данного материала.

Угол наклона для данного материала желательно увеличить!

Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!

Площадь поверхности крыши: 0 м2.

Площадь мансардного этажа: 0 м2.

Примерный вес кровельного материала: 0 кг.

Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1×15 м): 0 рулонов.

Стропила:

Нагрузка на боковую стропильную систему: 0 кг/м2.

Нагрузка на коньковую стропильную систему: 0 кг/м2.

Длина боковых стропил: 0 см.

Длина коньковых стропил: 0 см.

Количество боковых стропил: 0 шт.

Уменьшите шаг стропил!

Количество коньковых стропил: 0 шт.

Уменьшите шаг стропил!

Обрешетка:

Количество боковых рядов обрешетки (для всей крыши): 0 рядов.

Количество коньковых рядов обрешетки (для всей крыши): 0 рядов.

Общее количество рядов обрешетки: 0 рядов.

Равномерное расстояние между боковыми досками обрешетки: 0 см.

Равномерное расстояние между коньковыми досками обрешетки: 0 см.

Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: 0 шт.

Объем досок обрешетки: 0 м3.

Примерный вес досок обрешетки: 0 кг.

О калькуляторе

Онлайн-калькулятор мансардной крыши поможет рассчитать углы наклона боковых и коньковых скатов, количество и необходимое сечение стропил, объём обрешётки и других материалов для строительства крыши. Вам не придется выполнять лишние расчеты, поскольку данный калькулятор включает большинство существующих кровельных материалов, таких как битумная черепица, цементно-песчаная и керамическая черепица, металлочерепица, битумный и асбестоцементный шифер, ондулин. Если же вы используете нестандартный материал, или хотите получить более точные расчеты, вы можете указать массу собственного кровельного материала, выбрав соответствующий пункт в выпадающем списке материалов.

Прежде чем проектировать мансардный этаж, ознакомьтесь со СНиП 2.08.01-89 «ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ» со всей серьёзностью.

Обратите внимание!
Калькулятор производит расчеты согласно действующих СНиП «Нагрузки и воздействия» и ТКП 45-5.05-146-2009.

Устройство мансардной (ломаной, покатой) крыши отличается тем, что с каждой стороны она содержит два ската с разными углами наклона: крутой боковой и покатый висячий. Таким образом, под крышей образуется удобное пространство, которое можно использовать в роли жилого помещения. Это помещение называется мансардным этажом или просто мансардой.

Мансарды впервые были построены в 17 веке. Мансарда возводится относительно легко как при изначальном строительстве здания, так и в роли надстройки на существующее здание. Таким образом, она предоставляет альтернативу в строительстве дополнительного этажа.

Поскольку боковые скаты отличаются большой крутизной, следует тщательно подходить к выбору строительных материалов. Возможно, мансардная крыша потребует дополнительных затрат. Особенно это важно для жилых мансардных помещений: им будут нужны увеличенные фронтонные окна и улучшенная теплоизоляция.

При заполнении полей калькулятора ознакомьтесь с дополнительной информацией, расположенной под знаком .

О любых вопросах или идеях, касающихся данного калькулятора, вы можете написать нам, используя форму комментариев внизу страницы. Будем рады услышать ваше мнение.

Дополнительная информация о результатах расчётов

Угол наклона боковых стропил

Угол, под которым наклонены боковые стропила к плоскости потолка. Он, как правило, более крутой. Различные кровельные материалы допускают разные предельные углы. Калькулятор покажет, можно ли возвести крышу под данным углом из выбранного кровельного материала.

Угол наклона коньковых стропил

Угол, под которым наклонены коньковые (висячие) стропила к плоскости пола мансарды. Этот угол, как правило, более покатый. Различные кровельные материалы допускают разные предельные углы. Калькулятор покажет, возможно ли возвести крышу под указанным углом из выбранного кровельного материала.

Площадь поверхности крыши

Площадь всей поверхности кровли включая свесы. Чтобы определить площадь одного ската, достаточно указанное значение разделить на два.

Площадь мансардного этажа

Площадь помещений мансарды. Сюда не входит площадь под боковыми скатами.

Примерный вес кровельного материала

Вес выбранного кровельного материала для всей площади крыши с учетом свесов.

Количество рулонов изоляционного материала

Необходимое количество изоляционного материала для всей площади крыши. Указано количество в рулонах, исходя из стандартного размера рулона — 15 метров в длину, 1 метр в ширину. При расчете также учтен нахлест 10 % в местах стыков.

Нагрузки на боковую и коньковую стропильную систему

Данные значения показывают максимально возможные нагрузки на данную кровлю. В расчетах участвует как общая масса кровельного пирога, так и сумма ветровых и снеговых нагрузок выбранного региона.

Длина боковых стропил

Расчетная длина стропил боковых скатов, располагаемых от нижней части ската до верха мансардного этажа.

Длина коньковых стропил

Расчетная длина коньковых (висячих) стропил, располагаемых от верха мансардного этажа до конька крыши.

Количество боковых и коньковых стропил

Общее количество боковых и коньковых стропил, необходимых для возведения крыши с заданными параметрами.

Минимальное сечение стропил / Вес стропил / Объем бруса

1. В первой колонке указаны допустимые сечения стропил по ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород. Во внимание берется вес, заданные параметры конструкции, возможные нагрузки на кровлю. Калькулятор рассчитывает суммарные нагрузки, которые могут воздействовать на конструкцию, и подбирает оптимальные варианты сечений стропил.
2. Вторая колонка содержит информацию о весе стропил с указанным сечением. Здесь указан общий вес стропил для рассчитываемой крыши.
3. Третья колонка отображает суммарный объем стропил в кубических метрах. Используйте данные значения для расчета стоимости пиломатериалов.

Количество рядов обрешетки

Число рядов обрешётки, которое понадобится для всей кровли при заданных параметрах.

Равномерное расстояние между досками обрешетки

Расстояние, которое рекомендуется выдерживать между досками обрешёток, чтобы оптимизировать расход материала и обойтись без его подрезки.

Количество, объем и вес досок обрешетки

Суммарное количество досок для обустройства обрешетки кровли, их объем в кубических метрах и их общий вес.

Мансардная крыша – расчет

Особенности многих архитектурных проектов частных домовладений зачастую становятся более привлекательными и интересными благодаря включению в проект устройство мансардного этажа. Такая идея, как использование пространства под кровлей в качестве жилого помещения, кроме архитектурной и дизайнерской привлекательности таит в себе и ряд проблемных моментов, например, таких как правильный расчет и устройство кровли.

Особенности мансардной крыши

Ввиду того, мансарда – это специфическое сооружение здания, приспособленное для нормального проживания, то есть полноценное жилое помещение, то и крыша такого здания имеет свои особенности:

• особая форма кровельной конструкции крыши;
• устройство полноценного теплоизоляционного покрытия, обеспечивающего комфортное нахождение внутри;
• наличие в крыше большого количества оконных конструкций;
• устройство внутренних коммуникаций в мансарде.

Особенности стропильной системы крыши

Наиболее важным во всех отношениях элементом мансарды является стропильная система крыши. Правильное исполнение данного элемента конструкции здания позволяет не только реализовать решение относительно устройства мансарды, но и обеспечить правильную эксплуатацию всего здания.

Как показывает практика, сегодня возможно устройство мансардного помещения практически при любом типе кровельной конструкции. В зависимости от проекта здания, мансарда может с успехом оборудоваться как под односкатной крышей, двускатной, вальмовой или многощиповой крышей.

Однако, наиболее приемлемым является вариант мансардной кровли, основным отличием которого является наличие увеличенного пространства под кровлей за счет изменения угла наклона ската.

Такое решение наиболее оправданно с архитектурной точки зрения, но в то же время оно более затратное по количеству материалов и несколько сложнее в техническом плане, чем обычная двускатная кровля.

В целом стропильная система мансардной кровли состоит:

• боковые торопила;
• коньковые стропила;
• обрешетка боковых стропил;
• обрешетка коньковых стропил;
• стойки;
• подкосы;

Различают два вида стропил – наслонные и висячие. Первые применяются там, где есть в проекте промежуточная несущая стена. Проще говоря, одна сторона стропила упирается в мауэрлат по наружной стене, а второй во внутреннюю стенку.

Висячие стропила имеют два яруса: нижний – боковые стропила и верхний – коньковые стропила. Для создания жесткости конструкции висячих стропил, как правило, устраиваются перемычки и стойки.

С чего начать строительство мансардной крыши?

Строительство мансардного этажа, как правило, происходит как этап строительства здания в целом, однако, в случае, если мансардный этаж оборудуется из здания старой постройки или перестраивается в процессе реконструкции кровли, то план строительства разрабатывается с учетом существующих особенностей здания.

Как правило, для правильной организации строительных работ разрабатывается план и рабочий чертеж, по которому производится расчет необходимых материалов и прорабатываются этапы строительства.

Правила расчета мансардного этажа

При построении плана строительства и рабочего чертежа пользуются основными правилами последовательности расчета:

• выбор схемы стропильной системы крыши;
• расчет мансардного помещения;
• расчет нагрузки и количества материалов;
• план проведения работ.

При этом главную роль играет правильный расчет показателей.

Расчет показателей

При расчетах плана мансардного этажа и последующем строительстве огромную роль играет правильный выбор расчетов показателей.
Первоначальным действием в расчете показателей мансарды проводится расчет полезной площади мансарды.

Оптимальным является минимальный учет следующих показателей: высота потолка мансарды – 2 метра, ширина – 3 метра. Такие параметры считаются необходимыми для комфортного нахождения в помещении. Кроме того, определяется глухая площадь мансардного этажа.

Основным правилом расчета полезной площади является учет расстояния от пола до потолочного изгиба равного 90 сантиметров и более.
Остальная площадь мансарды является глухой зоной, использование которой в качестве жилого помещения нерационально.

Расчет площади кровли происходит вычислением площади каждого отдельного элемента скатов крыши. То есть если крыша имеет два ската имеющего один излом то вычисляется площадь каждого элемента отдельно, сначала бокового ската, после конькового ската, полученные значения суммируются и умножаются на 2.

Следующим из расчетов показателей является расчет стропильной конструкции:

• расчет угла наклона боковых стропил;
• расчет угла наклона коньковых стропил;
• расчет количества материалов для стропил;
• расчет обрешетки;
• расчет кровельного материала.

В зависимости от полезной площади мансарды проводится расчет угла наклона боковых стропил. При проведении расчета минимальным углом наклона принимается угол в 60 градусов.

Расчет угла наклона боковых стропил проводится в основном тремя способами:

1. Геометрический, самый простой и надежный способ, используется известная со школы теорема Пифагора.
2. Справочный, этот способ позволяет определить угол наклона стропил по специальным справочным таблица;
3. Метод геометрических построений – метод, при котором производится масштабное построение плана стропильной системы с последующим вычислением необходимых параметров;
4. Использование строительного калькулятора – данный способ хорош для пользователей интернета, многие строительные сайты предлагают онлайн-калькуляторы расчета различных параметров.

Учитывая то, что коньковые стропила несколько меньше боковых стропил, и то что конструкция коньковых стропил, как правило, поддерживается стойками угол наклона выбирается в 30 градусов.

Для удобства расчета поверхности крыши вся поверхность разбивается на простые геометрические фигуры – прямоугольники и треугольники. Отдельно производится вычисление площади каждого участка впоследствии найденные значения суммируются.

К примеру, ломаную двускатную крышу разбивают на четыре участка – по два нижних боковых и два верхних – коньковых. Находят площадь бокового и конькового участков крыши, после чего умножают на 2.

Чаще всего мансардный этаж определяется площадью мансардного помещения. В таком случае определяется линия стен и уже вычисляется непосредственно площадь помещения. Когда стены мансарды будут проходить по линии стоек, то длина здания умножается на расстояние между противоположными стойками.

В случае, когда помещение будет иметь потолочный изгиб (в качестве части потолка будет использована кровельная конструкция), площадь мансардного этажа вычисляется нахождением площади фигуры поверхности мансарды ограниченной условной линией прохождения по поверхности пола линии изгиба потолка на высоте 90 сантиметров.

Проводя расчеты кровли, следует иметь в виду, что необходимо учитывать в расчетах вес кровельного материала.

Так, следует учитывать, что 1 квадратный метр может иметь массу:

• шифер – 11 – 13 кг;
• мягкая черепица – 9 – 15 кг;
• оцинкованная жесть – 3 – 6,5 кг;
• керамическая черепица – 50 – 60 кг;
• металлочерепица – 5 – 6кг;

Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом

При расчете изоляционного материала следует знать, что нахлест полос покрытия должен составлять 10 сантиметров.
Стандартный размер многих производителей рулонных изоляционных материалов составляет длина 10 или 15 метров, ширина 100 сантиметров.

Однако, при выборе конкретного производителя и конкретного материала нелишне узнать фактические размеры рулона. Не секрет, что у разных производителей могут быть использованы свои технические условия и параметры продукции.

Нагрузки на боковую/коньковую стропильную систему

Рассчитывая нагрузки на боковую и коньковую части кровли, следует брать во внимание при расчете среднюю нагрузку в 200 кг на погонный метр.
Такая нагрузка вполне выдерживает снеговую и ветровую нагрузку на кровельную систему.

Производство расчетов снеговой и ветровой нагрузки на кровлю производится с помощью специальных справочников и таблиц, в которых указываются коэффициенты снеговой и ветровой нагрузки.

Так, к примеру, в различных регионах снеговая нагрузка может достигать 220 килограмм на метр квадратный.

При расчете конкретной кровли следует знать, что существуют поправочные коэффициенты нагрузок в зависимости от угла наклона крыши:

• коэффициент при наклоне до 25 градусов равен 1.
• коэффициент при наклоне крыши от 25 до 60 градусов равен 1,025;
• при углу наклона больше 60 градусов коэффициент не учитывается.

Таким образом, при расчете снеговой нагрузки на крышу при средней в регионе снеговой нагрузки в 220 килограмм и углу наклона коньковой крыши в 30 градусов равен:
220*1,25= 275 килограмм на метр квадратный.

Расчет длин и других размеров мансардной крыши при построении чертежа происходит по формулам известным с курса математики средней школы. Для удобства проведения расчетов поперечный разрез кровли представляется в качестве нескольких простых фигур: пространство мансарды между опорными стойками, балкой перекрытия и затяжкой представляется в виде прямоугольника.

Пространство боковой стропильной ноги отрезком балки перекрытия до мауэрлата и опорной стойкой –прямоугольным треугольником. Коньковые стропила, и затяжка образуют равнобедренный треугольник. Теперь даже без выдающихся способностей можно вычислить основные длины стропил.

Учитывая то, что боковые стропила представляют собой гипотенузу прямоугольного треугольника, высота опоры до затяжки составляет 2,5 метра, а угол наклона стропила составляет 60 градусов, нетрудно вычислить длину стропильной ноги:

• Длина стропильной ноги =0,5 +высота опоры / cos 60 = 0,5+ 2,5/ 0,5 = 5,5 метра

Где 0,5 – это длина карниза крыши, его следует учитывать обязательно, поскольку вынос крыши от стены дома должен быть обязательно.

Длина коньковых стропил рассчитывается по формуле расчета для равносторонних треугольников где:

• в – основание треугольника и равно длине затяжки, то есть как в данном примере 4 метра;
• угол а, у основания треугольника равен углу наклона коньковых стропил, то есть 30 градусам;
• угол вершины треугольника равен 120 градусам.

Нахождение длины коньковых стропил производится по формуле:

Длина стропил = Длина затяжки/2cos а

Длина стропил = 4 метра/2х0,866

Длина коньковых стропил равна 2,3 метра

В зависимости от линейных размеров здания и площади кровли предусматривается устройство боковых и коньковых стропил через равное расстояние. Нормальным считается устройство стандартных стропил 50х100 мм через 0,7 – 0,8 метра при длине ноги стропила в 6 метров и 1,2 метра при длине ноги в 3 метра.

Минимальное сечение боковых/коньковых стропил. Вес и объем бруса для стропил

При расчете кровельной конструкции в расчет берутся следующие минимальные сечения стропил:

• боковые стропила и коньковые стропила – 50х100 миллиметров.

При расчете веса берется средний показатель плотности древесины при влажности 18 % – 500 килограмм на метр кубический.

Количество боковых/коньковых рядов обрешетки

При расчете обрешетки, в зависимости от выбранного кровельного материала во внимание берется тип необходимой системы обрешетки:

1. для мягких кровельных материалов устраивается сплошная обрешетка из фанеры или OSB-плиты;
2. для полужестких кровельных материалов устраивается разреженная или уплотненная обрешетка;
3. для жестких крупноразмерных кровельных материалов типа шифер устраивается разреженная обрешетка;
4. для крупноразмерных полужестких кровельных материалов (кровельное железо) устраивается сплошная обрешетка.

При расчете количества рядов обрешетки рекомендуется придерживаться следующих правил:

1. при расчете обрешетки кровель с малым уклоном до 12 градусов рекомендуется устройство сплошной обрешетки;
2. для кровли с уклоном до 60 градусов рекомендуется устройство обрешетки с шагом в 20 – 23 сантиметров;
3. для кровли с большим уклоном более 60 обрешетку рекомендуется монтировать с шагом в 60 сантиметров.

Нормальным считается устройство обрешетки из обрезной доски шириной 20 см через 20 – 30 см

Общее количество рядов обрешетки

Исходя из того, что для устройства обрешетки используется обрезная доска 20х2 сантиметров и расстояние между рядами обрешетки берется в 20 сантиметров, на каждый метр кровли приходится 3 ряда обрешетки.

При увеличении расстояния между рядами обрешетки до 30 сантиметров на каждый метр кровли будет приходиться 2 ряда обрешетки.
В расчете количества рядов обрешетки к общему количеству рядов прибавляется еще 2 – коньковый и карнизный.

Равномерное расстояние между боковыми/коньковыми досками обрешетки

Устройство равномерного расстояния между боковыми коньковыми досками обрешетки необходимо не только для достижения необходимой прочности конструкции, поскольку такая конструкция должна выдерживать не только массу кровли, но и выдерживать снеговую и ветровую нагрузку.

Кроме этого, равномерное распределение обрешетки позволяет более качественно проводить установку теплоизоляционного пирога.

Количество досок обрешетки стандартной длины

Согласно сортаменту пиломатериалов промышленность выпускает стандартные размеры пиломатериалов из хвойных и лиственных пород.

Стандартными длинами пиломатериалов считаются:

• пиломатериалы хвойных пород длиной в 4,5 метра и 6 метров;
• пиломатериалы лиственных пород – не более 5 метров;
• пиломатериалы хвойных пород для специальных нужд 9 метров.

Таким образом, для одного ряда обрешетки дома 8х10 метров на скат крыши в 10 метров необходимо 2 доски по 6 метров (при этом следует учитывать, что крыша выступает на фронтон минимум на 20 сантиметров с каждой стороны).

Объем досок обрешетки

Для подсчета объема заказа пиломатериала в кубических метрах необходимо:

1. подсчитать количество досок, необходимых для обрешетки с учетом обрезков;
2. перевести линейные размеры доски из сантиметров в метры (доска 20х150 мм длиной 6 метров при пересчете будет 0,02 (толщина доски) х 0.15(ширина доски) х 6 (длина));
3. перемножить количество досок на размеры одной доски в метрах, в результате получается объем в кубических метрах (0,02х0, 15х6х20= 0,36 кубических метров)

Примерный вес досок обрешетки

Учитывая объективные свойства древесины, для устройства обрешетки, как правило, используется древесина хвойных пород.

Однако следует знать, что при использовании свежераспиленной древесины возможны только изменения самой древесины – коробление, растрескивание, кручение, но и возникновение гниения волокон древесины, появление грибка и плесени.

Поэтому при устройстве обрешетки, а тем более обрешетки крыши мансардного типа использовать сухую древесину.

При расчетах веса деревянной обрешетки за основу берется вес древесины при влажности 18%, что в среднем составляет:

• древесина ели обыкновенной – 450 кг;
• сосна обыкновенная – 510 кг;
• сосна кедровая – 440 кг;
• пихта сибирская – 380 кг;
• пихта кавказская – 440 кг.

При проведении расчетов веса стропил и обрешеток, берется усредненный показатель веса пиломатериала 500 кг на кубический метр.

Таким образом, если на обрешетку необходимо 20 досок 20х150 по 6 метров, что составляет 0,36 кубометра ели обыкновенной то, вес такой конструкции будет равен:
0,36х450=162 кг

Рекомендации по расчетам

Приступая к проведению расчетов кровельной конструкции мансардной крыши необходимо составить план кровли, при этом нужно на бумаге построить максимально детальный план с учетом масштаба.

При проведении расчетов рекомендуется максимально опираться на стандартные величины изделий стройматериалов, выпускаемые промышленностью. Например, брать стандартные длины досок – 4,5 и 6 метров.

На бумаге с помощью карандаша, линейки и транспортира рассчитать возможные варианты устройства стропильной системы. Поскольку вносить изменения на этапе строительства чаще всего приходится в сторону увеличения количества материалов.

Строительные материалы

При строительстве мансардной кровли особое внимание в расчетах уделяют правильному подбору материалов, поскольку неправильный подбор и устройство стройматериалов может привести к ошибкам в установке кровли, ее утяжелению конструкции.

Параметры материалов для возведения мансардной крыши

Для устройства стропильной конструкции рассчитываются бруски различного сечения, из хвойных пород древесины, при выборе материала, его осмотре обращается внимание на наличие сучков и их количества, нормальным считается наличие не более 3 сучков на 1 погонный метр материала.

Для устройства обрешетки берется в расчет стандартная длина доски в 4,5 или 6 метров.

При расчете кровельного покрытия берутся за основу стандартные размеры кровельных материалов, при этом в случае если боковые стропила имеют длину в 2,5 листа шифера, то в расчете берется 3 ряда, то есть округляется в большую сторону.

Какого сечения требуются стропила?

При возведении мансардной кровли в расчете берут стандартные размеры брусков для устройства стропил – 50х100 миллиметров или 50х150 миллиметров.

Расчет ветровой нагрузки

Ветровая нагрузка является временной нагрузкой на плоскость крыши. Расчет ветровой нагрузки производится согласно СНиП 2.01.07-85 “Нагрузки и воздействия”, это старый добрый советский СНиП, однако, сегодня он действует не во всех регионах России, многие субъекты разработали свои региональные нормы.

Проведение расчета ветровой нагрузки кровли связано с тем, чтобы задать необходимый запас прочности при кратковременном воздействии сильных порывов ветра. Такая необходимость связана с тем, что ветровая нагрузка имеет существенные отличия даже в одной местности.

Всего же на силу ветра в основном влияют:

• регион расположения постройки;
• наличие городской застройки;
• высота здания и угол наклона крыши.

Расчет снеговой нагрузки

В отличие от ветровой нагрузки снеговая нагрузка является более продолжительной и относится к разряду долговременных нагрузок. На определение снеговой нагрузки влияют несколько факторов – наклон кровли, количество скатов крыши, наличие дымоходов, перепадов крыши, парапетов и слуховых окон.

Кроме этого, важную роль играет примерное количество снегового покрова, зависящее от местности расположения.

Как и ветровая нагрузка, снеговая нагрузка рассчитывается по СНиП 2.01.07-85 “Нагрузки и воздействия” при этом берется поправочный коэффициент, зависящий от угла наклона крыши:

• коэффициент при наклоне до 25 градусов равен 1.
• коэффициент при наклоне крыши от 25 до 60 градусов равен 1,025;
• при углу наклона больше 60 градусов коэффициент не учитывается.

Расчет ломаной мансардной крыши

Расчет ломаной мансардной крыши производится поэтапно с учетом основных параметров, в которых рассчитываются:

• угол наклона крыши;
• длина и сечение конькового и бокового стропил, их усиление;
• сечение и шаг обрешетки;
• площадь боковых и коньковых скатов;
• масса кровельного материала, расчет нагрузок и масса утеплителя;
• расчет расстояния между стропилами.

В конце расчета производится расчет необходимого материала.

Расчет двускатной мансардной крыши

Расчет двухскатной крыши практически не отличается от расчета ломаной крыши за исключением, того, что в расчете не проводится расчет коньковых и боковых стропил, боковых и коньковых скатов крыши.

Основные ошибки в расчете мансардных кровель

При расчете мансардных кровель довольно часто допускаются следующие ошибки:

• неправильно рассчитывается угол наклона и длина стропил;
• допускаются ошибки в расчете снеговой нагрузки, не учитываются поправочные коэффициенты угла наклона кровли;
• не берется во внимание вентиляционный зазор при устройстве теплоизоляционного пирога;
• часто пренебрегают особенностями устройства крыши из различных материалов, вследствие чего производится неправильный монтаж и дальнейшая эксплуатация крыши.