Шатровая крыша расчет. Особенности монтажа шатровой крыши и стропильной системы Шатровая кровля схема расчет высоты
Некоторым хозяевам загородного жилья кажется чересчур банальной и неинтересной, и они начинают поиски более оригинальных вариантов. К числу таких можно отнести шатровую конструкцию, чрезвычайно интересно смотрящуюся внешне, как будто сошедшую с иллюстраций к учебнику по истории или к книге детских сказок.
Несмотря на кажущуюся простоту, стропильная система шатровой крыши является одной из наиболее сложной в возведении. Браться за строительство такого сооружения самостоятельно, не имея опыта подобных работ – будет очень рискованно. Однако для тех, кто желает остановить свой выбор именно на такой конструкции, будет полезно получить информацию по строению системы, основным ее составляющим, по проведению базовых расчетов. Именно в таком контексте и будет построена настоящая публикация. Надеемся, что она поможет разобраться в нюансах шатровой стропильной системы, реально оценить ее сложность и возможность проведения самостоятельного монтажа.
Что из себя представляет шатровая стропильная система?
По сути, шатровая крыша геометрически представляет собой «классическую» пирамиду, то есть фигуру с многоугольником в основании и гранями, являющиеся равнобедренными треугольниками, сходящимися в единой вершине.
В частном строительстве чаще всего применяется пирамида с основанием в виде четырехугольника, хотя для пристроек (башенки, эркеры и т.п.) или легких садовых построек (беседок) практикуется возведение более сложных конструкций, у которых в основании может лежать и правильный шести- или восьмиугольник (иногда даже и больше).
В данной публикации акцент будет сделан все же на четырёхскатную шатровую крышу. Здесь тоже возможны вариации. «Классикой» считается пирамидальная конструкция, опирающаяся на основание-квадрат, с вершиной, находящейся на перпендикуляре, проходящем через точку пересечения диагоналей основания. В этом случае все четыре ската будут представлять собой абсолютно конгруэнтные треугольники, расположенные под одинаковым углом наклона.
На рисунке-схеме показана пирамида с квадратом в основании – именно ее и будем рассматривать в дальнейшем. К этому чертежу придётся не раз возвращаться по ходу изложения.
Вполне возможно использовать шатровую схему и на прямоугольном здании, у которого длина превышает ширину. Однако, на практике такое применяется нечасто – ввиду ненужного усложнения и расчетов, и монтажа. При подобном варианте скаты, опирающиеся на более короткую стену, становятся длиннее и имеют меньший угол наклона к горизонту, то есть и внешние нагрузки для них уже приходится рассчитывать индивидуально. Для прямоугольных оснований куда больше подойдет – она во многом схожа с шатровой, но лучше адаптирована именно к таким условиям.
Шатровая форма крыши дает немало значимых преимуществ:
- Дом с такой крышей очень выигрышно выделяется на фоне стандартных двухскатных кровель, обладая своеобразной привлекательностью.
- По своим аэродинамическим качествам, то есть по способности противостоять ветровой нагрузке, особенно при шквалистых или даже ураганных порывах, она среди скатных крыш, пожалуй, не имеет равных. Причем сведена к минимуму подъемная составляющая ветровой нагрузки – усилия, пытающегося сорвать кровлю вверх.
- Уникальная пирамидальная форма способствует равномерному распределению всех внешних и внутренних нагрузок на систему крыши и здания в целом.
- При правильном утеплении скатов кровли, такая крыша – оптимальное решение с точки зрения энергосбережения.
- При оптимальном выборе крутизны скатов кровли не будет особых проблем и со .
Недостатком, помимо определенной сложности конструкции, можно назвать то, что четыре одинаковых ската серьезно «съедают» объем чердачного помещения, что осложняет организацию в нем «обитаемой» площади. Чтобы создать жилую мансарду, приходится резко увеличивать крутизну кровли и прибегать к «врезке» дополнительных окон и надстроек. Понятно, что браться самостоятельно за расчет и возведение столь сложной конструкции – просто бессмысленно, так как здесь требуется высокопрофессиональное архитектурное проектирование и монтаж.
Основные элементы шатровой стропильной системы
Рассмотрим базовое строение стропильной системы шатровой крыши. Для этого вначале возьмем совершенно абстрактный дом, стены которого образуют квадрат, и попробуем примерить к нему такую кровлю.
В контексте данной статьи нас не особо интересуют кровля и стены. Скроем их из виду, чтобы остаться «один на один» уже с, собственно, самой конструкцией стропильной системы. Ну а затем рассмотрим ее по деталям.
Стены скрыты из вида, но оставлен мауэрлат (поз. 1). Это – мощный брус, который поясом закреплен по верхнему торцу стен – именно на него будут упираться все стропила. В отличие, например, от двускатной крыши, в нашем случае должен представлять собой обязательно замкнутую раму, жестко связанную – от этого напрямую зависит прочность и стабильность всей стропильной конструкции.
От углов мауэрлата вверх к центру, к коньковому узлу (поз. 3), сходятся ребра пирамиды – их роль выполняют накосные стропила (поз. 2). Это – самые длинные и наиболее нагруженные изо всех остальных стропильных ног, и обычно для их изготовления применяется наиболее «мощный» пиломатериал — об этом будет рассказано ниже. На чертеже пирамиды они соответствуют отрезкам [КА], [КВ], [КС] и [КD]. Длина наслонного стропила на той же схеме обозначена Lн.
От центра каждой стороны к тому же коньковому узлу проходят центральные стропила (поз. 4). Они определяют высоту равнобедренного треугольника каждого ската. На чертеже – это, например, отрезок [КЕ] (длина стропила – Lц). В геометрии для обозначения этого элемента пирамиды имеешься отдельное наименование – апофема.
Наконец, от каждой накосной стропильной ноги в обе стороны к мауэрлату отходят укороченные стропила или нарожники (поз. 5), установленные с определенным шагом. Их количество будет зависеть от общих размеров всей системы.
Кстати, нередко для того, чтобы не «перегружать» соединениями коньковый узел, отказываются от установки центральных стропил, и монтируют только нарожники, размещая их симметрично апофеме.
На данной схеме показан вариант, в котором все без исключения стропила, начиная от накосных и кончая самым коротким нарожником, выполнены с выступом за пределы мауэрлата – для создания необходимого карнизного свеса. Но в дальнейшем все расчеты будут проводиться для «чистой» длины – от конькового узда до мауэрлата, а величина удлинения будет просчитываться отдельно, в зависимости от планируемой ширины свеса и угла крутизны ската.
крепление для стропил
Очень часто так и поступают – мощный стропильный брус заканчивается на мауэрлате, а карнизный свет обеспечивается наращиванием длины за счет специальных деталей – кобылок из более тонких досок. Это позволяет достичь немалой экономии на пиломатериалах.
На схеме была приведена одна из самых простых схем, когда накосные стропила выполнены по висячей схеме, и полностью сбалансированы. Скажем честно – такое очень редко встречается в реальности. На практике приходится прибегать к установке дополнительных, усиливающих элементов, которые обеспечивают прочность и стабильность конструкции стропильной системы.
Во-первых, стропила могут быть установлены по наслонной системе, то есть с опорой на центральную стойку. Стойка же может упираться на капитальную внутреннюю стену (если есть такая возможность), или на уложенный по центру лежень – мощный брус, опирающийся на противоположные внешние стены здания.
1 – накосные стропила;
2 – центральная стойка (бабка);
3 – затяжки (ригели).
Кстати, при возведении лёгких построек, например, беседок, иногда центральная стойка располагается по всей высоте, от фундамента (пола) и до конькового узла, и служит своеобразным предметом «интерьера».
Еще один вариант – основанием для стойки являются горизонтальные затяжки (ригели) соединяющие противоположные стропила. Эти затяжки могут располагаться внизу, ближе к , или примерно посередине высоты «пирамиды». Иногда такие ригели служат основанием для подшивки крыши чердачного помещения.
На рисунке показан пример, когда накосные стропильные ноги (поз. 1) по диагонали связаны затяжками (поз. 5). На пересечении затяжек смонтирована центральная опора (поз. 4). Все стропила, в том числе и центральные (поз. 2) соединены на опоре (бабке), образуя тем самым коньковый узел (поз. 3).
Часто центральная стойка вообще не используется. На крышах небольшого размера жесткость конструкции обеспечивается просто надежным скреплением центральных и накосных стропил на мауэрлате и в коньковом узле. В коньке стропила подгоняются друг к другу запилами под определённым углом, а затем это соединение усиливается металлическими накладами. Еще один вариант – используется центральный элемент-вставка, к которому крепятся стропильные ноги.
металлочерепица
Но при больших длинах стропильных нога иногда – и нарожников, они все равно требуют усиления. Для этого могут применяться дополнительные элементы системы.
На данной иллюстрации представлен один из вариантов. По центру квадрата, образованного мауэрлатом (поз. 1) врезан лежень (поз. 2). Как и в обычной схеме – установлены накосные (поз. 3) и центральные (поз. 4) стропила и нарожники (поз. 5).
Снизу накосных стропильных ног укреплены черепные бруски (поз. 6) – они служат для более надежной опоры для установленных нарожников.
И центральные ноги, и нарожники связаны с противолежащими, симметрично им расположенными деталями с помощью стяжек (поз. 7). Стяжки нижнего ряда, для исключения прогиба по центру, опираются на лежень, а сами одновременно служат опорой для верхнего ряда, перпендикулярного им.
От стяжек к каждой центральной стропильной ноге и к нарожникам идут вертикальные стойки (поз. 8).
Вместо вертикальных стоек (или вместе с ними) могут применяться подкосы – опорные элементы, расположенные под углом к горизонту. Это бывает удобно, когда основную нагрузку необходимо переложить на какую-то одну центральную точку (например, лежень или капитальную перемычку внутри здания), а не распределять ее по затяжке. Подкосы обычно располагают под углом в 45÷60°. Применение они находят, если длина стропильных ног превышает 4,5 метра. Такие дополнительные точки опоры позволяют снизить сечение пиломатериала, идущего на изготовление стропил, то есть и облегчить, и удешевить всю конструкцию системы.
На иллюстрации показано два варианта. Слева – комбинированный, в котором к лежню (поз. 1) закреплены и стойка (поз. 2), и подкосы (поз. 3). На правом рисунке – обошлись без стойки, и в лежень упираются только два подкоса, уходящие вверх, к симметричным стропильным ногам.
На схеме также показаны соединительные детали – металлические нагели (поз. 4) и стальные скобы (поз. 5).
Как уже говорилось, самыми длинными и испытывающими наиболее сосредоточенные нагрузки являются накосные (диагональные) стропильные ноги. Мало того, что обычно они толще других – нередко их приходится дополнительно подпирать, чтобы не допустить прогиба или кручения. Для этого могут применяться такие же подкосы, отходящие от центрального лежня, или специальный узел системы, называемый шпренгельной опорой.
Этот узел представляет собой шпренгельную балку (поз. 9) которая врезается на углу в мауэрлат, и от которой вертикально вверх уходит стойка (поз. 10), подпирающая накосную стропильную ногу. Иногда, на крышах большого размера, приходится устанавливать на просто шпренгель, а шпренгельную ферму, то есть усиливать вертикальную стойку подкосами.
Существуют и другие варианты монтажа и усиления стропильной системы шатровой крыши – многие мастера используют собственные, наработанные и проверенные годами методики. Но базовый принцип все равно сохраняется таким, как было показано выше.
Теперь необходимо рассмотреть блок вопросов, связанных с линейными размерами основных деталей конструкции, с необходимым для их изготовления сечением пиломатериалов, с другими геометрическими параметрами создаваемой системы. Одним словом, необходимо погрузиться в расчеты.
Проведение основных расчетов стропильной системы шатровой крыши
Проведение предлагаемых расчетов поможет хозяевам заранее определиться с основными характеристиками будущей крыши и необходимым количеством материалов. Расчеты должны проводиться в определенной последовательности, так как большинство параметров тесно взаимосвязаны, и, можно сказать, вытекают один из другого.
Высота «пирамиды», угол уклона скатов и планируемое кровельное покрытие шатровой крыши
Эта группа параметров выделена на первое место. Перечисленные характеристики тесно увязаны между собой и будут определяющими для остальных расчетов.
Почему необходимо заранее знать крутизну скатов? Да хотя бы потому, что каждый хозяин заранее видит крышу своего будущего дома, «одетую» в то или иное кровельное покрытие, которое больше ему по душе. А при выборе покрытий, хочешь – не хочешь, а приходится соблюдать определенные требования – у каждого материала есть свои предельно допустимые рамки по минимальному уклону.
То, что уклон зависит от высоты вершины «шатра» (и наоборот), наверное, объяснять не приходится — с ростом одного параметра возрастает и второй. Но только зависимость здесь – не линейная, а тангенциальная. Обратимся к схеме чертежу «пирамиды».
Высота конькового узла обозначена Н – это отрезок . Сама эта вершина в горизонтальной проекции лежит точно посередине любой из сторон квадрата, образующего основание. Получается прямоугольный треугольник КFE , катет которого известен – это половина ширины (длины) здания [АВ]. Угол ската кровли – α . Несложно определить и высоту:
Н = 0.5 × [АВ] × tgα
Это вычисление проще будет произвести при помощи встроенного калькулятора:
Калькулятор взаимосвязи высоты вершины шатровой крыши и угла крутизны кровли
Крыша здания является главной его защитой. Разнообразие форм, видов кровельных конструкций позволяет добиться индивидуального облика частного дома или дачи. Одним из самых интересных вариантов является шатровая крыша.
Что это такое?
Шатровая крыша представляет собой модификацию, где все стороны наклонены вниз к стенам, как правило, с довольно пологим наклоном, хотя шатер по определению является четырехскатной крышей с крутым наклоном, когда он растет до пика. Таким образом, крыша не имеет фронтонов или других вертикальных сторон.
Они могут быть построены в самых разных формах. Каждый гребень является центральным над прямоугольником здания. Треугольные грани называются концами бедер, они ограничены самими бедрами. «Бедра» и беговые стропила находятся на внешнем углу здания и поднимаются к хребту. Там, где здание имеет внутренний угол, долина пространство между наклонными поверхностями. Они обеспечивают компактный, прочный внешний вид конструкции. Шаг крыши может меняться.
В современной отечественной архитектуре такие конструкции обычно встречаются в бунгало, коттеджах и являются неотъемлемой частью некоторых стилей, их стропильная система может отличаться.
Конструкция является самоподдерживающейся, требующей меньшего диагонального крепления, чем двускатная. Таким образом, крыша гораздо лучше подходит для районов, где не редкость ураганы. Она не имеет больших, плоских концов, чтобы ловить ветер, и по своей сути гораздо более устойчива, чем двускатная. Однако для такого района конструкция должна быть крутой, предпочтительнее не менее 35 градусов от горизонтального или крутого наклона.
Когда ветер течет по наклонному бедру, крыша может вести себя, как крыло самолета. Затем на подветренной стороне создается лифт. Если наклоны менее чем 35 градусов по горизонтали, крыша будет подвержена подъему.
Возможный недостаток состоит в том, что в помещении под крышей меньше места, доступ к обслуживанию более сложный, бедра крыши сложнее вентилировать и нет плацдарма с окном для естественного света.
Особенности
Такая кровля может оказать значительное влияние на общий внешний вид. В отечественной архитектуре есть буквально десятки вариантов, но один из самых популярных – это шатровый.
Есть несколько способов сделать ее, но в целом строители приходят к двум основным формам. Сначала это квадрат, или пирамида. Чтобы покрыть квадратное здание, четыре треугольные секции встречаются в одной точке в центре структуры, подобно пирамиде.
Но если ваше здание не квадратное, если это прямоугольник, в этом случае у вас будут части разных размеров. Стропила не встречаются в одной точке, напротив, две более длинные стороны будет разделять гребень, идущий параллельно направлению здания. В принципе, два ребра будут подобны первому варианту. Однако вместо того, чтобы оставлять концы открытыми, треугольные отрезки наклонены наружу от краев хребта, с четырьмя наклонными сторонами.
Плюсы и минусы
Существует несколько преимуществ выбора этой конструкции. Поскольку у них нет долин, меньше вероятность утечки. Это означает, что изоляция чердака функционирует должным образом.
Такая крыша отлично держится при сильном ветре. Ее аэродинамические качества и короткие карнизы препятствуют подъему и помогают обеспечить большую устойчивость дома. Это делает ее гораздо лучшим выбором, чем традиционная с остроконечным покрытием, поскольку она менее склонна к сдуванию или разрушению во время сильной грозы или торнадо. Домик всегда имеет отличия, особенно если продумать дизайн.
По периметру имеет большую площадь поверхности для вентиляции. Это предотвращает многие кровельные проблемы, такие как преждевременное старение, холодные коридоры. В дополнение к надлежащей вентиляции простые линии облегчают работу водосточной системы от дома и устраняют потенциальные утечки и другие проблемы, обычно связанные с неисправными желобами.
Солнечные панели функционируют на максимальной мощности при установке на южном склоне. Так как крыша состоит из четырех плоскостей, ориентация дома не влияет на использование солнечной энергии.
Однако есть и недостатки. Первоначально конструкция стоит дороже, фермы, которые поддерживают крышу, сложнее строить. Кроме того, для покрытия дополнительных двух склонов требуется больше кровельных материалов. Конструкция также ограничивает доступное количество чердачного пространства. Из-за этого домовладельцы, которые хотят использовать чердак в качестве хранилища или для преобразования его в дополнительное жилое пространство, не должны выбирать этот вариант.
Преимущества:
- предпочтительны на холмистых станциях, где в зимние сезоны отмечается сильный снегопад;
- имеют сплошную фасцию со всех сторон, поэтому становится проще устанавливать желоба;
- хорошо подходят для теплого климата;
- имеют карнизы вдоль всех направлений, которые помогают обеспечить полную защиту дома от солнца, а также других атмосферных неприятностей;
- одним из важнейших преимуществ является способность обеспечивать дренаж воды.
Недостатки:
- сложная процедура строительства;
- требуют дополнительного сырья, что увеличивает стоимость;
- время от времени они нуждаются в техническом обслуживании, чтобы обеспечить длительный срок службы.
Виды
Одноэтажные дома и двухэтажные могут иметь четырехскатную или вальмовую крышу с эркером, но все кровли этого типа можно классифицировать следующим образом:
- мансардная крыша является вариацией с двумя различными углами, нижние гораздо круче, чем верхний.
- шатер представляет собой тип многоугольной крыши с крутым наклоном;
- односкатная или двускатная.
Этапы и тонкости монтажа
Прежде чем приступать к установке кровли, нужно выяснить, сколько необходимо материалов, чтобы пошагово сделать работу самостоятельно. Измеряют длину крыши и ширину одной стороны. Умножают эти числа, а затем удваивают результат на квадратные сантиметры. Если это гофрированный металл, его обычно поставляют в виде листов размером 91,44 × 182,88 см (548,64 квадратный см). Разделите размер крыши в квадрате на 548,64, чтобы получить необходимое количество листов.
Пока древесина на крыше находится в хорошем состоянии, необходимо положить бумагу с тиснением. Стоит убедиться, что рулоны перекрываются не менее, чем на два сантиметра и скрепляют на дереве.
Укладывается первый лист внахлест, а к деревянной раме он прикрепляется при помощи саморезов. Гофрирование должно поднять крышу к хребту. Поместите лист в один нижний угол с выступами на 5 сантиметров на каждом краю. Просверлите отверстие в верхнем углу на проходе, а не на гребне гофра. Закрепите винт и водонепроницаемую шайбу. Винты должны располагаться на расстоянии около 15 сантиметров друг от друга во всех направлениях. Однако работая по краю, помещайте винты на 7 сантиметров друг от друга.
Как только первый лист встанет на место, нужно установить оставшуюся часть нижнего ряда гофрированной металлической кровли. Листы должны перекрываться не менее чем на 10 сантиметров. На другом конце убедитесь, что имеется выступ на 5 сантиметров.
Поместите следующий ряд гофрированной металлической кровли, чтобы нижняя часть была над верхней первого ряда. Это поможет потоку воды двигаться вниз по крыше. Закрепите крышу на месте, как и в первом ряду, и продолжайте работать, добавляя ряд за рядом, пока не достигнете линии гребня.
Когда приближаетесь к линии гребня, нужно аккуратно поместить верхний ряд, чтобы гарантировать, что гофрированная металлическая кровля не выходит за пределы хребта с каждой стороны. Вместо этого, он должен доходить до хребта, чтобы вершины листов на их стороне почти касались друг друга. Чтобы закончить, понадобится специальная крыша. Положите лист так, чтобы он закрывал верхние части с обеих сторон.
Подготовка
Шатровые конструкции могут быть спроектированы на зданиях квадратной формы, а также прямоугольной. Крыша может следовать за треугольными сторонами, а также сочетать трапециевидные. Некоторые похожи на пирамиды, тогда как другие могут иметь более симметричную структуру. Всегда делаем качественные и хорошо выверенные чертежи, высчитываем количество материала.
Как правило, существуют три основных фактора, которые вносят вклад в дизайн или стиль оформления:
- Карнизы : бедра с глубокими карнизами, которые могут помочь в затенении окна от солнечного света. Эта схема помогает в охлаждении внутренней части дома и обеспечивает сокращение расходов на электроэнергию с уменьшенным потреблением энергии.
- Сила: для тех областей, где чаще встречаются ветры и циклоны, такие крыши построены с высокой точностью, так что они имеют большой срок службы.
- Стиль : славятся своими уникальными стилями и изящным внешним видом.
Строительство происходит с наклонными сторонами, поэтому они должны быть выполнены с высокой точностью и безопасностью.
Одним из наиболее важных и основных шагов является проведение измерений перед установкой. Это должны делать опытные люди с калькулятором. Измерения проводятся по ширине и длине здания, затем они используются для расчета размеров бордюрной плиты, а также длины стропила.
Расчет
Построение требует должного внимания к некоторым основным факторам, таким как измерения, схема, площадь, кадрирование и регулировка стропил.
Цель плана – представить направление, а также изменения размеров полной конструкции, рассчитать длину, ширину и другие параметры. Размер крыши обычно зависит от типа дома и его габаритов. Если выполняется процедура расчетов самостоятельно, тогда хорошо начать с предварительно спроектированного направляющего для бедер.
Угол расширения бедра из каждого угла должен составлять 45 градусов, но в некоторых случаях также приемлемы другие размеры. Порядок следующий:
- начните с макета прямоугольной формы здания;
- найдите центральную линию в средней части;
- нарисуйте линию 45 градусов от каждого угла к центральной линии, которая может помочь установить спецификации местоположения для стропил;
- нарисуйте линию гребня между точками пересечения беговых стропил;
- рассчитать расстояние между стропилами и заложить их в соответствии с планом каркаса;
- создавать правильные диаграммы на бумаге для проектирования бедер, чтобы эти цифры могли помочь в правильной компоновке на следующих этапах.
Шатровая конструкция считается лучшим выбором для покрытия навесов. Эксперты говорят, что гарантирована лучшая отдача для прибрежных, а также ветреных мест, кроме того, обеспечивается привлекательный вид.
Инструменты
Лучшими помощниками кровельщика, которые упрощают устройство крыши, считаются:
- молоток;
- зажимы;
- зубила;
- шуроповерт;
- киянка;
- плоскогубцы;
- циркуль;
- нутромер и другие.
Проведение работ
Как только вы закончите с измерительной частью, пришло время сократить стропила в соответствии с этими спецификациями. Эти части будут позже использованы для строительства крыши. Строительство полушатровой кровли своими руками требует опыта, чтобы правильно крепить подстропильные балки.
Ридж-плиты действуют как рама, которая лежит вокруг крыши. Вы должны начать процедуру установки, расположив стандартные стропила на нужную сторону плат гребня. Процесс продолжается до тех пор, пока не будет повышена стойкость или прочность всех досок для хребтов, и их можно будет урегулировать в соответствии с их весом. Угол наклона важен, и про него нельзя забывать. Сруб выполняется в требуемом стандартами направлении.
Перед тем как двигаться в направлении построения бедер, требуется обеспечить правильное выравнивание в соответствии с углами. Для такого типа вычислений необходимо использовать квадрат рамки.
Сейчас самое время перейти к фиксации стропил. Эксперты предлагают начать с одной стороны одновременно и попытаться применить большее давление для каждой регулировки на борту. Это давление обеспечит гораздо лучшие результаты. Как только стропила закончены, можете начать с обрезки, чтобы они могли обеспечить превосходную линейную компоновку. Угловые стропила известны как беговые, их необходимо подключить к соседним, которые уже установлены.
Как только вы закончите установку, пришло время ставить домкраты. Хорошо начинать с одной части, а затем двигаться к концу, хотя этот процесс длительный, но если он выполняется точно, то, безусловно, может привести к должному результату.
В случае если у вас нет надлежащего знания о процессе установки, необходимо обратиться за помощью к экспертам. Важно обеспечить точность, поскольку потом между ними будут соединены обшивка, вентиляция и дренаж. Если крыша включает дымоход, придется пройти еще несколько процедур, чтобы добиться идеальной конструкции кровли. Построить дом сложно, если не хватает опыта, лучше проконсультироваться со специалистом.
Стиль такой кровли является наиболее распространенным и простейшим видом. Он имеет наклоны со всех четырех сторон, поэтому, как бы ни рассматривали, кровля наклоняется к желобам. Стороны равны по длине и сходятся, чтобы образовать хребет наверху.
Бедро – наименее сложный стиль, и, как правило, обладает низкой стоимостью, если проводить сравнение с другими видами. «Разбитая» или «пиковая» кровля также очень популярны. Их легко отличить, потому что они образуют форму треугольника в конце дома и в других частях. Стиль gable имеет интересный и разнообразный вид «колониального» типа.
Монопольная кровля – необычный стильный проект. Он сконструирован так, чтобы сформировать единую наклонную поверхность и часто не прикреплен к какой-либо другой. В некоторых странах этот вид популярен как современная альтернатива, он имеет яркий и отличительный облик. Монокрыша спроектирована на более высокий уровень, чем другие, из-за этого цена обычно выше.
Альтернативный вариант преобразования бедра в двускатный чердак. Однако это создает ограниченное количество дополнительного пространства, которое обычно используется для доступа к чердаку с лестницей. Построение конверсии в двускатный лофт – лучшее использование пространства по сравнению с боковой мансардой.
Важнейшим фактором для совершения конверсии является гигантское изменение в линии крыши. Это позволит достичь огромного количества дополнительной площади, максимизируя потенциал преобразования лофта. Внешняя отделка может быть облицована плиткой или сланцем в соответствии с кровлей, закончена в блоке и окрашена. Встраиваемые в большинство торцевых стен отверстия будут являться двойным застекленным окном. Оно обеспечивает естественный свет либо на чердаке, либо на лестнице.
Еще больше о стропильной системе шатровых крыш, смотрите в следующем видео.
Устройство стропильной системы непосредственно зависит от выбора типа крыши. Шатровая крыша переставляет собой прямоугольник, устройство которой считается одной из самых сложных. Конструкция имеет четыре одинаковых ската, но при желании их количество может изменяться, главное соблюдать симметрию. В этой статье мы расскажем, как состоит стропильная система шатровой крыши.
На фото представлена схема устройства стропил шатровой конструкции.
Шатровая крыша относится к четырехскатному типу конструкций и имеет форму шатра. Конструкция стропильной системы представлена в виде равнобедренного треугольника, соединяющегося в одной точке, а основание выполняется в виде многоугольника. Квадратное основание крыши шатрового типа считается классическим, однако, его строение может быть выполнено и в другой форме. Четырехскатная шатровая крыша может быть выполнена в следующей конфигурации:
- трапециевидные скаты;
- мансардная кровля;
- эркерная или яндовая кровля;
- купольные скаты и круглое основание;
- наличие шести или восьми оснований.
Для информации! При устройстве классической формы рекомендуется использовать расчеты стропильной системы шатровой крыши с учетом действующих строительных норм и правил.
Преимущества и недостатки
На фото представлен дом с шатровой кровлей. Несмотря на сложность устройства стропильной системы шатровой конструкции, ее популярность в проектировании частных домов достаточно высока. Специалисты отмечают следующие преимущества шатровой конструкции:
- Высокие аэродинамические характеристики, позволяющие надежно защитить крышу шатрового типа от сильных и шквалистых порывов ветра, без срывания кровельного материала и обрушивания чердачного помещения;
- Наличие крутых скатов исключают процесс выполнения очистки кровли от снега и мусора;
- Шатровая крыша позволяет расширить полезную площади дома и обустроить мансарду;
- Придает оригинальный внешний вид любому сооружению;
- Высокая прочность конструкции, надежная защита от промерзания и осадков.
Из недостатков следует отметить следующее:
- Большое количество расходного материала;
- Отсутствие фронтонов предполагает установку мансардных окон, которые фиксируются непосредственно в скат.
Устройство шатровой конструкции
Четырехскатная шатровая крыша и стропильная система могут быть устроены двумя способами: висячим или наклонным. Комплекс стропил наклонного типа считается наиболее экономичным и простым в устройстве. Основные конструкционные элементы шатровой крыши состоят из:
- Коньковый узел - элемент, где происходит соединение всех стропильных ног, образуя ее точку вершины;
- Наличие ската треугольной формы, стропила выполняют поддержку и образуют поверхность конструкции. Угол наклона должен равняться 20-50 градусов независимо от количества углов крыши;
- Свесы - данный элемент выполняет защитную функцию здания от осадков и ветровых порывов. Кобылки и стропильные ноги отвечают за качественное формирование свесов.
Для информации! Свесы способны надежно защитить здание при условии допустимой длины элемента, поэтому выполняя расчеты учитывайте длину свеса не менее 50 см.
- Кровельное покрытие - строительный материал, покрывающий стропильную систему всей конструкции. Основная задача кровельного материала - защита всей плоскости от проникновения снега, дождя и холода. Чаще всего в качестве материала используют металлочерепицу, шифер, рубероид, ондулин.
- Стропильная система - важный элемент шатровой конструкции, выполняет функцию поддержки, способна отражать нагрузку и предотвращает разрушение фундамента, несущих элементов сооружения;
- Система водостока - отвечает за беспрепятственный выход влаги в ливневую канализацию. Комплекс включает в себя вертикальные трубы, воронки и желобы.
Особенности системы стропил
Шатровые кровельные конструкции могут быть выполнены наслонной или висячей системой. Висячие стропила монтируют в том случае, когда в доме отсутствуют внутренние стены, а система стропил опирается непосредственно на несущие конструкции дома. На фото представлены технические характеристики системы висячих стропил. Система наслонных стропил предполагает фиксацию к средней несущей стене или на опорные столбы, которые прочно фиксируют железобетоном.
Для информации! Для четырехскатных крыш с углом наклона равным 40 градусов и выше рекомендуется выполнять наслонные стропила.
Немаловажным моментом является правильный подбор опор для системы стропил. Например, для каркасного строения используют верхнюю обвязку, у кирпичного дома функцию опоры играет мауэрлат, а в домах из сруба используют верхние венцы.
Расчет шатровой стропильной системы
Избежать ошибок и выполнить все расчеты помогут следующие замеры:
- длина карнизного свеса;
- основные параметры скатов (угол наклона, длина, ширина);
- тип формы основания,
- ширина и длина основания крыши.
Когда все расчеты выполнены, следует сделать чертеж стропильного комплекса. Как правило, для этого можно использовать специальный он-лайн сервис, с помощью которого можно сделать правильные расчеты кровельного материала.
Если же вы обратились за помощью к специалистам, проектирование будущей конструкции начинается с выполнения чертежа, а именно нанесения контуров строения. При выполнении чертежа крыши высота конструкции не зависит от высоты стен, однако, этот параметр следует учитывать при расчете снеговых и ветровых нагрузок.
Для информации! При небольшом угле наклона существует риск застоя осадков на всей плоскости крыши. Специалисты рекомендуют применять угол наклона 30-60 градусов.
Более подробно о том, как самостоятельно выполнить расчеты стропильной системы шатровой крыши можно из видеоролика.
Расчет стропильной системы выполняют при помощи теоремы Пифагора. Если основание конструкции имеет квадратную форму, скаты будут, как равнобедренный треугольник с одинаковым углом наклона и их размерами. Для упрощения задачи рекомендуется выполнить расчет стропил на одном элементе и перенести полученные данные на оставшиеся фрагменты комплекса.
Шатровая конструкция предполагает слишком большой расход строительных и кровельных материалов, т.к. при выполнении работ необходимо будет выполнить большое количество резов. Однако, эта качественная и надежная крыша сможет защитить дом от различного воздействия внешней среды, а ее оригинальный вид будет привлекать внимание окружающих.
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.
Шатровые крыши эффектно возвышаются над частными домами, флигелями, беседками, летними кухнями. Сооружают их чаще всего над квадратными в плане коробками. Реже устраивают над объектами, напоминающими правильный многоугольник с четным количеством сторон. В списке преимуществ шатровой крыши значатся все виды плюсов четырехскатных кровельных конструкций.
Они экономичны и превосходно сопротивляются атакам атмосферных явлений. Правда стропильная система шатровой крыши возводится по особым правилам. Их стоит изучить домашним мастерам, желающим потрудиться на поприще самостоятельного кровельщика.
Крыша конвертом – второе название шатровой конструкции, отображающее ее конфигурацию в плане. Строительство шатрового каркаса проводится по правилам, которые регламентирует , но с соблюдением собственной специфики. В конструкции напрочь отсутствует конек как таковой. Его функцию выполняет центральная опора, в вершине которой сходятся все несущие стропильные элементы.
В геометрическом смысле шатровая крыша сложена четырьмя или более равнобедренными треугольниками. Основания треугольников опираются на стены через мауэрлат, верхние венцы или выравнивающие доски. Вершины либо наслоняются на опорный столб, либо упираются друг в дружку.
Выбор способа сооружения
По аналогии со скатными крышами в устройстве шатровой конструкции используются два вида стропильных ног:
- Наслонные – стропилины, имеющие две надежные опоры в верхней и нижней части. Применение наслонных стропильных ног возможно, если в обустраиваемой коробке есть внутренняя стена, на которую водружается центральная опора. Вместо стены может использоваться опорный столб, установленный на подвальное или на чердачное железобетонное перекрытие.
- Висячие – стропилины, имеющие только одну нижнюю опору. Их устанавливают, если обустраиваемая коробка не обладает внутренней стенкой, а монтаж центрального столба нецелесообразна.
Выбор наслонного или висячего типа стропилин определяет способ установки элементов прочих деталей конструкции.
Чаще всего в сфере устройства над частными домами стропильных систем для шатровых крыш используется наслонная технология. Висячая схема сложнее в монтаже и неудобна в ремонте. Часть ее составляющих взаимозависима, поэтому при замене испорченных элементов нередко приходиться заодно демонтировать неповрежденные детали.
Диагональные и укороченные стропилины
Углы коробки и вершину шатровой конструкции соединяют диагональные или по-другому накосные, они же угловые стропилины – обязательные участники сооружения четырехскатных крыш. Это самые длинные и наиболее нагруженные элементы стропильной системы. Именно на них опираются укороченные стропилины – нарожники, формирующие плоскости треугольных скатов четырехскатных крыш – вальм. Если длина диагональной стропилины более 4,5м, ее сооружают из двух досок, сшитых метровым отрезком аналогичного материала. Вообще по правилам накосные ноги принято изначально делать из двойной сшитой доски, предназначенной для изготовления центральных вальмовых стропильных ног и нарожников.
Ширину доски, из которой планируется построить каркас для утепленной крыши, рассчитывают с учетом формирования вентиляционного зазора в 2-3см. Он должен образоваться между верхней плоскостью ската, формируемого стропильным каркасом, и плитами теплоизоляции. Например, если толщина утеплителя 125мм, то ширина доски должна быть 150мм и т.д. Если размеры предложенного на рынке или в строймаркете материала не позволяют создать вентиляционный зазор необходимых размеров, то к стропилинам с наружной стороны прибивают контробрешетку из бруска.
Дополнительные опоры для накосных элементов
Чтобы повысить жесткость конструкции и предупредить провисание длинных накосных ног, под них устанавливают дополнительные опоры. Число и тип дополнительных опор зависит от размера пролета, перекрываемого диагональной ногой:
- При расстоянии до 7,5м жесткость диагональной ноги обеспечивает только подкос, расположенный в верхней части пролета.
- При расстоянии от 7,5 до 9м кроме подкоса устанавливается еще и опора в нижней части, расположенная на расстоянии примерно в четверть длины пролета от крайней точки. В качестве дополнительной опоры используются или обычные стойки из бруса, или шпренгельные фермы Т-образной перевернутые низом вверх.
- При расстоянии свыше 9м по центру устанавливается еще одна дополнительная опора, которую строительные нормы позволяют устанавливать только на ж/б перекрытие.
Подкосы устанавливают под произвольным углом от 45º до 53º, шпренгели, шпренгельные фермы и стойки строго вертикально.
Варианты решения “конькового” узла
В устройстве каркасов для шатровых крыш, естественно, не используются коньковые прогоны. В преобладающем количестве случаев диагональные стропилины и центральные ноги вальм врубками опирают на единый несущий столб. У единственной для шатра верхней опоры в свою очередь также имеется три варианта опирания:
- На нижнее перекрытие. Это не самый востребованный метод, отнимающий часть полезного пространства и определяющий характерные порядки в проектировании. Зачастую его применяют в устройстве летних беседок, что позволяет использовать массивный несущий столб для устройства вокруг него общего стола, к примеру.
- На балку перекрытия, уложенную на внутреннюю несущую стену. Чаще всего в малоэтажном строительстве фигурирует именно указанный вариант как наиболее рациональный. Иногда на балку укладывается лежень, к которому разумнее крепить подкосы, чтобы не ослаблять перекрытие.
- На соединенные уголками верхние пятки центральных вальмовых стропилин. При указанном способе соединения на мауэрлат может передаваться распор. Потому каждая вальма оснащается стяжкой-ригелем.
Характерные способы сооружения стропильной системы с опорой или без под шатровую крышу изображены на фото и схемах:
Нюансы установки нарожников
Нижний узел крепления укороченных стропилин – нарожников устраивается по аналогии с узлами центральных вальмовых ног. Если они установлены по наслонной технологии, не следует отступать от принципа. Верхнее опирание на диагональный элемент выполняют разными способами:
- Путем врубки в цельный брус, использованный для устройства накосной стропильной ноги.
- Через опирание на прибитый вдоль нижнего края диагонали вспомогательный брусок.
- Посредством банального прибоя двумя-тремя гвоздями размером 82мм, если к нарожникам не предъявляются повышенные требования по прочностным показателям.
Самой разумной по праву считается установка через опорный брусок, прибитый заподлицо с нижней гранью накоса. И прочностные показатели диагональной ноги не пострадают, и монтаж нарожников пройдет в более резвом темпе. К тому же не нужно будет соблюдать разбежку укороченных стропилин при разметке и установке. А вот при креплении врубками верхним пяткам нарожников запрещено сходиться в одной или в близко расположенных точках.
Шаг установки как стандартных, так и укороченных стропилин утепленной крыши обычно равен ширине . Однако если верхние узлы крепятся гвоздями или врубками допустимо изменение шага, чтобы сместить верхние пятки смежных скатов относительно друг дружки.
Пример сооружения шатровой крыши
С тонкостями строительства шатровой стропильной системы и вариациями на ее тему мы ознакомились, теперь рассмотрим непосредственно процесс с подробным исследованием этапов. Основой для сооружения у нас будет коробка габаритами 10×10м с несущей внутренней стенкой посередине.
Перед работой устраиваем мауэрлат по периметру так, чтобы он лег заподлицо с внутренним контуром коробки. Укладываем его и по внутренней перегородке. Вдоль наружного контура кирпичной стены сооружается бортик в один кирпич, необходимый для компенсации распирания. Между собой брусья деревянной рамы мауэрлата соединяются косыми прирубом, продублированным винтами, болтами или гвоздями. Угловые соединения укрепляются скобами, они же используются для соединения рамы к стенам. По установленному мауэрлату производится разметка нижних узлов стропильной системы.
Поверх выровненного в горизонт мауэрлата укладываются балки перекрытия, центральная часть которых опирается на несущую стену. Если одной длины бруса недостаточно для устройства цельной балки, состыковку двух элементов располагают непосредственно над несущей внутренней перегородкой. К торцам балок с соответствующим проекту шагом крепятся короткие балки – выносá, формирующие свесы над второй парой стенок коробки. Крепятся они к крайним брусьям с противоположной стороны на гвоздь или прочный стержень вроде шкворня, а внутренние углы крепления выносов дублируются уголками типа LK.
Установка опоры и вальмовых стропилин
Сооружение стропильного каркаса под шатровую крышу выполняется в три стандартных этапа. В течение первого из них производится установка опорной стойки и центральных вальмовых стропилин.
Строить старотовую несущую часть стропильной системы будем следующим образом:
- Устанавливаем стойку проектной высоты прямо в центре перекрытия. Для изготовления стойки используем брус 150×150мм. Перед креплением вертикальность весьма ответственной детали выверяем отвесом. Если все хорошо, крепим гвоздями и скобами. Чтобы в процессе строительства центральную опору не перекосило, фиксируем ее дополнительно парой временных распорок.
- Изготавливаем шаблон стропилины согласно наслонному методу. Примеряем доску к балке перекрытия и к установленной опоре. Для опирания верхней пятки будет сделана врубка глубиной 5см. Поэтому для определения точной линии нижнего спила на балку нужно положить брусок аналогичной толщины, чтобы с его помощью без лишней мороки сразу отчертить все, что нужно.
- По шаблону делаем только две противоположные стропилины, которые верхними спилами должны упереться друг в дружку. Монтируем их и крепим одним гвоздем, чтоб не беспокоили во время работы.
- Проверенным путем следуем в изготовке и установке стропильных ног, расположенных в крест установленной паре. Верхний спил их обязан упираться в торец соединения первых стропилин.
- После установки ноги сшиваются гвоздями между собой или соединяются с помощью металлических уголков.
Первая часть работы требует повышенного внимания и контроля к размерам, горизонтальным и вертикальным направлениям. Если в процессе ее производства все устроено идеально, дальше будет гораздо проще. Ничего подгонять, исправлять и делать каждый элемент в отдельности будет не нужно. Убедившись в безупречности строительства первой части стропильной системы, по периметру прибиваем карнизную доску.
Монтаж диагональных стропилин
Перед установкой накосных стропильных ног производится разбивка крыши шнуркой. Ее протягивают от вершины центральной стойки к углам, образованным карнизной доской. Ориентируясь на проекцию от шнурки в угловых сегментах крыши, примеряем, изготавливаем и устанавливаем угловые короткие балки. Для этого подходящий по длине отрезок бруса, который использовался для устройства перекрытия, прикладываем сверху на незаполненное угловое пространство. Расположившись снизу, очерчиваем линии предстоящих спилов. Крепим угловые выноса к мауэрлату и смежным балкам перекрытия гвоздями и металлическими уголками.
Приступаем к изготовлению и установке диагональных стропильных ног:
- Выбираем любой из углов смонтированной части каркаса и в его верху буквально методом «ручного» подбора, но с помощью рулетки находим место, равное двойной толщине стропильной доски. Отмечаем его карандашом.
- Прикладываем к вершине нашей «пирамиды» обрезок доски с размерами, равными сечению материала, примененного в изготовлении центральных вальмовых стропилин. Одно из ребер обрезка должно проходить точно вдоль шнурки. Чертим линию вертикального спила и выполняем его.
- С помощью строительного угломера замеряем углы между смежными уже установленными стропилинами. Полученный результат следует разделить пополам, т.к. в угол нужно поместить элемент, сшитый из двух досок.
- Запиливаем под полученным в результате деления углом край обрезка доски справа или слева по вертикали. В результате получили шаблон верхнего узла диагональной стропилины. Если ранее все было сделано без нареканий, то запиленный обрезок сможет послужить еще семь раз. Если нет, то все равно послужит, но с некоторыми корректировками и подгонками по месту.
- Сложив вместе или временно сшив гвоздем два верхних шаблона, нужно снова провести примерку и отметить по факту местоположение врубки, если нижний край диагональной стропилины будет пересекать край стойки. Если для ее монтажа не потребуется врубка, в этом проще убедиться заранее, чем потом возиться с подгонками на крыше.
- Внизу к шнурке прикладываем опять же обрезок доски, совместив его ребро с нашим натянутым ориентиром. Совмещенное ребро должно повторять центральную ось углового выноса. Отмечаем линию нижнего запила. Корректируем по вертикали край, согласно «показаниям» карнизной доски.
- Аналогично проводим работы по производству зеркально развернутой нижней пары.
- Пользуясь шаблонами, изготавливаем обе части диагональной стропильной ноги, которые после установки нужно сшить между собой с шагом 30-40см в разбежку.
Если длина пролета, перекрываемого накосной стропилиной, больше 4,5м, ее заведомо делают из четырех частей. Сшивают, к примеру, правую часть с верхним запилом и левую часть с нижним запилом. После их установки на место прямо на объекте нашиваются недостающие части.
Следуя описанному алгоритму, производится изготовление и монтаж еще трех накосов. Завершив фиксацию диагональных ног, устанавливают подкосы и опоры согласно описанным выше технологическим предписаниям.
Изготовление и монтаж нарожников
Центральные вальмовые стропилины уже красуются на положенном месте. Осталось заполнить некое подобие треугольников между диагональными и центральными вальмовыми ногами. Нижняя пятка коротких стропилин будет опираться на выноса и на балки, верхняя часть на накосные стропила.
По аналогии изготавливаем шаблоны с нижним и верхним запилом. Длину элементов замеряем по факту, согласно размерам и шаблонным сведениям изготавливаем нарожники и устанавливаем их. Остается устроить обрешетку, по которой производится , профилированного настила, шифера или другого типа покрытия.
Крыша конвертом для беседки
Вариантов применения шатровой технологии намного больше, чем может показаться непросвещенному в кровельном деле человеку. В качестве интересного примера, доступного для самостоятельного воплощения, рассмотрим методику сооружения двухъярусной крыши над дачной беседкой. Конструкция нетривиальная, но не слишком уж сложная.
По сути, над основной стропильной системой обычной шатровой крыши возвышается еще одна четырехскатная миниатюра. Только последовательность работ несколько иная:
- Первым делом устанавливаются диагональные стропильные ноги.
- Затем на проектной высоте монтируются сдвоенные перемычки, выполняющие работу ригелей стропильных ферм и основания для устройства верхнего шатрового купола. В плане перемычки должны сформировать квадрат с четко симметричными сторонами.
- Центральные стропилины вальм крепятся вверху к перемычкам, внизу к мауэрлату, в описываемом случае к обвязке веранды.
- Без особой оглядки на ослабление будущей стропильной системы, размечаются точки установки нарожников. Хоть крепить их предстоит гвоздями, легкой конструкции не слишком навредит примыкание верхних спилов нарожников к диагоналям в одном или рядом расположенном месте.
- Шаблон для выполнения нижнего спила можно сделать один для всей вальмы. Для безукоризненной постройки он может быть вообще в единственном числе. Шаблонов для верхних спилов будет несколько: для стропилин, прилегающих к перемычкам, для ног, примыкающих к узлам соединения перемычек с диагоналями, и для элементов, присоединяемых к диагоналям, спилы будут различными.
Купол легче сделать на земле, а затем поднять его наверх. В приведенном примере у шатровой миниатюры имеются каркасные стенки, которые желательно обтянуть мелкой металлической или полимерной сеткой. Можно обшить светопроводящими панелями.
Это не единственный способ сооружения нестандартной крыши конвертом. Как еще можно построить стропильную систему шатровой крыши для беседки подскажет обучающее видео:
В пределах одной статьи трудно описать все возможные варианты сооружения крыш конвертом шатровой разновидности. Мы описали лишь общие принципы, придерживаться которых следует в области возведения стропильных каркасов для всех подобных крыш. Используя технологические принципы, можно самостоятельно спроектировать стропильную систему для любимой загородной собственности и с успехом воплотить планы.