Шатровая крыша плюсы и минусы. Стропильная система шатровой крыши: описание вариантов монтажа. Видео – Шатровая крыша своими руками
При проектировании и строительстве частного дома главным вопросом становится крыша, ее конструкция и обустройство. На данный момент классическим и самым популярным вариантом остается двухскатная конструкция крыши, однако она очень часто выглядит слишком скучно и многих это не устраивает. Двухскатная крыша может разрушить гармонию архитектурного стиля, поэтому дизайнеры и архитекторы разработали более интересные и привлекательные варианты. Одним из них стала крыша шатрового типа, которая манит своими изящными формами. Фактически это четырехскатная симметрическая конструкция, у которой все четыре ската сходятся в одну точку. Изначально может показаться, что и эта крыша достаточно простая, однако, это лишь на первый взгляд, ведь она поражает своей экзотикой и эстетической привлекательностью.
Специалисты по созданию крыш не рекомендуют проектировать и сооружать шатровую крышу самостоятельно, так как для этого требуются специальные строительные навыки и большой опыт. Для того чтобы крыша дома не только выглядела привлекательно, но и справлялась со своей основной функциональной задачей лучше доверить это дело профессионалам. В качестве ознакомления можно изучить стропильную систему шатровой крыши, оценить ее достоинства и недостатки.
Особенности шатровой крыши
Стоит отметить, что конструкция шатровой крыши может состоять не только из четырех скатов, но и из большего их количества, однако, классический вариант предусматривает наличие именно четырех наклонных плоскостей. Число скатов напрямую влияет на геометрическую форму крыши, ее визуальное восприятие. Количество наклонных плоскостей крыши в первую очередь зависит от конструкции частного дома, если он квадратный, то логичнее всего использовать четырехскатную систему, если же дома круглый, то можно использовать шесть или восемь скатов. В случае с шатровой крышей главным условием становится равенство скатов, ведь они должны быть идентичны как по габаритам, так и по своей форме.
Шатровая крыша включает в себя такие элементы:
- Коньковый узел – точка, которая соединяет все стропильные ноги крыши, образуя их вершину.
- Скаты треугольной формы, которые поддерживаются стропилами и образуют поверхность крыши. Угол наклона скатов должен составлять не более 50 градусов, но и не менее 20 градусов.
- Свес – часть крыши, что выступает за пределы здания и защищает его фасад от воздействия внешних факторов в виде снега, дождя и ветра. Для того чтобы свес был функциональным и справлялся со своей задачей он должен выступать за пределы частного дома хотя бы на полметра. Формируется свес с помощью нижней части стропильных ног.
- Кровельный материал. Он служит покрытием для конструкции, защищая стропильную систему крыши от воздействия внешних факторов. Выбор кровельного материала зависит лишь от собственника жилья и его финансовых возможностей. Среди самых популярных кровельных материалов следует выделить: профнастил, металлочерепицу, ондулин, шифер, фальцевую кровлю и сланец.
- Стропильная система – каркас крыши, распределяющий вес на несущие стены здания и его фундамент.
- Водосточная система – совокупность элементов, способствующих естественному оттоку талой воды и снега. Система водостока включает в себя: желоб, водоприемную воронку, фильтры и вертикальные трубы.
Достоинства шатровой крыши
Спроектировать и создать шатровую крышу трудно, однако, если взглянуть на большинство современных построек, то можно заметить, что она очень популярна. Шатровая крыша обладает такими преимуществами:
- Устойчивость к ветрам за счет хороших аэродинамических характеристик.
- Простота в обслуживании. Конструкция крыши продумана таким образом, что на ее поверхности не задерживаются и не накапливаются большие снежные массы, что упрощает процесс уборки ее поверхности.
- Под шатровой крышей с легкостью можно оборудовать комфортную и просторную мансарду. Единственный недостаток – необходимость установки мансардных окон, цена на которые в два раза больше, чем на обычные окна.
- Оригинальный дизайн, привлекательный внешний вид.
Стропильная система
Стропильная система служит каркасом для крыши, является ее основой. В целом выделяют два типа стропильной системы в зависимости от того, как крепятся стропильные ноги: висячая и наслонная стропильная система. Висячие стропила опирают на коньковый узел и мауэрлат, а наслонные имеют еще одну опору на вертикальную стойку, устанавливаемую на внутреннюю сторону несущей стены.
Стропильная система шатровой крыши состоит из таких деталей:
- Мауэрлат. В качестве этого элемента используют деревянный брус, который укладывают на стену. Он служит основанием ската, а значит, от количества скатов зависит число мауэрлатов. Так как это деревянный элемент, то его нужно обработать специальными пропитками и антисептиками. Мауэрлат служит опорой для стропил и равномерно распределяет нагрузку по всему периметру несущих стен. Также можно устанавливать лежень, используемый для внутренних перегородок.
- Коньковый узел – точка, где сходятся верхние части стропил.
- Накосные стропила. Это диагональные деревянные балки, которые образовывают конек и расходятся по углам мауэрлата, образовывая, таким образом, ребра скатов. Нужно учитывать, что их длина гораздо больше, а значит и толщину нужно увеличить, чтобы они не провисали.
- Нарожники – укороченные стропила, которые являются характерной чертой шатровой крыши.
- Центральные стропила.
- Стоки – опора для конькового узла и стропильных ног в виде вертикальных брусьев, применяются лишь для наслонных стропильных систем.
- Ригеля и затяжки. В случае шатровой крыши ригель и затяжка представляют собой небольшие горизонтальные перекладины между соседними стропилами, уменьшающие распирающую нагрузку. Чем ниже располагают затяжку, тем меньше ее толщина и наоборот.
- Подкосы и подпорки – снижают прогиб стропил.
- Обрешетка – основа для кровельного материала. Если используется рулонный кровельный материал, то сооружают сплошную обрешетку из фанеры, если же кровельное покрытие выполнено из профнастила или металлочерепицы, то можно применять решетчатую обрешетку.
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 крыши привлекают внимание издалека. Кажущаяся простота и лаконичность формы крыши подкупает, поэтому желание сделать такую крышу вполне естественное. Что необходимо предусмотреть для строительства и как правильно возвести шатровую крышу своими руками?
Среди всего разнообразия крыш для частных домов шатер или вальмовая крыша является наиболее экономичной в плане материалов для строительства. Скаты крыши состоят в виде равнобедренных треугольников, которые формируют общую вершину, а в качестве основания выступает квадрат.
Крыша в виде шатра представляет собой разновидность четырехскатной крыши. Другое название шатровой крыши – вальмовая. Ее основанием выступает прямоугольник: 2 боковые грани треугольные, а другие представляют трапецию.
Идеальная симметрия строительной системы и скатов крыши требует скоординированных действий и точного расчета при ее самостоятельном возведении. Для того чтобы сделать такую крышу, важно внимательно изучить особенности ее конструкции.
Главными элементам стропильной системы шатровой крыши являются:
- опорная балка мауэрлат, выступающая опорой концов стропил;
- диагональные стропила, находящиеся по углам каркаса;
- опоры-подкосы;
- укороченные стропила или нарожники, которые прикреплены к накосным стропилам;
- дополнительные опоры (лежни, ригели и прогоны), создающие жесткость крыше.
Как выполнить расчеты шатровой крыши
Основная цель расчета такой крыши – нахождение объема материалов, требуемых для ее возведения (подкровельный, кровельный материал), обрешетка и монтаж стропильной системы по определенным параметрам. Помимо объемных параметров, выполняется расчет угла наклона ската, а также общая динамическая прочность системы.
Естественно, по количеству параметров расчет довольно сложный и объемный, поэтому лучше всего воспользоваться онлайн-калькулятором, который Вы легко найдете в сети.
В результате такого расчета Вы получите следующие данные:
- общая площадь поверхности крыши (с учетом свесов);
- углы наклона боковых стропил;
- длины боковых, диагональных и накосных стропил;
- необходимое количество стропил для устройства системы;
- рекомендуемое стропильное сечение;
- количество рядов обрешетки;
- объемы бруса для стропил.
Шатровая крыша своими руками: фото, видео, особенности процесса
Возведение шатровой крыши лучше начать с малых архитектурных форм (к примеру, крыши гаража или открытой беседки). Прекрасный повод для изучения технологии строительства крыши и дальнейшего совершенствования навыков в работе.
Обустройство каркаса
Каркас такой крыши отличается простой конструкцией и состоит из четырех диагональных стропил и восьми подкосов (на каждое стропило приходится по два подкоса).
Монтаж крыши всегда начинается со строительства каркаса. Важно понимать, что для деревянных домов каркас опирается на верхние венцы, для домов из пенобетона и кирпичных домов – на мауэрлат.
Установка опорных брусьев и мауэрлата
Способы крепления мауэрлата:- используя стропильные шпильки;
- с применением стальной проволоки;
- с помощью анкерных болтов.
Крепление мауэрлата с использованием проволоки выполняют путем закладки проволоки из стали на расстоянии 20-30 мм. Как только кладка высохнет, проволокой обвивают брус, после чего закрепляют ее концы.
Шпильки для крепления стропил имеют Г-образную форму и глубину погружения в бетонную подушку до 450 мм. Мауэрлат размещают и просверливают отверстия для установки шпилек. Далее шпильки устанавливают по месту, после чего закручивают гайкой.
Независимо от того, какой способ крепления мауэрлата Вы выбрали, нужно предусмотреть гидроизоляционный слой. Перед введением шпилек материал гидроизоляции прокалывают. После заливки бетоном нужно рассчитать резьбу шпилек, пока бетон не успел застыть.
Крепление мауэрлата на анкерные болты выполняют прямо в армопояс перед заливкой. Чтобы произвести разметку отверстий под анкерные болты, нужно подготовить доску и разметить на ней места установки. Далее доску прикладывают к грани мауэрлата и согласно разметке высверливают отверстия. Мауэрлат после подготовки надевают на болты, подкладывают шайбу, затем закручивают гайку.
Обустройство стропильной системы
Произведя выравнивание мауэрлата по периметру крыши, можно приступать к монтажу стропильной системы, а именно диагональных стропил, находящихся по диагоналям шатровой крыши. При этом учтите, что основная нагрузка системы приходится как раз на диагональные стропила. Диагональные балки отличаются значительной длиной и существенным весом.
Их установка производится по расчетной безраспорной или распорной схеме, по которой стропильная нога балки может упираться в балку или мауэрлат. Угол наклона стропил может быть до 23°. Вторая пара стропил устанавливается точно таким же способом. После установки диагональных стропил к ним примыкают по 2 коротких подкоса.
Во время работы может возникнуть потребность стесывания верхней пласти накосной стропилы. Ее нужно уложить на ребре под углом. Пласть, находящуюся в ендове, стесывают желобком. Таким образом, укладка обрешетки проходит намного проще.Полезные советы при возведении шатровой крыши
Согласно выбранному проекту, все операции при строительстве шатровой крыши – строительство обрешетки, устройство ендовы, обрамление проемов и труб производят при установке стропильной системы. Точное соблюдение технологии строительства обеспечат прекрасный результат.
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.
Строительство своего дома на приусадебном участке или в деревне заставляет нас задаться вопросом о форме крыши. Шатровая крыша (или по-другому вальмовая) становится все более популярной. Ее конструкция, напоминающая шатер, обладает и достоинствами, и недостатками. Для того чтобы сделать монтаж такой крыши, необязательно звать профессионалов. Можно собрать каркас и своими руками. Для этого необходимо уметь производить расчет и иметь хоть какое-то представление о конструкции . Кровля крепится так же, как и на другие конструкции. Для уверенности можете позвать товарища или соседа.
1-Угловое стропило. 2-Короткие стропила.3-Коньковый брус.
4-Центральные промежуточные стропила. 5-Промежуточные стропила.
Главным достоинством крыши является аэродинамика, которая противостоит сильным ветрам. Воздушные потоки уходят по скатам, не причиняя вреда, не заходя даже в чердачное помещение. Главный недостаток такой — это сложный каркас, его монтаж и то, что мансардные помещения малы. Площадь равна площади потолка, но полезный объем очень мал. Конструкция шатровой крыши (в классическом варианте) представляет собой пирамиду с квадратным (4 треугольных ската) или прямоугольным (2 треугольных, 2 трапециевидных ската) основанием. И треугольные скаты (вальмы), и трапециевидные или опираются на стены дома, или выходят за них.
Основная довольно проста, и ее можно рассчитать многими методами. Шатровая крыша строится с применением системы и таблицы Пифагора по расчету треугольников и трапеций. Рассчитать площадь скатов и вальм не составляет труда, но расчет расположения накосных и рядовых стропил отнимает много времени.
Итак, начнем строительство. Собираем каркас своими руками. Затем крепится кровля. Устройство стропильной системы довольно сложное. Мы будем поэтапно рассказывать, как сделать каркас, закрепить кровлю, как произвести расчет того или иного , чтобы ваша шатровая крыша выглядела достойно.
Устройство крыши: основные правила
Подчиняется следующим правилам:
- При строительстве коньковой системы и стропил применяют одну и ту же породу дерева.
- Промежуточные доски имеют более крутой угол наклона, и поэтому их размер должен быть не менее 50х150 мм.
- Короткие элементы крепятся к компонентам стропил, расположенных по углам, а не к коньковой доске.
- В конструкции используют промежуточные (центральные) стропила, которые необходимо закрепить на коньковой доске.
- Они обязательно должны упираться в верхний конец обвязки и в коньковую доску. Для того чтобы произвести монтаж своими руками, необходимо представить себе дома и сделать чертеж.
- конек (центральная часть сооружения), являющийся несущей осью;
- силовыми компонентами стропильной системы являются накосные стропила, один конец которых выступает за пределы здания, а другой — закрепляют на коньке;
- центральные стропила закрепляют на концах конька и выводят на все стены;
- от конька отходят промежуточные стропила, которые идут по скатам;
Шатровая крыша: начало работ
Монтаж шатровой крыши следует сделать до установки потолка.
В самом начале работ по периметру дома (поверх стен) укладываем брус (деревянную или металлическую балку) для распределения веса по всей поверхности.
В самом начале работ по периметру дома (поверх стен) укладываем брус (деревянную или металлическую балку) для распределения веса по всей поверхности. Он называется мауэрлат. Крепим его на стену дома специальными шпильками. Затем поступаем следующим образом:
- сначала размечаем ось (с торца дома по верхней обвязке);
- рассчитываем 1/2 толщины конькового бруса и отмечаем место установки первого элемента стропильной системы;
- после этого замерную рейку (один конец) прикладывают к отмеченной линии и размечают место промежуточного стропила;
- для того чтобы рассчитать свес стропил, один конец бруса ставим на , а другой — на внешний угол стены;
- расположение других элементов центральных стропил рассчитывается перемещением рейки по боковой стене и разметкой дислокации каждого стропила;
- на других трех углах действия повторяются.
Расчет элементов крыши
Для расчета вам понадобится замерная рейка. Она изготавливается из простой фанеры и имеет 5 см в ширину. Также есть специальная таблица соотношений между и их длиной. Исходя из данных, приведенных в таблице, длина ноги каждого стропила является произведением коэффициента (промежуточного или углового) ее проекции.
Для повышения точности и достоверности вычислений обязательно производите расчет по этой таблице
.
Для повышения точности и достоверности вычислений обязательно производите расчет по этой таблице.
Пример расчета
Рейкой замеряем проекцию (горизонтальную) промежуточного стропила. По данной таблице находим угол наклона, который подходит под наш случай, и умножаем данные.
Расчет длины свеса стропил производится так же. Умножаем проекцию (горизонтальную) на коэффициент. Можно рассчитать эти данные и по теореме Пифагора для прямоугольного треугольника: a2+b2=c2. В этом случае а и b — горизонтальные и вертикальные проекции.
Угловые (накосные) элементы. С одной стороны все стропила имеют косой срез, который нужен для крепления к коньковому брусу. Сам конек имеет подрез с двойным скосом (для надежной фиксации деталей по углам дома). Расчет стропила (углового) производят так:
- от угла отмеряют полную ;
- его проекцией является произведение квадратов длин проекций стропил (центральных).
Это число умножаем на коэффициент (по таблице) и узнаем длину углового стропила.
Затем начинаем рассчитывать площадь треугольных скатов (вальм). Она вычисляется по теореме Пифагора. Для облегчения расчетов представляем скат в виде двух прямоугольных треугольников. После этого рассчитываем по формуле площадь трапеции боковой поверхности крыши. В самом конце . Данные всех площадей суммируются, и выводится минимальная площадь (или метраж) кровли.
Каркас: монтаж своими руками
Усиление кровли напрямую зависит от габаритов строения. Устанавливается добавочный шпренгель (брус между смежными сторонами).
Вначале устанавливаем вертикали для конькового бруса (для пирамидальной крыши достаточно одной стойки посередине). Затем начинаем монтаж (одинаковых по длине) диагональных стропил. После этого начинают устанавливать накосные, а затем и рядовые (с шагом 60 см) стропила, которые крепятся с помощью врубки к коньку и мауэрлату. Врубку можно делать как своими руками, так и электроинструментом. Далее закрепляем на диагональных направляющих нарожники, для связки мауэрлата и накосных брусьев (под углом 90 градусов относительно конька).
Запомните! Рядовые брусья не должны касаться точек крепления мауэрлата.
Усиление кровли напрямую зависит от габаритов строения. Устанавливается добавочный шпренгель (брус между смежными сторонами). На нем монтируют стойку или шпренгельную ферму. Если площадь здания очень большая, то для диагоналей используют двойные балки.
Инструменты и материалы
Для вам понадобятся следующие инструменты и материалы:
- пила или бензопила;
- болгарка или электролобзик;
- молоток, гвозди, дюбели;
- рубанок или фуганок;
- топор;
- дрель, электродрель;
- брусья и доски (желательно из одной породы дерева);
- материал для кровли;
- специальные стальные скобы. Их можно сделать и самому из прута (8-10 мм), загнув концы и отточив их.
Таким образом можно построить шатровые крыши в виде обычной, удлиненной в одну сторону или усеченной пирамиды.
