Зведення полумансарди дозволяє додати будинку виразний, естетичний вигляд. Але кроквяна система полумансардной даху вимагає особливого підходу при проектуванні.
переваги полумансарди
Питання збільшення корисної площі будинку за рахунок облаштування додаткового верхнього поверху - один з найбільш актуальних в приватному будівництві. Зведення повноцінного другого (третього і більш) поверху вимагає серйозних фінансових вкладень і істотно збільшує підсумкову вартість будівельних робіт. До найбільш популярних рішень відноситься будівництво мансардного даху - це дозволяє обладнати додаткові житлові приміщення безпосередньо під покрівлею. Стінами і дахом мансардного поверху є скати покрівлі. Якщо є бажання створити вертикальні стіни в мансардному поверсі - встановлюються перегородки.
Полумансарда - це принципово інший підхід до облаштування додаткового поверху. Під полумансардой мається на увазі житлове приміщення, бічні стіни якого утворені вертикальної будівельної конструкцією і скатом даху.
Вертикальна частина бічної зовнішньої стіни полумансарди не перевищує 1,5 метрів.
На відміну від мансарди, в полумансарде бічні вертикальні стіни є несучими. До переваг даної конструкції можна віднести раціональне використання внутрішнього простору, можливість виконати практичне вертикальне скління.
Через покрівельні конструкції будинку відбуваються значні втрати тепла, тому при будівництві мансардного поверху потрібно особливу увагу приділити теплоізоляції даху. Утеплити полумансарду значно простіше, так як її стіни зводяться з того ж матеріалу, що і вся коробка будинку. При цьому слід зазначити, що кінцева вартість зведення полумансардного поверху вище, ніж мансардного. Крім того, необхідно враховувати деякі особливості облаштування полумансардной кроквяної системи.
Проектування даху полумансарди
При розробці проекту каркасу даху полумансарди, важливо правильно вибрати кут нахилу покрівлі. Через архітектурних особливостей такої споруди, покрівлю рідко роблять високою, щоб не порушувати пропорції будівлі. Але при цьому дах повинна успішно справлятися з експлуатаційними навантаженнями, включаючи снігову. Полумансарда зазвичай забезпечується односкатной або двосхилим дахом. Необхідно враховувати, що кроквяна система повинна бути безрозпірного, щоб не передавати розпірну навантаження на стіни полумансарди.
Підготовлена схема кроквяної системи повинна відображати не тільки розташування елементів конструкції, а й принципи їх кріплення. Щоб крокви не передавали розпір на стіни, зводиться каркас даху з похилими кроквами, причому кроквяні ноги повинні кріпитися особливим чином, з певними ступенями свободи. Безрозпірного система зазвичай застосовується при зведенні будинків з каменю, цегли та інших блочних матеріалів.
Пристрій системи з похилими кроквами вимагає укладання мауерлата і монтажу конькового прогону, який повинен спиратися на фронтони або спеціальні строго вертикальні стійки.
Щоб крокви працювало на вигин і не передавало розпір на стіни, одна з його опор має бути закріпленою, але мати можливість вільно обертатися. При цьому друга опора виконується рухомий і вільно обертається. Такий монтаж крокв може виконуватися трьома різними способами.
Монтаж безрозпірного наслонних крокв: спосіб №1
Нижню частину кроквяної ноги можна підшити опорним бруском, або виконати в ній врубку зубом для упору в мауерлат. При цьому у верхній частині крокви необхідно зробити горизонтальний запив з скосом. Глибина цього запила не повинна перевищувати а = 0,25h, а майданчик обпирання в довжину не повинна бути більше h - висоти перетину крокви. Скіс підрізування дозволяє уникнути распорной навантаження при роботі крокви на вигин - запив без скоса буде жорстко впиратися в прогін бічною щокою. Довжина скошеного запила повинна становити не менше двох а.
Якщо немає можливості виконати підрізування верху крокви, його потрібно підшити відрізком дошки того ж перетину, що і кроквяна нога і закріпити з двох сторін дерев'яними прібоінамі або монтажними металевими пластинами. Кроквяні ноги верхніми кінцями вільно укладаються на коньковий брус. У двосхилим конструкції кріплення до прогону виконується за принципом ковзної опори, при цьому кроквяні ноги між собою не скріплюються. Таким чином, даний варіант двосхилим даху можна розглядати як комплекс з двох окремих односхилих конструкцій, що примикають один до одного.
Підшивка прібоінамі верхній частині ніг крокв або запив виконуються горизонтально. Установка крокв зі зміною схеми обпирання кроквяних ніг на прогін веде до виникнення розпірних навантажень.
Монтаж безрозпірного наслонних крокв: спосіб №2 і спосіб №3
Установка крокв даними способом є найбільш поширеним варіантом монтажу безрозпірного конструкції при будівництві двосхилим даху. Нижня частина кроквяної ноги виконується на повзунові, при цьому верх потрібно закріпити, з цією метою:
- крокви впираються в прогін або один в одного і зв'язуються за допомогою дерев'яних прібоін або зубчастих металевих пластин;
- верхні частини крокв скріплюються болтом або цвяховим з'єднанням.
Особлива увага приділяється принципу кріплення нижньої частини крокв до мауерлату. Необхідно закріпити крокви в проектному положенні, для чого з обох сторін в бічну поверхню забиваються під кутом по одному цвяху. Або може бути вбитий зверху один цвях великої довжини або встановлена гнучка сталева пластина. Також можна застосовувати сталеві куточки - в цьому випадку крокви фіксується з двох сторін куточками, і в нього цвяхи не вбиваються. Додатково дані елементи кроквяної конструкції кріпляться гнучкими дротяними скрутками - вони запобігають вітрове перекидання даху, не заважаючи основному кріпленню працювати в якості повзуна.
Якщо застосувати жорсткий кріплення з великою кількістю цвяхів або саморезов, вузол кріплення нижньої частини крокви стане передавати розпірну навантаження на мауерлат.
Особливості третього способу монтажу полягають в жорсткому защемленні конькового вузла, при цьому в нижній частині кріплення крокв виконується на повзунові. Слід зазначити, що така конструкція провокує виникнення сильного згинального моменту в коньковом вузлі, який може викликати його руйнування. При цьому прогин крокв за межами конькового вузла мінімальний. Існують певні складнощі з самостійним розрахунком максимального згинального моменту такого конькового вузла, тому рекомендується застосовувати формули розрахунку для балок з двома опорами (однопрогонових). Пристрій вузлового з'єднання з жорстким закріпленням стропильних ніг у верхній частині дозволяє виконати кроквяну систему з певним запасом міцності.
Особливості зведення безрозпірного кроквяної системи
Всі три варіанти монтажу передбачають особливе кріплення крокв: один кінець крокви виконується на ковзної опори, яка дозволяє поворот, а для кріплення другого кінця використовується шарнірне з'єднання, що допускає тільки поворот. Сучасні елементи кріплення (пластини) зручні в застосуванні і дозволяють з успіхом виконувати фіксацію крокв на ползунах і в шарнірах системи. Також можуть застосовуватися традиційні варіанти кріплення з використанням скоб, цвяхового бою, обрізків дощок і брусків. Важливо правильно вибрати тип кріплення, щоб він повною мірою виконував свою задачу: допускав ковзання кроквяної ноги в опорі або перешкоджав цьому.
Розрахункова схема, яка застосовується при розробці проекту кроквяної системи, базується на допуск рівномірно розподіленого навантаження на покрівлю, тобто, вважається, що на все точки площин скатів даху впливає однакова сила. В реальності навантаження на покрівельні скати впливають нерівномірно, залежно від рози вітрів, орієнтації будинку щодо сторін світла (з південного боку замети снігу швидше тануть) і т.д.
Установка крокв усіма трьома способами забезпечує необхідну статичну стійкість кроквяної системи, в разі, якщо дотримано ключова умова: коньковий прогін повинен бути жорстко закріплений.
Щоб забезпечити необхідну жорсткість фіксації конькового прогону, він вводиться кінцями в фронтони полумансарди. Це дозволяє запобігти його горизонтальне зміщення. Якщо опереть коньковий прогін тільки на стійки, нерівномірне навантаження на скати може спричинити за собою зсув даху, в разі, коли на одному з схилів навантаження близька до розрахункової, а на іншому значно знизилася.
Підвищення жорсткості конструкції
Для підвищення стійкості кроквяної системи можна використовувати горизонтальну сутичку, яка повинна цвяховим боєм кріпитися до стійок, що підтримує коньковий прогін. У безрозпірного конструкції сутичка не функціонує при відсутності високих снігових навантажень, але в передаварійному ситуації вона працює на розтяг. До таких ситуацій можна віднести прогин конькового прогону під підвищеним навантаженням, нерівномірну просідання фундаменту. Сутички зазвичай монтуються на висоті близько 2 метрів від підлоги полумансарди, щоб вони не заважали вільному пересуванню людей по приміщенню.
При монтажі безрозпірного кроквяної системи по другому і третьому варіанту, можна облаштувати повзун (вузол спирання крокви на мауерлат) з виносом кінця кроквяної ноги за межі стіни. Така конструкція більшою мірою статично стійка, в тому числі успішніше протистоїть нерівномірних навантажень.
Щоб підвищити стійкість безрозпірного системи з похилими кроквами, низ стійок, що підтримують прогін, рекомендується жорстко закріпити за рахунок врубки в лежень і кріплення до перекриттів з метою перетворити шарнірний вузол спирання нижнього кінця стійки в конструкцію з жорстким закріпленням. Якщо мова йде про полумансарде з каменю або цегли, в якій коньковий прогін надійно зафіксований у фронтонах, додаткового зміцнення стійок не потрібно, але протиаварійні сутички бажано встановити.
Монтаж сутички має свої особливості. При облаштуванні вузли з установленням болтів або шпильок потрібно уважно поставитися до виготовлення отворів під кріплення. Їх діаметр повинен точно відповідати діаметру болта або шпильки або навіть бути менше даного значення на 1 мм. При виникненні аварійної ситуації сутичка починає працювати тільки після того, як вибере зазор між болтом і стінкою отвори. За цей проміжок часу кроквяні ноги в нижній частині «роз'їдуться» на деяку відстань (його величина залежить від того, на якій висоті встановлена сутичка), в результаті чого мауерлат може виявитися зсунутим або пошкодженим. У складних випадках може виявитися пошкодженим карниз даху, а жорстко закріплений мауерлат змусить розсунутися легкі стіни.