Как сделать четырехскатную равностороннюю шатровую крышу для коттеджа. Рекомендации, описание, чертежи и фото стропильных систем для классической шатровой кровли
Шатровая крыша является симметричной и по своей форме напоминает пирамиду с прямоугольным основанием. Такая конструкция позволяет сэкономить на стеновом материале, поскольку не имеет фронтонов.
Существенный недостаток шатровой крыши – это стропильная система, являющаяся более сложной по сравнению с ее устройством у других видов крыш. Стропильная конструкция должна быть качественно установлена, поскольку малейшая ошибка в расчете может спровоцировать даже ее обрушение. По этой причине, достаточно трудно выполнить строительные работы самостоятельно, разумнее прибегнуть к услугам профессионалов.
Выделяют два вида стропил:
— наклонные, которые устанавливают, как правило, на четырехскатной крыше с углом наклона не более 40 градусов, подобные стропила довольно легко устанавливаются и выгодны с точки зрения экономии;
— висячие, опорой для которых служат наружные стены, такого рода стропила достаточно сложно изготовить, а также отремонтировать.
Конструкция шатровой крыши изготавливается следующим образом. Под стропильными ногами либо по всей длине строения подкладывают опорный брус, так называемый мауэрлат. В случае с кирпичным домом, брус устанавливают на внутренней части стены, при этом, между стеной и мауэрлатом необходимо поместить влагоизоляционный материал. Если дом деревянный, в качестве мауэрлата будет выступать верх сруба.
В верхней части конструкции из стропил, параллельно опорному брусу, необходимо уложить опорную балку (прогон). Она нужна для того, чтобы подпирать стропила. Выше будет находиться конек крыши. В процессе строительства необходимо учитывать тот факт, что промежуток между прогонами и мауэрлатом не должен быть больше 4,5 метров. Для противостояния ветровым нагрузкам со стороны фронтона делаются диагональные связи, раскосы и подкосы. Чтобы утеплить кровлю, рекомендуется уложить слой паро- и гидроизоляционного материала. После завершения всех этих работ можно приступать к установке кровельного покрытия.
При квадратном типе скат состоит из четырех треугольников. Но, шатровая крыша имеет и свой недостаток. Ее каркас достаточно сложен и требует точности и немалых усилий при монтаже.
Самая большая сложность в создании подобной крыши – это верный расчет схемы конструкции. Произведя неточные измерения и расчеты, строитель рискует подвергнуть себя дополнительным расходам на покупку дополнительных материалов и перестройку конструкции. Такой казус неминуемо приведет к значительному удорожанию стоимости работ и материалов.
Тем не менее, сделать верные расчеты и смонтировать крышу возможно, не прибегая к услугам профессионалов.
После осуществления предварительных расчетов, можно переходить собственно к монтажу кровельного каркаса.
Существуют основные принципы обустройства шатровой крыши:
· для конька и стропильной системы необходимо использовать одинаковую древесину;
· доски промежуточные требуют более крутого наклона, а их размер не может быть меньше 5 сантиметров на 15 сантиметров;
· короткие элементы крепятся на угловые стропила;
· центральные стропила закрепляются на доске коньковой;
· упор стропил производят в коньковую доску и в верхний обвязной конец;
· конек исполняет роль несущей оси;
· накосные стропила одним концом закрепляются на коньке, а другим выступают за предел дома;
· стропила центральные выводятся на все стены;
· разветвление стропил промежуточных производят от конька.
Более подробно о схемах и порядке действий легко узнать, обратившись к нам: шатровая крыша – конструкция четырехскатная или другая – будет сделана по высшему разряду. Специалисты разъяснят все непонятные вопросы, порекомендуют необходимые материалы и инструменты.
Из инструментов при сооружении каркаса понадобятся:
1. Болгарка, электро- и ручная пилы.
2. Гвозди, молоток и дюбели.
3. Топоры и рубанок.
4. Дрель электрическая.
5. Доски и брусья одинаковой древесины.
6. Материал для кровли.
7. Скобы стальные.
Площадь чердачного помещения или мансардного этажа значительно меньше, чем в случае использования двускатной крыши. Данную проблему можно частично решить, используя мансардный тип специальной вальмовой кровли. Рассмотрим последовательность шагов, которые необходимо выполнить, чтобы построить шатровую кровлю. Проведение расчетов Проведение расчетов при строительстве шатровой крыши Для выполнения непростой задачи изготовления шатровой крыши своими руками необходимо иметь определенные знания и навыки. Вначале требуется выполнить расчеты, для проведения руками которых.
Также должна быть описана технология изготовления кровельного пирога и других элементов крыши. На основании детального проекта легко можно будет подсчитать требуемое количество материалов. Разработка такого проекта является достаточно сложной задачей и если у вас возникнут затруднения в самостоятельной его разработке, то лучше привлечь специалистов, которые произведут необходимые расчеты с учетом ваших требований. Особенности руками стропильной системы При изготовлении четырехскатной крыши используются накосные стропила, направляемые к углам дома (иногда их называют диагональными)
Возвести ее сложнее, чем двускатную или односкатную кровлю, но, вопреки этому, ей отдают предпочтение чаще всего. Причина этому – наилучший отвод воды, обеспечивающийся за счет устройства скатов с наклоном, как результат – длительный срок эксплуатации кровельных материалов, гидро- и теплоизоляции, используемых для монтажа крыши. Кроме того, шатровая крыша смотрится презентабельнее и оригинальнее в сравнении с другими видами конструкций. Шатровая кровля характеризуется как одна из самых надежных и практичных Основные детали оригинального сооружения Конструкция шатровой крыши должна быть строго симметричной. Она может монтироваться на любом строении, но намного проще, если оно имеет форму квадрата или прямоугольника. Основой рассматриваемой крыши считается стропильная система, сложная и замысловатая. Чтобы ее возвести правильно, необходимо предварительно произвести тщательный расчет. Любая ошибка в его ходе может привести к необратимым последствиям. Если планируется возведение шатровой кровли на квадратном основании, тогда у конструкции будет четыре абсолютно одинаковых ската.
Чтобы рассчитать в таком случае площадь кровли, рекомендуется определить площадь скатов и умножить полученный показатель на 4. Результат, полученный в ходе подсчетов, необходимо увеличить на площадь карнизных свесов. Важно! Чтобы определить площадь карнизного свеса, необходимо использовать следующую форму: Sкарн.=(BC+EF)/2*DG. Площадь крыши определяется так: Sкрыши = (Sската + Sкарн)*4. Перед тем как приступить к возведению шатровой крыши, необходимо учесть важные детали Расчет крыши шатрового типа Шатровая крыша своими руками будет устроена безупречно, если расчет стропильной системы сделан правильно. Если в основе конструкции лежит квадрат, то прежде всего необходимо определить угол наклона скатов, ширину и длину основания, затем, используя полученные данные, определить площадь всех четырех скатов. Если в основе крыши лежит прямоугольник, то начинать расчет следует с определения высоты трапеции и треугольника, из которых конструкция и состоит. Этот показатель равен длине вальмовых стропил. После того как высота определена, можно приступить к вычислению площадей данных фигур. Их суммарный показатель позволит получить площадь скатов кровли. Немаловажно предельно точно рассчитать и площадь карнизного свеса. Чтобы это сделать, необходимо высоту фигуры увеличить на ½ суммы длины основания. Важно знать! Расчеты последнего показателя можно вести, используя длину крыши и высоту конька или учитывая длину стропильных ног и длину крыши.
После того как площадь крыши и скатов рассчитаны, можно рассчитать основные элементы стропильной системы. Расчет шатровой крыши должен быть максимально точным Желательно данный промежуток работ доверить специалистам. Они составят максимально грамотный и точный чертеж, по которому будет элементарно просто определить количество материалов, требуемых для устройства шатровой крыши своими руками, длину стропил и последовательность работ. Виды стропильных систем Стропильная система шатровой кровли – опорная конструкция, состоящая из брусков, стоек, опор и других конструктивных элементов. Она считается не только основанием для крепления кровельного материала и других элементов крыши, но и укрепляющим элементом всего здания. Различают висячие и наслонные системы. При весомом пролете, когда возможность подпереть стропила внутренними опорами отсутствует, применяется висячая система. Она предполагает монтаж конструкционных элементов крыши на наружные стены и предусматривает установку металлических затяжек или затяжек из дерева.
Висячие стропила снизу опираются на наружные стены, а сверху – соединяются между собой. Существует два вида стропильных систем шатровой кровли Наслонная система предполагает монтаж стропил как на наружные стены, так и на внутреннюю несущую стену или дополнительные опоры. Максимально допустимый пролет между опорами – 4,5 метра. Если он достигает шести метров, тогда необходимо устанавливать под стропила подкосы. К преимуществам данного вида стропильной системы можно отнести экономичность, легкость и практичность. Составляющие элементы конструкции стропильной системы Стропильная система шатровой кровли включает в себя следующие элементы: накосные стропила – конструктивные элементы, монтаж которых производится непосредственно на каркас крыши по углам; нарожники – конструктивные элементы, фиксирующиеся к накосным стропилам; мауэрлаты – массивные балки, служащие опорой для нижних концов стропил; прогоны, лежни и ригели и ряд других дополнительных опор, необходимых для надежности и жесткости конструкции рассматриваемой кровли; подкосы, исполняющие роль держателей ног.
Шатровая крыша включает в себя несколько важных элементов Важно знать! Все указанные элементы стропильной системы создают надежную и стабильную конструкцию, способную выдержать большие нагрузки. Отсутствие одного из них может стать причиной скоропостижного разрушения кровли. Технология монтажа кровельной конструкции Монтаж шатровой крыши – задача не из легких. Он начинается со сбора основных узлов и стропил на земле, ориентируясь на заранее подготовленный шаблон. Важно! Брус, бревна и доски, необходимые для организации стропильной системы крыши, подбираются в зависимости от шага стропил, предполагаемых нагрузок и угла уклона кровли. На стены здания монтируются лежни и мауэрлаты, к ним крепятся подмостки, из двух углов, расположенных противоположно, возводятся стропила. Их соединяют в верхних точках. Затем поднимаются остальные стропила, подгоняется врубка и скрепляются в коньке специальными затяжками. Монтаж шатровой кровли выполняется в четкой последовательности Важно знать! Шатровая кровля в отличие от других крыш не предполагает подгоны. Для ее укрепления используется дополнительная стойка, которая монтируется в качестве подпорки в центре строения. Когда стропила возведены и закреплены, выполняется монтаж нарожников с подкосами. Под них минируются шпрингели, в несколько раз укрепляющие стропильные ноги. Важное требование монтажа шатерной крыши: стропила монтируются под углом девяносто градусов. Защитить от воды стены здания позволят свесы, их устраивают на расстоянии пятидесяти сантиметров от наружных стен.
Невыступающие стропила удлиняются кобылками. Поверх них устраивается обрешетка, паро- и гидроизоляционный слои, поверх которых монтируется кровельное покрытие. Небольшой дачный домик с шатровой крышей Несомненно, произвести монтаж шатровой крыши самостоятельно можно, но в виду сложных конструкционных особенностей и жестких рамок ее устройства лучше доверить работу профессионалам. Они выполнят грамотный чертеж, с предельной точностью рассчитают важнейшие параметры кровли и произведут монтаж всех элементов стропильной системы правильно и быстро. Если все же принято решение построить крышу такого плана самостоятельно, то следует должное внимание уделить расчету важнейших показателей и составлению плана-проекта. Любые погрешности могут привести к тому, что конструкция крыши не сможет выдержать даже небольшие нагрузки и разрушится от малейшего серьезного воздействия. Шатровая крыша на загородной усадьбе При подборе бригады мастеров, которые будут возводить кровлю, следует обратить внимание на их опыт работы в строительстве. Желательно доверять устройство шатровой кровли только профессионалам во избежание лишних нервов и материальных затрат, связанных с решением возникающих спорных вопросов
Конечно же, для самостоятельного строительства лучше выбрать более простой вариант, а чтобы результат работы был максимально красивым и качественным, нужно обязательно следовать подробным инструкциям, которые предложены профессионалами этой сферы.
Изначально нужно произвести расчет площади для будущей четырехскатной крыши (рассмотрим шатровую или пирамидальную). Это нужно для того, чтобы как можно более точно определить количество требуемых материалов.
В этом деле очень пригодится школьный курс геометрии. Ведь понадобится знание о том, как найти площадь пирамиды и рассчитать площадь одного ската. Если же вы по каким-то причинам подзабыли эту важнейшую информацию, то вот напоминание:
Важно! Площадь боковой поверхности пирамиды — сумма площадей боковых граней. Площадь пирамиды – площадь одного ската умножить на 4.
В интернете без труда можно найти онлайн калькуляторы, в которые, поставив свои параметры, вы быстро узнаете расчет необходимых материалов. Обычно замеряют:
· длину основания крыши;
· ширину основания;
· угол наклона в градусах;
· материал для кровельного покрытия.
Важно! Обязательно нужно проверить все расчеты по нескольку раз. Ведь одно дело, когда материалов будет куплено слишком много – обидно, но не смертельно и уже на много хуже, когда их не хватает потому, что может случиться ситуация, когда вы опомнитесь, идентичных на складе уже не будет.
И запомните такие важные моменты:
· практически все кровельные материалы укладывают внахлест, поэтому необходимо закупать их с некоторым запасом;
· площадь ската нужно начинать высчитывать со свесов;
· от 7-ми до 10-ти процентов материала идет в отходы, это тоже забывать нельзя.
Чтобы по максимуму избежать ошибок, при этом, не обращаясь в строительную компанию, можно обзавестись специальной программой для проведения подобных расчетов.
Кроме того, обязательно создать четкий план действий:
· необходимо учесть все дополнительные элементы такие, как мансардные окна, дымоходы, воздуховоды и др.;
· очень важно максимально точно измерить длину ската, при чем делать это нужно от конька до карниза;
· в расчетах необходимо прибавить длину некоторых элементов, к примеру, свесы, брандмауэрные стены, парапеты и пр.;
· учесть особенности материала, который планируется использовать для кровли. Ведь каждый из них имеет свои особенности;
· важный момент – длина скатов уменьшается примерно на 70 сантиметров, если используется черепица, либо рулонный материал.
Не забудьте учесть все следующие параметры:
· вес кровельного покрытия;
· вес паро и гидроизоляции;
· массу утеплителя;
· снеговую, ветровую, дождевую нагрузку;
· вес людей, которые будут обслуживать крышу;
· тяжесть оборудования, которое собираетесь водрузить на крышу (окна, антенны, фонари, аэраторы, лестницы и так далее).
· принимая во внимание угол наклона скатов, рассчитывают длину и ширину сечения стропил.
Расчет площади для разных материалов:
По большому счёту, шатровая крыша (см. фото) – это та же вальмовая крыша, в которой длина конька равна нулю, т.е. конька нет, и все угловые стропила сходятся в одной точке. Чаще всего её возводят на домах, коробка которых представляет из себя квадрат.
Давайте рассмотрим один пример такой крыши. Стропила у нас будут опираться на балки перекрытия. Допустим, мы имеем коробку дома размером 10х10 метров с несущей перегородкой посередине.
ШАГ 1: Устанавливаем мауэрлаты, балки перекрытия и выноса (см. рис.1). Балки перекрытия и выноса ставим, начиная от середины, т.е. сначала центральные, а потом от них влево-вправо остальные с рассчитанным шагом.
Рисунок 1
Мы видим, что крайние балки перекрытия и крайние выноса находятся от угла дома на одинаковом расстоянии. Как мы уже говорили в статье«Конструкция вальмовой крыши с опиранием стропил на балки перекрытия», расстояние это желательно брать не меньше 0,8-1 метра.
ШАГ 2: Посередине будущей крыши устанавливаем центральную стойку из бруса 150х150 мм. Высоту её определяем из предварительного эскиза крыши, выполненного на бумаге. Стойку фиксируем строго вертикально при помощи двух временных укосин (см. рис.2). После того, как мы в следующем шаге установим центральные стропила, укосины можно будет убирать. На последующих рисунках они не показаны.
Рисунок 2
ШАГ 3: Изготавливаем и устанавливаем четыре центральных стропила скатов.
Как размечаются стропила, показано на рис. 3
Рисунок 3
Таким образом мы делаем все четыре центральных стропила скатов и устанавливаем их (см. рис.4):
Вверху между собой их можно сшить либо гвоздями, либо при помощи металлических уголков, как показано на рисунке.
ШАГ 4: Пришиваем ветровые доски и устанавливаем угловые выноса (см. рис. 5). Как делать угловые выноса также подробно описано в статье о вальмовой крыше (ссылка выше):
ШАГ 5: Изготавливаем и устанавливаем угловые стропила.
Для этого в первую очередь натягиваем шнурку (см. рис. 6):
Сейчас я хочу показать способ, который мы всегда используем при установке угловых стропил длиной более 6 метров (когда их приходится наращивать). В первую очередь мы берём две доски по 6 метров. У одной делаем только нижний запил, у другой только верхний. Затем ставим эти две доски, сшивая их между собой гвоздями прямо по месту. Также сразу ставим под них стойку (см. рис.7):
Теперь рулеткой замеряем длины двух кусков, которых нам не хватает – одного с верхним запилом, другого с нижним. Изготавливаем их и нашиваем на уже стоящие доски.
Таким образом мы делаем все четыре угловые стропила (см. рис.8):
ШАГ 6: Добавляем на углы выноса, которых не хватает, и при необходимости ставим под стропила стойки (см. рис.9):
Рисунок 9
Необходимость установки стоек определяется расчётом, в зависимости от размеров крыши и снеговых нагрузок. Стойки желательнее упирать на несущие перегородки, либо ставить подкосы. Возможность установки стоек на балки перекрытия также проверяется расчётом. Об этом мы говорили в статье «Стропильная система. Расчет стропил и балок перекрытия». При этом всегда старайтесь по возможности смещать стойки ближе к несущим стенам, чтобы уменьшить нагрузку на балки.
ШАГ 7: Изготавливаем и устанавливаем все нарожники (см. рис.10).
Под нарожники, опирающиеся на выноса, над мауэрлатом ставим небольшие подпорки.
После этого нам остаётся подшить карнизы снизу и сделать обрешётку.
Во время строительства беседки или дома неизбежно возникает вопрос о выборе кровельной конструкции. Если у возводимого сооружения имеется четырехугольная или, еще лучше, квадратная форма, архитекторы и дизайнеры зачастую отдают свое предпочтение четырехскатной шатровой крыше. Такая сложно устроенная конструкция полностью окупается за счет своего оригинального внешнего вида, аэродинамическими качествами и замечательными термоизолирующими свойствами
Такой вид кровли считается наиболее сложным для самостоятельного устройства, но, тем, не менее, многие выбирают именно его из-за оригинальности и привлекательного вида. Далее будет рассмотрена техника изготовления шатровой крыши самостоятельно.
Шатровая крыша является специальной четырехскатной конструкцией с квадратным основанием, при этом скаты крыш выглядят как равнобедренные треугольники, которые сходятся к этому основанию. У такой крыши может быть множество по количеству скатов, либо она может быть вообще круглая. Главное при ее устройстве соблюдать симметрию. По внешнему виду такая крыша похожа на шатер, откуда и происходит ее название.
Следует отметить, что отсутствие у шатровой конструкции фронтонов дает возможность экономии на материалах при ее строительстве.
Крыша с шатровой конструкцией при желании может быть возведена практически на любом здании, но будет намного удобнее, если дом будет иметь основание квадратной формы. Основа конструкции шатровой крыши состоит из довольно сложной в исполнении стропильной системы, которая может быть устроена самостоятельно, если имеются определенные навыки в строительстве крыши.
Виды стропильных систем шатровой крыши
Стропильная система крыши шатрового вида представляет собой опорную конструкцию из опор, стоек, брусков и иных конструктивных элементов. Она служит как основанием для крепления материала кровли и иных элементов крыши, так укрепляющей деталью всего здания.
Различаются два типа стропильных систем для шатровых крыш:
1. наслонные системы;
2. висячие системы.
Если пролет весомый и нет возможности подпорки стропил внутренними опорами, то применяют висячую систему, которая подразумевает монтаж элементов конструкции кровли на наружных стенах и предполагает установку деревянных или металлических затяжек. Стропила висячего вида опираются снизу на наружные стены и соединяются между собой сверху.
Под наслонной системой предполагается монтаж стропил и на наружные стены, и на несущую внутреннюю стену либо дополнительные опоры. Между опорами максимально допустимый пролет составляет 4,5 метра. Если пролет достигает шести метров, то под стропила требуется установить подкосы. Преимуществами такого типа стропильной системы являются практичность, легкость и экономичность.
Основные элементы сооружения шатровой крыши
Крыша шатрового типа должна иметь строго симметричную конструкцию, которую возможно монтировать на любом строении, но будет намного легче, если оно будет иметь прямоугольную или квадратную форму. Основой для рассматриваемого вида крыши служит стропильная система, замысловатая и сложная.
Для ее правильного возведения следует произвести тщательный предварительный расчет. Малейшая любая ошибка может привести к негативным последствиям. В случае, если планируется возвести шатровую кровлю на основании квадратной формы, тогда конструкция будет иметь четыре полностью идентичных ската. Для расчета площади крыши в данном случае следует определить площадь скатов, а полученный показатель умножить на 4. Полученную в результате расчетов величину нужно увеличить на площадь свесов карниза.
Следует отметить, что для определения площади свеса карнизов необходимо применить формулу S карниза=(BC+EF)/2*DG. Для определения площади крыши используется формула S крыши = (S ската + S карниза)*4.
Расчет параметров крыши шатрового вида
Самостоятельно возводимая шатровая крыша будет безупречной, если сделать корректный расчет стропильной системы. В случае, если конструкции в своей основе имеет форму квадрата, прежде всего следует определить длину и ширину основания, угол наклона скатов, а после, применяя полученные показатели, определить площадь для всех четырех скатов.
Если крыша имеет основу прямоугольной формы, то расчет должен начинаться с того, что определяется высота треугольника и трапеции, составляющих конструкцию. Данный показатель равняется длине вальмовых стропил. Определив высоту, приступают к определению площадей этих фигур. Благодаря их суммарному показателю можно получить величину площади скатов крыши.
Очень важно максимально точно рассчитать также площадь карнизного свеса, для чего высота фигуры увеличивается на ½ суммы от длины основания. Важно отметить, что расчет данного показателя может быть произведен, применяя высоту конька и длину крыши либо с учетом длины крыши и длины стропильных ног.
После расчета площади скатов и крыши, можно выполнить расчет основных элементов стропильной систем. Рекомендуется доверить этап расчетов профессиональным специалистам, которые составят максимально точный и грамотный чертеж, благодаря которому можно будет легко определить длину стропил, объем материалов, которые требуются для возведения шатровой крыши своими руками и дальнейшую последовательность работ.
Конструкция крыши шатрового вида
Шатровую крышу принято рассматривать в строительстве ка разновидность вальмовой крыши, у которой соединение конька трансформировано в коньковый узел, а конкретнее из линии видоизменилась в точку. Шатровая крыша является пирамидой, у которой стороны образуются четырьмя скатами, имеющих форму равнобедренных треугольников. В данном случае квадратная форма основания крыши даст возможность получить идеальную симметрию, что даст наилучший результат.
Конструкция крыши шатрового вида включает в себя следующие основные элементы конструкции:
Коньковый узел, то есть пик кровли, ее наивысшая точка, которая образуется в результате соединения стропильных накосных ног.
Скаты – четыре наклонные плоскости скатов, имеющие треугольную форму, которые составляют шатровую крышу. Они имеют угол наклона, диапазон которого лежит в рамках 20-50 градусов. Опытные мастера по устройству кровли предпочитают оптимальный угол в 40 градусов.
Стропильная система, то есть каркас, который служит для поддержки кровельной конструкции. Система стропил несет на себе вес кровельного пирога и распределяет его, задавая геометрию скатов. Ее строят на основании треугольников – наиболее устойчивых и жестких фигур, гарантирующих надежность и стабильность шатровой крыши.
Покрытие кровли – материал в виде листов, рулонов, отдельных элементов или модулей, который обладает высокой степенью износостойкости и хорошими гидроизоляционными качествами. Для этих целей применяется шифер, рубероид, ондулин, профнастил или металлочерепица.
Свес крыши, который выступает за периметр основания крыши и защищает стены от ветра и воды во время дождя. Достаточным считается свес кровли, имеющий длину 40-50 сантиметров, чтобы эффективно выполнять свои функции.
Этапы строительства шатровой крыши
Создание проекта
Строить шатровую крышу своими руками допускается строго на основании грамотного проекта, который будет гарантировать ее надежность. Перед выполнением чертежей, нужно знать хотя бы минимальный школьный курс по геометрии для того, чтобы рассчитать угол наклона скатов, площадь скатов и высоту конька. Для того, чтобы произвести эти вычисления, существует простая инструкция, которая заключается в следующем:
Для начала нужно узнать угол наклона скатов при помощи рекомендаций от производителя материала кровли, а также показателей строительной климатологии, разделяющей территорию Российской Федерации на 8 зон в соответствии с ветровой и снеговой нагрузкой. Оптимально принятый уклон равняется 30-40 градусам. Такой угол подходит почти для любого вида крыши.
Следующий этап заключается в вычислении высоту, на которой располагается коньковый узел. Для такого расчета нужно узнать величину основания крыши, а также угол наклона кровельных скатов. Если изобразить крышу шатрового типа в виде пирамиды, то ее высотой будет прямая, соединяющая конек и ее основание. Ее длину можно рассчитать при помощи теоремы Пифагора.
Узнав высоту, угол наклона и размеры основания можно вычислить площадь скатов и длину стропильных ног. Данные расчеты необходимы для того, чтобы вычислить количество расходуемого строительного материала, а конкретнее для покрытия крыши и древесины для стропильной системы.
Нельзя забывать, что шатровая крыша, имеющая прямоугольное основание, в отличие от аналогичной конструкции, имеющей квадратное основание, будет иметь скаты с различными уклонами и разной длиной стропильных ног. Это важно учесть при расчете и монтаже шатровой крыши.
Проект создается при помощи компьютерной программы или вручную. Программа не только выполняет все необходимые расчету длины деталей стропильной системы, но и подбирает для них толщину. В результате получается схема с наличием размеров и взаимным расположением деталей кровли, которая послужит опорой для проводимых монтажных работ.
Конструкция стропильной системы шатровой крыши
Стропильную систему крыши шатрового вида изготавливают из древесины различных хвойных пород. Ее составляют следующие основные и дополнительные элементы:
Лежень и мауэрлат – опоры из бруса, которые необходимы для распределения нагрузки по всему периметру несущих стен. Мауэрлат укладывается на внешние перегородки, а лежень располагают на внутренние. Роль опорного бруса в деревянном доме играет верхний венец, выполненный из бревна или бруса. Для сооружений из блоков и кирпича требуется устройство бетонного армированного пояса, в которой вмуровываются шпильки из металла. На них через слой гидроизоляции укладывается мауэрлат.
Стойки, которыми являются устанавливаемые вертикально опоры, поддерживающие стропильные ноги или коньковый узел.
Стропильные накосные ноги, которые исходят к углам сооружения от конькового узла, образуя ребра скатов кровли шатрового типа. Длина накосных ног больше обычных и они подвергаются повышенной нагрузке. По этой причине они должны иметь толщину соответственно в два раза больше.
Нарожники – стропила, имеющие различную длину, которые прикрепляются к мауэрлату и накосным ногам. Они формируют поверхность скатов.
Подкосы – элемент стропильной системы, расположенный к стропилам под углом в 45 градусов.
Ригель, затяжка – перемычка, горизонтально расположенная между двумя стропилами. Ее функция заключается в гашении распирающего действия, которое стропила оказывают на стены.
Обрешетка кровли – основание, на которое настилается покрытие крыши. В зависимости от вида кровельного покрытия применяется сплошной или решетчатый вид обрешетки.
При строительстве шатровой крыши используется наслонная или висячая стропильная система в зависимости от того, какими возможностями располагает планировка сооружения. Хотя кровельные мастера, имеющие опыт не рекомендуют применять наслонный тип стропильной системы в случае, если скаты имеют уклон больше 40 градусов.
Процесс монтажных работ стропильной системы
Утвердив проект и закупив необходимые материалы, можно приступить к самостоятельному монтажу шатровой крыши. При этом производится следующая последовательность действий:
1. Первым делом устанавливается мауэрлат, балки перекрытия и лежень. Если проектом предусмотрены балки выноса, то их также монтируют на данном этапе. Укладка начинается с центральной балки, а от нее отступается шаговое расстояние в обе стороны, продвигаясь к краям.
2. Центральная стойка устанавливается ровно посередине возводимой шатровой крыши. Для нее используется брус, имеющий толщину 15×15 сантиметров или больше. Для того, чтобы она держала свое вертикальное положение, она временно закрепляется с помощью двух укосин.
3. Далее устанавливаются центральные стропила, которые в верхней части закрепляются к стойке с помощью металлических накладок, а в нижней части – к мауэрлату. Натянув от углов мауэрлата к коньковому узлу шнур для ориентира, монтируются стропильные накосные ноги. Чтобы их установить, на верхней части делается двойная врезка. Свесы стропил связываются посредством ветровой доски. При необходимости устанавливаются ригели и подкосы.
4. Затем напиливаются и приколачиваются все нарожники. Те нарожники, которые опираются на балки выноса, дополнительно укрепляются стойками для их разгрузки. Карнизы подшиваются влагостойкой фанерой или доской.
5. На стропилах полосами настилается гидроизоляционная пленка, которая нахлестывается в местах стыка на 15-20 сантиметров. Пленка крепится с помощью строительного степлера, а вдоль стропильных ног фиксируется посредством реек контробрешетки. Монтируется обрешетка. Если запланировано устройство сплошной обрешетки, то потребуются листы фанеры, а если решетчатой, то необрезная доска, имеющая размеры 15×4 сантиметров.
6. После настилается кровельное покрытие. Для этой цели сначала производится раскрой, учитывая то, что полосы и листы крепятся не в стык, а с некоторым нахлестом. Необходимо использовать в качестве крепежа специальные оцинкованные саморезы, которые поставляются в комплекте с кровельным материалом или гвозди с шляпой из каучука, которая деформируется после вкручивания, закрывая тем самым отверстие.
7. Завершающим этапом является установка системы водостока, которая состоит из трубы водостока, желоба, водоприемной воронки, а также снегозадержателей.
Некоторые детали стропильной системы крыши шатрового вида имеют величину, которая превосходит 6 метров, то есть стандартную длину пиломатериалов. Поэтому требуется изготовить наборные стропила, которые состоят из нескольких элементов, либо клееные.
Заключение
Разумеется, вполне возможно возвести шатровую крышу своими руками, но учитывая сложные конструкционные особенности и жесткие ограничения ее устройства, можно доверить данную работу соответствующим профессионалам. Они выполнят грамотный чертеж, предельно точно рассчитав все наиболее важные параметры крыши и произведут монтажные работы всех деталей стропильной системы корректно и в минимальные сроки.
В случае, если все же решено возвести крышу шатрового вида самостоятельно, то требуется уделить должное внимание расчетам самых важных показателей и составлению планового проекта. Из-за любых мелких погрешностей может иметь место то, что кровельная конструкция не способно будет выдерживать даже слабые нагрузки, а в результате разрушится от небольшого серьезного воздействия. При подборе рабочей бригады мастеров, возводящих крышу, внимание следует уделить их опыту работы в сфере строительства. Рекомендуется доверить устройство шатровой кровли только опытным профессионалам, чтобы избежать лишних материальных затрат, которые связаны с решением возникших спорных задач, и сберечь нервы.
Процесс самостоятельного строительства шатровой крыши является тяжелой и трудоемкой работой, однако, полученный результат будет стоить всех стараний и потраченных сил, выделяя беседки или дом среди других соседних сооружений.
Шатровые кровли обладают всеми преимуществами кровельных конструкций с четырьмя скатными плоскостями. Они хорошо противостоят всем атакам окружающей среды, и очень экономичны. Однако, стропильные системы шатровых крыш обустраиваются с использованием особых требований и приемов строительства. Их необходимо знать начинающим строителям, которые хотят возвести такую крышу самостоятельно.
Особенности стропильных систем шатровых крыш
Шатровые крыши еще называют «кровля конвертом», которая отображает их конфигурацию на чертежах. Для возведения шатрового каркаса используются технологии обустройства крыш с четырьмя скатными поверхностями, но с соблюдением определенной собственной специфики. У таких крыш полностью отсутствует коньковый верхний брус и фронтоны. Функционально коньковый брус заменен центральным столбом (опорой), в верхней части которой все основные опорные детали стропиловочной системы сходятся.
Геометрически шатровая кровля состоит из 4 или большего количества равнобедренных треугольных плоскостей. Нижние части этих плоскостей опираются на стенки через брусья/бревна мауэрлата. Вершины либо упираются в центральный столб (опору), либо друг в друга.
Типы конструкций стропильных систем шатровых крыш — схемы
Как и для обычных крыш с одной/двумя скатными плоскостями, для возведения шатрового каркаса применяется 2 типа стропилин:
- наслонные – которые используют 2 надежные опоры в верхней и нижней своих частях. Использование таких стропилин возможно, если в построенном домостроении имеется внутренняя стенка, на которой устанавливается центральный опорный брус. Вместо стенки, в любых строениях может быть установлен опорный столб, который опирается нижней частью на чердачные/подвальные плиты перекрытия из железобетона;
- висячие – использующие только опору в нижней их части. Такие стропилины устанавливают, когда у строения отсутствует внутренняя опорная стенка, а размещение опорного столба по центру невозможно.
Важно: выбор вида стропилин — наслонных или висячих, определяет последующая технология монтажа других элементов стропиловочной системы.
Наслонная технология монтажа стропилин в стропильных системах шатровых крыш применяется чаще. Висячая конструкция — более сложная для обустройства и ее неудобно ремонтировать, так как часть ее деталей взаимозависима, и при замене поврежденных деталей нужно демонтировать неповрежденные элементы.
Стропилины шатровой кровли: укороченные и диагональные
Угловые части домостроения и верхняя часть кровли шатрового типа соединяются накосными/диагональными стропилинами – обязательной деталью крыш с четырьмя скатными плоскостями. Они являются самыми протяженными и нагруженные детали такой стропиловочной конструкции. Затем на них опираются укороченные стропилины, называющиеся - нарожники. Эти элементы формируют треугольные поверхности скатов у такой кровли - вальмы. Когда протяженность диагональной стропилины превышает 4,5 м, ее изготавливают из 2 досок, сшиваемых 1 м отрезком такого же, как и сами стропилины, деревянного стройматериала. Доска, из которой будет строиться стропиловочный каркас утепленной кровли, должна иметь достаточную ширину, с учетом будущего вентзазора 3 см. Он формируется верхней скатной поверхностью стропиловочной системы и теплоизолирующими элементами. Когда имеющиеся в продаже стройматериалы не обеспечивают получение нужного вентзазора, тогда к наружным частям стропилин прикрепляют брусочную контробрешеточную конструкцию.
Дополнительные опорные части накосных деталей
Для повышения прочности каркаса шатровой кровли и предотвращения провисание очень протяженных накосных стропилин, под ними размещают дополнительные опорные детали. Вид и количество таких дополнительных опор прямо зависит от протяженности пролета, перекрытого диагональной стропилиной:
- для длины 7,5 м и меньше, жесткость стропилине диагонального типа будет обеспечивать подкос, размещаемый наверху пролета;
- при длине 7,5-9 м размещается подкос, а внизу стропилины размещается опора-дополнение;
- для длины более 9 м в центральной части стропилины размещается третья опора. Ее, по нормативам, можно упирать только в железобетонные плиты перекрытия.
Подкосы размещают под углом с произвольным значением в диапазоне 45-53 градусов.
Важно: шпренгели (и фермы) стойки размещаются только в вертикальном положении.
Крепление верхней части стропилин
Стропильные системы шатровых крыш не используют коньки или коньковые прогоны. Чаще центральные стропилины или диагональные с помощью врубок опирают на опорный центральный столб. У этого единственного опорного элемента такого шатра, расположенного вверху конструкции, имеется 3 способа установки:
При таком типе крепежа на бруски мауэрлата передается нагрузка на распор. Потому все вальмы оборудуются ригелем-стяжкой.
Особенности монтажа нарожников
Нижнее место прикрепления укороченных стропил (называемых нарожники), формируется аналогично с местами крепежа центральных вальмовых стропилин . Верхнее крепление к диагональным элементам осуществляется несколькими способами:
- с помощью врубки в брусок, который применяется для создания накосной стропилины.
- путем опирания на закрепленный на протяжении самого нижнего края диагонали дополнительный брусок.
- путем прибивания 8,2 см гвоздями, когда к укороченным стропилинам нет дополнительных требований по прочности.
Способы крепления нарожников к накосным стропилам шатровой крыши А самым удачным считается крепление через опорный брус, который прикреплен заподлицо с нижней стороной накоса. При таком креплении не страдают показатели прочности диагональной стропилины, и установка нарожников будет выполняться быстрей. Кроме этого, в ходе такого варианта монтажа нет необходимости соблюдать разбежку для укороченных стропилин при их разметке и закреплении. А при креплении с помощью врубок, верхушкам нарожников нельзя сойтись в одной точке.
Шаг для монтажа у стандартных и укороченных стропил для теплоизолированной кровли должен совпадать со значением ширины теплоизолятора. Когда верхушки стропилин прикрепляются врубками/гвоздями возможно изменение шага между стропилинами, чтобы сместить верхушки соседних скатных плоскостей по отношению друг к другу.
Этапы возведения шатровой кровли
На первоначальном этапе строительства возведения стропильной системы шатровой крыши подготавливается основание — мауэрлат. Для этих целей монтируются детали мауэрлата, размещаются балки перекрытий.
Пошаговое строительство стропильной системы шатровой крыши Последние элементы формируют затем кровельные свесы, направленные к балкам. Балки, функционирующие как вынос и перекрытие, размещают от центра – начинают с установки центральной, а затем от нее размещаются с установленным шагом остальные балки.
Для бетонных стенок, поверх формируется армпояс, к которому прикрепляется сам мауэрлат. На следующем этапе устанавливается несущая опора стропиловочной конструкции, центральные стропилины и угловые:
По центру перекрытия устанавливается стойка, изготовленная из бруса сечением не менее чем 15 см, с обязательной проверкой правильности ее установки с помощью отвеса;
Размещаются центральные стропила, вверху к стойке и внизу — к брусу мауэрлата — они прикрепляются металлическими уголками;
От узла стойки к углам основания протягиваются шнуры, а затем уже по ним устанавливают накосы. После завершения монтажа диагональных стропилин начинают установку опорных стоек.
По окончания установки и закрепления опорных стоек, изготавливают и устанавливают нарожники.
Эти элементы заполняют пространство, расположенное между центральными стропилинами и диагональными, что обеспечивает жесткую основу скатным плоскостям шатровой кровли. Нарожники размещаются параллельно к центральным стропилинам.
Верх нарожников крепится в накосные стропилины, а нижняя часть закрепляется на выносах/балках. По мере перемещения к углам стропиловочной конструкции длина нарожников уменьшается.
Под нарожниками размещаются подпорки.
Когда стропильные системы шатровых крыш смонтированы на своем месте, на них размещается обрешеточная конструкция, осуществляются теплоизолирующие работы и укладывается кровельное покрытие.
Стропильные системы шатровых крыш — видео
Иногда двухскатная крыша выглядит скучно и разрушает гармонию архитектурного стиля, поэтому дизайнерам приходится изобретать что-то более оригинальное. Один из таких вариантов с «изюминкой» — кровля шатрового типа. Изящная симметричная конструкция с одной стороны кажется простой, но в то же время поражает своей экзотичностью, отсылающей к эстетике востока или северным юртам.
Кровельные мастера советуют отказаться от самостоятельного возведения шатровой крыши в том случае, если вы не уверены в высоком уровне строительных навыков и опыте.
Самый простой вариант – доверить проектные работы и монтаж профессионалам. Однако ничто не помешает вам разобраться в том, как устроена шатровая крыша и ее стропильная система, чтобы оценить возможность строительства своими силами.
Особенности конструкции
Шатровая крыша, конструкция которой может состоять из четырех и более скатов, в классическом варианте рассматривается как вид четырехскатной. Количество скатов зависит от геометрической формы основания крыши.
Если перекрывают сооружение в виде квадрата, то их будет четыре, а если оно круглое, то их может быть пять-шесть и даже больше, главное условие, чтобы они были одинаковы по форме и размеру.
Конструкция шатровой крыши состоит из следующих частей:
Шатровая крыша конструируется, опираясь на принцип симметричности. Поэтому максимальной гармонии можно добиться, когда в качестве основания для нее используют круглое или квадратное сооружение. Для прямоугольного дома также можно построить шатровую крышу, однако это гораздо сложнее, чем если возводить вальмовую.
Преимущества
Шатровая крыша достаточно сложна в проектировании и трудоемка в монтаже, но, посмотрев на окружающие дома, можно увидеть, что она весьма популярна. Использование в проектах конструкции шатровой крыши дизайнеры объясняют ее преимуществами:
- Превосходные аэродинамические свойства, позволяющие шатровой крыше противостоять шквалистым и даже ураганным порывам ветра, без опасения срывания кровельного материала и обрушения чердака.
- Конструкция шатровой крыши с ее крутыми скатами позволяет забыть о таком малоприятном, рутинном мероприятии, как очистка кровли от снега.
- Шатровая крыша оставляет возможность обустройства просторного, жилого мансардного помещения. Однако ввиду отсутствия фронтонов, придется устанавливать дорогостоящие мансардные окна, которые монтируются прямо на скат.
- Оригинальный дизайн выделяет дома с шатровой четырехскатной крышей из рядов однотипных проектов с двухскатной треугольной кровлей.
Устройство стропильной системы
Стропильная система шатровой крыши – каркас на котором она держится, ее основа. В зависимости от выделяют висячую и наслонную разновидность.
Висячие стропила опираются на две точки – мауэрлат и коньковый узел, а наслонные имеют дополнительную опору на вертикальную стойку, которую устанавливают на внутреннюю несущую стену. Выбор вида стропильной системы шатровой крыши зависит от планировки и площади дома.
Она состоит из следующих элементов:
Стропильную систему можно изготовить из металла или дерева. Дерево более дешевый, простой в обработке материал, однако он нуждается в предварительной обработке антисептиком, антипиреном для защиты от гниения и возгораний.
Нюансы конструирования
Устройство шатровой крыши начинают с проведения расчета и создания рабочего проекта. Помочь с этим могут не только архитекторы, но также специальные компьютерные программы. Они вычисляют угол наклона скатов, высоту конькового узла, сечение элементов каркаса.
Крыша шатрового типа способствует рациональному распределению тепла в доме, защищает от дождя, препятствует образованию снежной шапки, а также подходит для ажурной беседки, монументального респектабельного коттеджа!
Видео-инструкция
Вальмовая крыша - это разновидность четырехскатной крыши, у которой два ската имеют трапецеидальную форму, а два других (торцовые) - треугольную (имеющие одноименное называние «вальмы»). Если торцовые скаты занимают всю площадь от конька до карниза - это вальмовая крыша, если не достают до карниза - полувальмовая.
Крыша дома выполняет двоякую функцию - с одной стороны, на неё возложена защита здания от внешнего воздействия, а с другой - она призвана украсить строение и придать ему индивидуальность.
Исторически сложилось, что в России отдавали предпочтение более простым одно-, двускатным крышам, европейцы же предпочитают четырехскатную или вальмовую крышу, которая обладает достоинствами и недостатками при определенных условиях.
Вальмовая крыша - преимущества и недостатки
Плюсы:
- большая жесткость конструкции. Достигается за счет угловых ребер, соединяющихся возле опорной балки конька;
- возможность обустройства более выступающих свесов, что обеспечивает дополнительную защиту стен дома;
- эстетическая привлекательность.
Минусы:
- сложность расчета и монтажа;
- более высокая стоимость реализации проекта;
- уменьшение площади чердачного помещения (в частности в месте установки диагональных опор);
- невозможность устройства мансарды;
- естественное освещение возможно только посредством установки окон в кровельном пироге.
Поскольку недостатки не критические - четырехскатная крыша вальмового типа активно практикуется в современном строительстве частных домов.
Разновидности (типы и виды) вальмовой крыши
Изучая устройство стропильной системы вальмовой крыши, следует учесть, что в пределах этого вида, есть несколько разновидностей конструкций. В свою очередь, это вносит коррективы в общий процесс возведения каркаса стропильной системы.
Классическая вальмовая крыша
Отличается опиранием диагональных ребер на опорную балку конька и расположение свесов на одинаковой высоте. Отдельные элементы вальмовой крыши соответствуют треугольнику (фронтоны) и трапеции (скаты).
Шатровая вальмовая крыша
Отличается отсутствием опорной балки конька. Это приводит к тому, что все диагональные ребра сходятся в единой точке, а к ним уже примыкают рядовые короткие стропила. Такой крыше отдают предпочтение при наличии квадратной коробки дома. Но формирование надежного конькового узла достаточно сложное.
Полувальмовая крыша
Отличается наличием вертикальных фронтонов, в которых можно установить окна. На картинке видно различие двух разновидностей полувальмовых крыш (голландской и датской).
Ломаная вальмовая крыша или мансардная четырехскатная
Наиболее сложная в плане строительства конструкция стропильной системы вальмовой крыши, так как в этом случае, все скаты кровли имеют разную площадь и расходятся под разными углами. Ломаная (мансардная) крыша позволяют более рационально организовать внутреннее подкровельное пространство и помимо дополнительной жилой площади придать дому эффектный внешний вид.
Конструкция вальмовой крыши
Вне зависимости от разновидности кровли, все виды имеют одинаковые элементы стропильной системы вальмовой крыши:
коньковая опорная балка или коньковый брус - используется для классической вальмовой крыши, выполняет функцию несущего элемента, к которому крепятся диагональные стропила;
диагональное стропило (боковое, ребро, накосное или угловое стропило) - более длинная стропильная нога, которая присоединяется к торцу конькового бруса под острым углом, формируя одну из сторон треугольника;
центральное стропило - доски, одинаковой длины, которые примыкают к коньковой балке и формируют края трапециевидного ската крыши. Между ними располагаются промежуточные стропила;
промежуточное или рядовое стропило - формирует плоскость трапециевидного ската, расстояние между ними определяет прогон стропильной системы;
нарожник или короткое стропило - конструктивный элемент, который крепится на диагональное стропило, формируют треугольный свес и угловые части трапеций.
Расчет вальмовой крыши
Расчет стропильной системы вальмовой крыши выполняется с учетом таких предпосылок:
- ветровая нагрузка в регионе. Чем она выше, тем более пологим должен быть скат, и тем прочнее вся конструкция. Для нивелирования сильного ветра центральные и диагональные стропила делаются более толстыми;
- количество осадков. Наблюдается обратная зависимость. Чем выше число осадков - тем более крутым должен быть скат, чтобы снег и дождь не создавали давления на стропильную систему;
- вид кровельного материала. Каждый тип кровельный материал выдвигает свои требования к обрешетке, а также имеет определенный вес. Эти факторы нужно учитывать еще на этапе проектирования;
- необходимость утепления крыши. В этом случае шаг установки стропил рассчитывают с учетом ширины теплоизоляционного материала. Кроме того, расстояние между стропилами зависит от сорта и сечения древесины.
Расчет кровельного материала выполняется по формулам с учетом угла наклона крыши. Оптимальный уклон крыши для кровельных материалов разных видов приведен в таблице:
Наклон угла ската определяет заложение стропил. В свою очередь, заложение промежуточного стропила рассчитывается следующим образом:
- сначала на верхнюю обвязку торцевой стены наносится осевая линия;
- затем вычисляется половина толщины коньковой балки, и наносится линия размещения первого из числа центральных промежуточных стропил;
- далее совмещается конец замерной рейки и линия размещения размеченного выше центрального промежуточного стропила;
- на противоположный конец замерной рейки наносится линия внутреннего контура боковой стены;
- полученная точка является заложением промежуточного стропила.
Соотношение между длиной стропил и их заложение рассчитывается с помощью поправочного коэффициента, величина которого зависит от угла наклона ската кровли. Длина стропильной ноги определяется путем умножения заложения на коэффициент.
Материал подготовлен для сайта www.сайт
Формулы для расчета вальмовой крыши
| Высота конька |  |
 |
| Длина конькового бруса |
Длина дома минус его ширина |
 |
| Длина центральных стропил (трапеции) |
 |
Теорема Пифагора |
| Длина рядовых стропил | Рассчитывается аналогично длине центральных стропил | |
| Удлинение стропила для формирования каркасного свеса |
 |
 |
| Угол наклона рядовых стропил |
 |
 |
| Длина диагональных вальмовых стропил |
 |
 |
| Нарожники (короткие стропила) |
 Первое короткое стропило |
 |
 Второе короткое стропило |
||
| Площадь вальмовой крыши |
 |
 |
Как рассчитать площадь вальмовой крыши?
Чтобы знать, сколько покупать кровельного материала, необходимо знать общую площадь кровли.
Для этого нужно всю крышу разбить на составляющие простые геометрические фигуры и сделать расчет для каждой из них.
Расчет площади вальмовой кровли позволяет заранее определить не только затраты на приобретение кровельных материалов и монтаж, но и определить требования к материалам, а также необходимость обустройства и точную конфигурацию обрешетки.
Чертеж стропильной системы вальмовой крыши
Итогом разработки проекта и расчетов будет схема-чертеж стропильной системы вальмовой крыши. Не бывает похожих чертежей, готовых к применению без учета особенностей конкретного строения и места его постройки.
Разработку предварительной схемы можно выполнить самостоятельно (простой эскиз позволит определить направление проекта). Но, чертеж лучше доверить специалистам или воспользоваться специальными программами для расчета. Следует помнить, что чем сложнее конструкция крыши, тем точнее нужно выполнить расчет стропильной системы: конфигурации и материалов. Это также повлияет на стоимость и длительность монтажных работ.
Чертеж вальмовой крыши должен включать в себя указание назначения материала, место его установки и способ крепления. Ключевые узлы стропильной системы вальмовой крыши, например, примыкание диагональных опор к коньковому брусу или установка стропильных ног на мауэрлат целесообразно вынести в отдельный чертеж и описать их подробнее.
Чертеж вальмовой крыши (наслонные стропила с упором на два прогона)
Чертеж стропильной системы вальмовой крыши с эркером
Наличие схематического чертежа станет хорошим подспорьем при изготовлении заготовок и последующем монтаже крыши.
Инструменты для строительства вальмовой крыши
Конструкция крыши и способы обустройства узлов определяют набор инструментов, которые следует подготовить до начала работ.
Для работы с деревом пригодится: уровень, ножовка, молоток, рулетка, разметочный шнурок, степлер.
Для работы с металлическими конструкциями понадобятся электродрель, клепальщик, ножницы просечные.
Инструмент и расходные материалы должны быть подготовлены заранее, т.к. сложный монтаж стропильной системы вальмовой крыши предполагает большое число запилов и установки гвоздей.
Чтобы упростить замеры и иметь возможность делать все детали одинакового размера, мастера советуют заменить рулетку замерной рейкой. Измерительную рейку делают из фанеры шириной в 50 мм, на которую наносят основные размеры.
Материал для вальмовой крыши
Порода и сорт древесины оказывают прямое влияние на длительность и надежность кровельной конструкции. Мастера советуют отдать предпочтение пиломатериалу из лиственницы или сосны. Все заготовки требуют предварительной обработки антипиренами и антисептиками.
Помимо древесины понадобится металлические крепления, гвозди, саморезы, анкерные болты.
Примечание. Формируя вальмовую стропильную систему на деревянном доме, который может дать усадку, мастера советуют использовать плавающие крепления для соединения стропил с мауэрлатом. Такой способ компенсирует подвижки венцов при естественной усадке дома из бруса или бревна.
Стропильная система вальмовой крыши - технология монтажа
Устройства стропильной системы своими руками пошагово:
1. Подготовка заготовок (стропил)
Это наиболее сложная и трудоемкая часть строительства, т.к. связана с:
- необходимостью обеспечения заданного угла наклона стропильных ног;
- разной длиной нарожников (коротких стропил);
- наличием диагональных стропил (накосных), которым уделяется особое внимание. За счет длины накосные стропила несут большую нагрузку, нежели основные стропила, и поэтому требуют применения более качественного пиломатериала с большим сечением. Кроме того, часто длина диагональных стропил превышает стандартную длину досок.
Чтобы не покупать разный пиломатериал, на практике применяется метод сращивания (спаривания) обрезной доски для получения заданной длины.
Преимущества технологии сращивания стропил:
- получение неразрезных балок заданной длины;
- увеличение прочности диагонального стропила вальмовой крыши за счет удвоенного сечения;
- упрощение расчета и покупки материала (унификация размеров: длина и сечение);
- возможность использования досок, предназначенных для формирования рядовых стропил.
2. Крепление мауэрлата
Мауэрлат для вальмовой крыши - это деревянный брус большого сечения (100х100 или 100х150 мм) смонтированный по периметру стен. Для мауэрлата используется древесина первого сорта.
Особенность укладки мауэрлата состоит в том, что брус соединяется по длине только внахлест, но не встык, с использованием множества точек соединения с основанием стены. Соединительные узлы дополнительно усиливаются металлическими скобами.
Поскольку назначение мауэрлата - служить опорой для стропильных ног, он нуждается в защите от влаги. С этой целью между стеной и брусом укладывает гидробарьер (например, используется рубероид).
Примечание. Под мауэрлат в кирпичных домах (или из газобетона, пенобетона, арболита) заливают пояс из железобетона с заранее установленными шпильками для монтажа бруса. Шпилька имеет диаметр 10 мм и более и должна выступать за плоскость мауэрлата на 20-30 мм. Шаг установки шпилек - 1000-1200 мм.
3. Монтаж прогона
Прогон - это балка, устанавливаемая параллельно сторонам мауэрлата. Прогон служит основанием для монтажа дополнительных опор под стропильными ногами. Устройство прогона не является обязательным этапом работ и выполняется только для вальмовых крыш большой площади или имеющих конфигурацию повышенной сложности. Место размещения прогона, показано на схеме.
При этом следует учесть, что точка максимальной нагрузки будет различаться в зависимости от места расположения - на хребте вальмы или на ребре ендовы.
Примечание. Шатровая вальмовая крыша монтируется без опоры, а в месте примыкания диагональных стропил формируется сложный узел.
4. Установка опорных стоек
Стойки выполняют функцию опоры при установке конькового бруса (оранжевый цвет на картинке).
5. Монтаж коньковой балки
Монтаж конька вальмовой крыши сопровождается точными замерами. Поскольку на конёк будет опираться вся конструкция кровли, правильность его установки проверяется по высоте и по уровню.
6. Крепление стропильных ног
Относительно последовательности работ на этом этапе, мнения мастеров расходятся. Это дает возможность выделить два направления для выполнения работ:
- монтируются центральные стропила, а затем диагональные. Этот порядок работ проще;
- монтируются диагональные стропила, а затем остальные.
При монтаже нижнюю часть стропильной ноги упирают на мауэрлат.
Опирание стропил на вальмовой крыше показано на схеме. Первый вариант (с вырезкой) проще, но второй (с опорным брусом) предпочтителен, т.к. в этом случае крепление не ослабляет стропило.
Формирование узла на коньковой балке возможно разными способами.
Варианты верхнего крепления диагональных стропил показаны на схеме.
Совет. Для жесткости все узлы целесообразно усиливать металлическими элементами (скобы, пластины, уголки).
Поскольку на диагональные стропила приходиться значительная нагрузка их можно усилить с использованием таких средств как:
- установка стойки. Монтируется на перекрытие вертикально;
- установка подкоса. Монтируется под углом. Угол наклона не имеет определяющего значения. Важна способность подкоса усиливать диагональное стропило;
- шпренгель. По сути, это Т-образная короткая балка, развернутая на 180о. Его используют на длинных пролетах и устанавливают таким образом, чтобы его основание было ориентировано перпендикулярно диагональному стропилу.
7. Монтаж рядовых стропил
Рядовые устанавливаются аналогично монтажу центральных стропил, которые формируют края трапеции. Нижняя их часть опирается и крепится на мауэрлат, а верхняя упирается в коньковую балку. Важно соблюдать одинаковое расстояние между рядовыми стропилами.
8. Установка нарожников (коротких стропил)
Нарожники изготавливают только из цельного пиломатериала. В месте примыкания нарожника к длинному стропилу делают врубки или устанавливают опорные балки. Место установки дополнительно усиливают металлическими элементами.
Примечание. Установка нарожников вальмовой крыши возможно в разбежку для упрощения монтажа.
Нарожники в любом случае устанавливаются после формирования силового каркаса кровли. Их монтажом заканчиваются работы по устройству стропильной системы вальмовой крыши.
Вальмовая крыша своими руками пошагово - видео
В программе показан процесс монтажа стропильной системы двухскатной вальмовой крыши с центральным эркером по короткой стене.
После того, как стропильная система готова можно приступать к монтажу кровельного покрытия, специфика крепления которого определяет необходимость монтажа обрешетки на стропильных ногах.
Монтаж стропильной системы вальмовой крыши - длительный процесс, который требует внимание к каждому этапу выполнения работ - от расчета и выбора материала, до установки деталей и усиления узлов крепления. Но, при правильном выполнении всех этапов, результатом станет красивая и надежная крыша для частного дома.
Шатровая крыша может быть одно- и двухуровневой, иметь четыре и более скатов. Для правильного выбора сечений её элементов необходимо выполнить эскиз и корректный расчёт, который сводится к нескольким формулам. В статье мы расскажем о конструкции шатровой крыши и методике расчёта её стропильной системы.
Шатровая крыша — один из самых распространённых вариантов при строительстве дома или беседки, имеющих в плане форму круга, квадрата или прямоугольника с небольшой разницей в длинах сторон. Такая конструкция — удачное решение для домов относительно небольшой площади или двухэтажных коттеджей с небольшим основанием. Своё название крыша получила из-за пирамидальной формы традиционного восточного шатра, образованной одной вершиной и треугольными скатами.
Варианты исполнения шатровой крыши
Под названием «шатровая крыша» объединены несколько вариантов кровли, имеющих конструктивные отличия.
Одноуровневая четырёхскатная кровля геометрически является четырёхгранной пирамидой. Двухуровневая крыша является более сложной конструкцией: верхняя часть — пирамида, средняя — куб или параллелограмм, нижняя — усечённая пирамида. Как будто верхушку крыши отрезали от основания и приподняли. Среднюю часть иногда выполняют в виде стеклянного фонаря или отделывают в цвет стен.
Шатровая крыша может иметь не только четыре ската, но быть также и шести-, и восьмискатной. Такая форма больше напоминает конус, чем пирамиду, и наиболее распространена при строительстве беседок с круглым основанием. Самым сложным в реализации такой конструкции является соединение стропил в центре.
Не столько эстетически, сколько конструктивно отличаются стропильные системы:
- висячие;
- наслонные.
Висячая стропильная система опирается исключительно на стены дома, наслонная имеет опору, расположенную по центру здания и опирающуюся на несущую стену или на специально возведённый внутри дома столб.
а — конструкция висячих стропил; б — конструкция наслонных стропил; 1 — стропило; 2 — ригель; 3 — затяжка; 4 — стойка; 5 — подкос; 6 — прогон; 7 — лежень
Выбор конструкции зависит от размеров пролёта (8 м — подойдёт висячая система, 12 м — требуется наслонная) и максимальной длины бруса для строительства (при соединении стропильной ноги в длину требуется установка вертикальной опоры).
На практике чаще применяют наслонную систему, как более надёжную и ремонтопригодную. Если в доме отсутствует подходящая несущая стена или столб для опоры, базу можно создать из бруса перевязкой на уровне мауэрлата.
Основные схемы и элементы стропильной системы
Как мы писали, шатровая крыша геометрически является пирамидой, поэтому все вычисления ведутся, исходя из правил, которые применимы к пирамидам и треугольникам, её составляющим.
Основные элементы
Чтобы не путаться в дальнейшем с терминами, назовём основные элементы стропильной системы шатровой крыши, схематично изображенной на рисунке ниже, и привяжем их к геометрическому изображению шатровой крыши в виде пирамиды.
Конструкция с висячими стропилами
- Мауэрлат. Основа и опора кровли, особенно в конструкции с висячими стропилами. Располагается по периметру здания (ABCD), опирается на стены или крепится с их наружной стороны. Для устройства мауэрлата используют брус большого сечения.
- Накосные стропила. Углы кровли, сходящиеся в центральной точке и образующие пирамиду. На схеме пирамиды (без учёта свесов): AK = DK = CK = BK = Lн. Самые длинные стропильные ноги в конструкции.
- Коньковый узел (К). Самый сложный узел в конструкции для плотника. Если основание дома не квадратное, а конёк образует ребро, шатровая крыша трансформируется в свою «сестру» — вальдовую крышу. В конструкции с наслонными стропилами отрезок KF (H) — центральная опора.
- Центральные стропила. Сходятся в коньковом узле с накосными стропилами. Являются высотой каждого ската, который представляет собой равнобедренный треугольник. На схеме пирамиды (без учёта свесов) — отрезок KE, длиной Lц.
- Нарожники. Это укороченные стропила, идущие параллельно центральному в обе стороны.
Теперь рассмотри конструкции с наслонными стропилами.
Безригельная конструкция с наслонными стропилами
Наряду с уже обозначенными элементами: накосными (1) и центральными (2) стропилами, а также коньком (3), появляются новые элементы. Центральная опора (стойка) или бабка (4), которая опирается на затяжки (5), связывающие мауэрлат по диагонали. Это вариант выполнения стойки, опирающейся не на кладку, а на элемент стропильной системы.
При отсутствии центральных стропил и для усиления конькового узла с бабкой (2), его дополняют ригели (3), связывающие противоположно размещённые накосные стропила (1) попарно (см. рис. выше).
Элементы усиления
Для большей прочности и жёсткости конструкции, особенно в климате, предрасположенном к сильным ветрам, или при большой площади постройки, а значит, и большой длине стропильных ног, основные элементы конструкции дополняются элементами усиления.
Вариант усиления стропильной конструкции
По оси здания в противоположные брусы мауэрлата (1) врезан дополнительный брус — лежень (2). Основу конструкции, как и прежде, составляют центральные (4), укороченные (нарожники) (5) и накосные (3) стропила. Накосные стропила усиливают черепные бруски (6), закреплённые понизу. Это усиление и для накосных ног и для нарожников, на них опирающихся. Стяжки (7) скрепляют противоположно расположенные стропила и служат базой для установки стоек (8). Они закреплены поверх мауэрлата и поверх леженя и опираются на них.
При особо больших длинах стропильных ног применяют подкосы — опоры, располагаемые не вертикально, а под углом в 45-60°. На практике подкосы ставят при длине стены более 9 м (для двускатной или четырёхскатной).
Система усиления основных элементов способствует и экономии пиломатериалов. Сечение основных элементов в такой конструкции можно принимать уменьшенным. Ещё один способ экономии — образование свесов доращиванием стропил, оканчивающихся на мауэрлате, кобылками — брусками или досками меньшего сечения.
Расчёт стропильной системы шатровой крыши
За основу расчёта принимают такие исходные данные:
- длину дома;
- ширину дома
- высоту конька.
Рассмотрим порядок и формулы расчёты на условном примере, пользуясь геометрическим изображением шатровой крыши (см. выше):
- длина дома: AB = DC = 9 м;
- ширина дома: AD = BC = 8 м;
- высота конька, расположенного в геометрическом центре кровли: KF = 2 м.
Расчёт длин стропильных элементов
1. Длина балок мауэрлата .
- AB + DC + AD + BC = 9 + 8 + 9 + 8 = 34 м
2. Центральные стропила (без учета свесов). Являются гипотенузой прямоугольного треугольника, в котором один катет — высота конька, а второй — половина ширины (8 / 2 = 4 м) или длины (9 / 2 = 4,5 м) дома.
Вспоминаем теормему Пифагора:
3. Накосные стропила (без учёта свесов). Являются гипотенузой прямоугольного треугольника, в котором один катет — половина ширины или длины дома, а второй — соответствующее центральное стропило. Для кровли с коньком в геометрическом центре кровли длины накосных стропил одинаковы.
4. Нарожники. Укороченные стропила расположены параллельно центральному, с шагом, зависящим от длины стропил. Рассмотрим таблицу, составленную с учётом погодных нагрузок для Московской области.
Таблица 1. Данные соответствуют атмосферным нагрузкам Московского региона
| Шаг стропил, см | Длина стропил, м | ||||||
| 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | |
| 215 | 100х150 | 100х175 | 100х200 | 100х200 | 100х250 | 100х250 | — |
| 175 | 75х150 | 75х200 | 75х200 | 100х200 | 100х200 | 100х200 | 100х250 |
| 140 | 75х125 | 75х125 | 75х200 | 75х200 | 75х200 | 100х200 | 100х200 |
| 110 | 75х150 | 75х150 | 75х175 | 75х175 | 75х200 | 75х200 | 100х200 |
| 90 | 50х150 | 50х175 | 50х200 | 75х175 | 75х175 | 75х200 | 75х200 |
| 60 | 40х150 | 40х175 | 50х150 | 50х150 | 50х175 | 50х200 | 50х200 |
Наши центральные стропила имеют длину 4,472 м и 4,924 м. Нарожники будут короче, поэтому можно смотреть на столбец — 3,5 м.
Для расчёта длин нарожников вспомним школу и воспользуемся свойствами подобных треугольников.
Если на рисунке AB — центральное стропило, то MN — нарожник, AC — половина длины стены (4,0 и 4,5 м соответственно), AM — шаг в зависимости от числа нарожников. MC для каждого нарожника вычисляется отдельно.
- MN = (АВ · MC) / АС
Выполним расчёт вариантов для выбора самого экономичного расположения укороченных стропил, результаты которого сведём в таблицу.
Таблица 2. Расчёт пиломатериалов на нарожники
| Шаг нарожников, см | Сечение бруса, мм | Нарожники длинной стороны: АС = 4,5 м, АВ = 4,472 м | Нарожники короткой стороны: АС = 4,0 м, АВ = 4,9242 м | ||||||
| кол-во в полускате | AM, м | длины в полускате, м | кол-во в полускате | AM, м | длины в полускате, м | объём пиломатериалов на два ската, м 3 | |||
| 215 | 100х175 | 1 | 2,25 | 2,356 | 0,165 | 1 | 2,0 | 2,461 | 0,172 |
| 175 | 75х200 | 2 | 1,5 | 2,981 + 1,491 | 0,268 | 1 | 2,0 | 2,461 | 0,148 |
| 140 | 75х175 | 2 | 1,5 | 2,981 + 1,491 | 0,235 | 2 | 1,333 | 3,282 + 1,641 | 0,258 |
| 110 | 75х150 | 3 | 1,125 | 3,354 + 2,236 + 1,118 | 0,302 | 3 | 1,0 | 3,693 + 2,462 + 1,231 | 0,332 |
| 90 | 50х175 | 4 | 0,9 | 3,578 + 2,683 + 1,789 + 0,894 | 0,313 | 3 | 1,0 | 3,693 + 2,462 + 1,231 | 0,259 |
| 60 | 40х175 | 6 | 0,643 | 3,834 + 3,195 + 2,556 + 1,917 + 1,278 + 0,639 | 0,376 | 6 | 0,571 | 4,218 + 3,515 + 2,812 + 2,109 + 1,406 + 0,703 | 0,413 |
Очевидно, что менее затратными для нашего примера являются варианты с длинными шагами. Однако следует также учитывать требования к крепежу кровельного материала и затраты на обрешётку. С этой точки зрения ответ не будет столь очевидным.
Расчёт площади кровли с учётом свесов
Так как предыдущий расчёт был выполнен без учёта карнизного свеса, который в нашем примере выполняется с использованием кобылок, рассмотрим эту часть кровли опять как простую геометрическую фигуру.
Примем длину свеса (DC) равной 0,5 м. Для определения площади ската снова воспользуемся знаниями о свойствах подобных треугольников:
- EF / BC = AG / AD
BC — 8 и 9 м для короткой и длинной стен соответственно.
AD — 4,924 и 4,472 м для короткой и длинной стен соответственно.
AG — 4,924 + 0,5 = 5,424 м и 4,472 + 0,5 = 4,972 м для короткой и длинной стен соответственно.
- EF = (AG ∙ BC) / AD
- EF = (5,424 ∙ 8) / 4,924 = 8,812 м — для короткой стороны
- EF = (4,972 ∙ 9) / 4,472 = 10,006 м — для длинной стороны
Площадь ската рассчитывается по формуле:
- S = (EF ∙ AG) / 2
- S = (8,812 ∙ 5,424) / 2 = 23,9 м 2 — для короткой стороны
- S = (10,006 ∙ 4,972) / 2 = 24,88 м 2 — для длинной стороны
Общая площадь кровельного материала:
- 2 (23,9 + 24,88) = 97,56 м 2 .
Совет! При расчёте материала учитывайте раскрой, особенно в случае, если это листовой материал, как шифер или профнастил.
Внимание! В статье рассмотрен расчёт только основных элементов стропильной системы, который может помочь в составлении предварительного бюджета стройки.
