Шатровая крыша своими руками. Стропильная система шатровой крыши: подробное описание двух вариантов строительства Крыша шатровая узлы чертежи
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
На одном из этапов проекта строительства частного дома за городом вы задумаетесь о форме крыши. Вальмовая или шатровая крыша наиболее популярна в настоящее время. Ее внешний вид и конструкция напоминают шатер. Данная крыша имеет свои плюсы и минусы. Для монтажа и установки данной вам не придется нанимать специалистов. Вы легко сможете собрать каркас крыши своими руками. Для этого вам нужно уметь производить расчеты и иметь представление о конструкции и механизме . Необходимо помнить, что крыша крепится точно так же, как и прочие конструкции. Для большей уверенности можете позвать помощника.
Основным плюсом конструкции шатровой крыши является аэродинамика, она противостоит сильным порывистым ветрам. Воздушные потоки будут уходить по скатам, не причиняя при этом вреда, и не заходя даже на чердак.
Основной минус такой крыши – это сложный каркас, его листовая установка и то, что очень малы. Конечно, площадь чердака равна площади потолка, но полезный объем комнаты очень мал.
Механизм шатровой крыши классического типа представляет собой специальную пирамиду с квадратным либо прямоугольным основанием. Треугольные скаты и трапециевидные, как правило, опираются на либо выходят за их пределы.
Главная схема шатровой кровли дома довольно проста, и рассчитать ее можно различными способами. Шатровая крыша устанавливается с использованием системы и таблицы Пифагора. И у вас не составит особого труда сосчитать площадь скатов и вальм, но расчет расположения и монтажа накосных и рядовых стропил отнимает достаточно много времени.
Строительство шатровой крыши начинается со сборки . После этого . Механизм стропильной системы довольно сложный. Ниже рассмотрим более подробно как сделать каркас, произвести расчет и сделать кровлю.
Изготовление и установка крыши идет по следующим правилам:
- Для строительства коньковой системы и используют одно и то же дерево и материал.
- Промежуточные доски обладают более крутым углом наклона, и размер их должен быть не меньше 50х150 мм.
- Короткие детали и элементы закрепляются к угловым компонентам стропил, а не к коньковой доске.
- При строительстве в конструкции применяют промежуточные центральные стропила, закрепленные на коньковой доске.
- И упираться они должны в верхний конец обвязки либо в коньковую доску.
Для монтажа и установки шатровой крыши своими руками, нужно представить себе определенный каркас крыши дома и сделать предварительный чертеж.
На чертеже должны быть зафиксированы следующие элементы шатровой крыши:
- центральная часть конструкции — конек, является несущей осью;
- накосные стропила- силовые компоненты стропильной , один конец будет выступать за пределы дома, а другой – крепится на коньке;
- стропила центрального типа крепятся на концах конька и выводятся на все стены;
- промежуточные стропила, отходящие от конька, должны идти строго по скатам;
Шатровая кровля своими руками
Установку и монтаж шатровой кровли необходимо делать до укладки потолка.
В начале работ по всему периметру дома укладывается брус для более равномерного распределения массы по всей поверхности. Его еще называют мауэрлат. Его необходимо закрепить на дома с помощью специальных шпилек.
- разметить ось с торца каркасного дома по верхней обвязке;
- рассчитать половину толщины конькового бруса и отметить место установки первоначального элемента системы стропил;
- один конец замерной рейки приложить к отмеченной линии и отметить место промежуточного стропила;
- для расчета свеса стропил, один конец нужно поставить на свес крыши, а второй – на угол с внешней стороны стены дома;
- рассчитать расположение прочих элементов стропил центрального типа можно с помощью перемещения рейки по боковой стене дома и разметкой положения каждого стропила;
- на остальных углах повторяется то же самое;
- материалы для кровли купить вы сможете в специальных строительных магазинах. На сегодняшний день на рынке представлен широкий выбор кровельных покрытий оптимального качества по доступной цене.
Расчет элементов шатровой крыши
Для данного расчета вам понадобится специальная замерная рейка
. Она выполняется из стандартной шириной 5 см. Существует специальная таблица соотношений длины и расположения стропил.
Благодаря этим данным, которые подробно представлены в таблице, длина ноги стропил является произведением промежуточного либо углового коэффициента ее проекции. Для увеличения точности и достоверности расчетов обязательно пользуйтесь данной таблицей. Рассмотрим пример крыши, вы замеряли при помощи рейки горизонтальную проекцию стропил промежуточного типа.
По таблице вы найдете угол наклона, который подойдет под ваш случай, и умножите данные.
Рассчитать длину свеса стропил вы сможете так же. Нужно умножить горизонтальную проекцию на определенный коэффициент. Также эти данные можно рассчитать и по теореме Пифагора для прямоугольного треугольника по формуле: a2+b2=c2. Где а и b – это горизонтальные и вертикальные проекции.
Угловые элементы
У всех стропил с одной стороны имеется косой срез, необходимый для крепления к коньковому брусу. Конек имеет специальный подрез с двойным скосом для более надежной фиксации деталей и элементов по углам дома.
А расчет стропил углового типа производится следующим образом:
- от угла нужно отмерять полную длину стропил;
- проекцией его будет являться произведение квадратов длин стропильных центральных проекций.
Полученное число нужно умножить на коэффициент, указанный в таблице, и получится длина углового стропила.
Затем рассчитывается площадь треугольных скатов. Вычисляются они также по теореме Пифагора. Чтобы упростить расчеты нужно представить скат в виде двух прямоугольных треугольников. Далее рассчитать по формуле площадь трапеции боковой поверхности крыши дома.
И уже в самом конце рассчитываем кровлю. Показатели всех площадей нужно суммировать, и получится минимальная площадь крыши.
Инструменты и строительные материалы
Для устройства конструкции шатровой кровли своими руками вам понадобятся специальные строительные инструменты и материалы, такие как: , электрический , пила ручная, гвозди и дюбели, молоток, рубанок, топор, электрическая дрель, брус и доски одной породы дерева, материал, стальные скобы.
Вы можете построить шатровую стандартного типа, либо удлиненной в одну сторону или в виде усеченной пирамиды.
Монтаж каркаса своими руками
Первоначально монтируются вертикали для конькового бруса.
После этого начинается установка диагональных стропил одинаковых по длине.
Далее идет установка накосных , а затем и рядовых с определенным шагом в 60 см, которые закрепляются при помощи врубки к коньку и . Вы можете делать врубку как своими руками, так и специальным электроинструментом.
Затем на диагональных направляющих закрепляются нарожники, для связки накосных брусьев и мауэрлата под определенным углом относительно конька крыши.
Важный момент, рядовые брусья ни в коем случае не должны касаться точек соединения мауэрлата.
Усиление крыши напрямую будет зависеть от габаритов дома. Укладывается добавочный шпренгель, т.е. между смежными сторонами стропил. И уже на нем устанавливают стойку или шпренгельную ферму. При очень большой площади дома для диагоналей применяют двойные балки.
В этой статье будем рассказывать, что собой представляет шатровая крыша, почему она так названа, из каких конструктивных элементов состоит. А также разберем технологию ее сооружения. Кроме того, прочитав статью, Вы узнаете, почему крыши такого типа считаются одними из самых сложных, и по каким причинам на их возведение уходит больше времени, чем, скажем, на двускатные.
Что собой представляет шатровая крыша
Многие могут сказать, что шатровая кровля – это как раз та крыша, которая показана на фото выше. То есть это четыре одинаковых ската треугольной формы. На самом деле, на рисунке показан классический вариант кровельной конструкции данной модификации. Но это всего лишь один пример. И в его основе лежит дом квадратной формы.
Если говорить о шатровых конструкциях, то свое название они получили за счет того, что все скаты крыши упираются в одну точку, как у шатров. А скатов может быть несколько, но не меньше четырех. К примеру, если здание имеет круглую форму, то кровельную конструкцию можно соорудить из пяти или шести скатов. И это не предел. Просто чем больше скатов, тем сложнее конструкция. А так как многие частные дома имеют форму прямоугольную, то классическая модель здесь наиболее уместная.
Кровельная конструкция шатрового типа конструируется и формируется на принципе симметричности. Именно поэтому ее возводят над строениями, соответствующей формы – круглой, квадратной, шести-, восьмиугольной и так далее. В целом, нет проблем возвести ее и над прямоугольным зданием, как и показано на первом рисунке, но конструктивно это сложно, поэтому чаще всего в таких случаях предпочтение отдают вальмовой крыше.
Конструктивные элементы шатровой кровли
Устройство шатровой крыши – это несколько стандартных элементов. Далее будем разбираться с классической модификацией.
Конек шатровой крыши . Надо обозначить, что как такового конька, в классическом понимании этой конструкции, здесь нет. Есть так называемый коньковый узел. Это точка соединения верхних концов стропильных ног. Именно коньковый узел образует пик шатровой конструкции.
Скаты . В нашем случае их четыре. Формируются они стропилами и нарожниками. Последние это все те же стропильные ноги, только они упираются верхними концами не в коньковый узел, а в основные стропила. Поэтому нарожники имеют укороченную длину. Их количество определяется размерами ската. Чем больше по площади последний, тем больше нарожников придется устанавливать, чтобы обеспечить требуемую несущую способность крыши.
Свесы скатов . Они могут формироваться стропильной системой за счет выпусков стропил за пределы стен здания. Или при помощи кобылок – это короткие стропила, которые крепят к основным элементам стропильной системы, чтобы удлинить их.
На нашем сайте Вы можете ознакомиться с самыми . В фильтрах можно выставить желаемое направление, наличие газа, воды, электричества и прочих коммуникаций.
Преимущества крыши шатрового типа
Кровельная конструкция шатрового типа достаточно сложна в проектировании и непроста в монтаже, во всяком случае, это трудоемкий процесс. Но архитекторы и дизайнеры говорят о том, что шатровые крыши являются обладателями достаточно серьезных преимуществ перед другими конструкциями. Ведь не зря они так популярны среди загородных застройщиков. В чем же заключаются эти преимущества:
Отличные аэродинамические качества . Они позволяют крыше такой формы справляться не просто с сильными ветрами, но и с ураганными порывами.
Возводить шатровую кровельную конструкцию можно под углом наклонов ската в пределах 20-50 ° . Это решает проблему очистки крыши от снега. То есть при таком угле снежные осадки не задерживаются на кровле. А значит, чистить шатровую кровлю зимой необязательно.
Под крышей этого типа легко организовать мансарду . Правда, так как у такой крыши нет фронтонов, придется устанавливать мансардные окна. Впрочем, установить окна этого типа сегодня не является проблемой, так что это нельзя считать минусом в современном строительстве.
Оригинальная форма – всегда выделяется среди других видов крыш.
Технология сооружения шатровых кровельных конструкций
В первую очередь проводят расчет шатровой крыши. То есть определяют количество необходимых элементов, их размеры и сечение. Это важный момент, от которого будет зависеть несущая способность всей кровельной конструкции. Здесь в основном учитывают размеры и форму дома, снеговые и ветровые нагрузки в регионе, где проводится строительство, а также – будет ли под крышей организовываться жилые помещения.
На самом деле это сложный процесс, требующий знаний и опыта проведения расчетов. Сегодня в интернете на разных строительных порталах выставлены специальные онлайн-калькуляторы, с помощью которых такой расчет можно сделать. Некоторые из них, по отзывам специалистов, достаточно точно могут рассчитать простейшие варианты. Но окончательный расчет все-таки должен делать профессионал – ни один калькулятор «не расскажет», какие в него заложены формулы и погрешности.
Теперь переходим к разбору стропильной системы шатровой крыши. В этой конструкции могут быть использованы как висячие стропила, так и наслонные.
Особенности наслонных стропил
Под наслонные обязательно устанавливают опору. Обычно это брус большого сечения, который поддерживает коньковый узел. То есть на него будут упираться основные стропильные ноги своими верхними концами.
Эту опорную стойку крепят или к несущей балке, или к несущей внутренней стене, или к бетонной плите перекрытия. То есть под нее устанавливают только надежное основание. При этом крепятся стропила к опоре разными способами. На фото ниже показан один из вариантов, где используются специальные металлические перфорированные кронштейны П-образного типа, как самый простой вариант.
Висячие стропила на шатровой крыше
Что касается висячих стропил, то соединяются они в верхней точке специальным узлом. Давайте разберемся, как это делают. Итак, классическая крыша шатрового типа – это четыре основных стропил, которые упираются нижними концами в углы дома. А точнее, в уложенный мауэрлат, к которому крепятся обязательно.
Если угол наклона скатов известен , то по этому параметру устанавливают одну стропильную ногу, закрепляя к мауэрлату и подставляя под нее временные подпорки. Это могут быть стойки из реек или досок, укосины.
Затем точно также устанавливают и три остальные стропилы . Но при этом надо учитывать, что четыре стропильные ноги должны упереться друг в друга. Это и есть основа надежности конструкции.
Теперь необходимо верхние концы стропил закрепить между собой , чтобы они «не разъехались» в стороны. Здесь достаточно большой выбор крепежных изделий. Из современных – перфорированные металлические пластины, которые сгибают и укладывают между двумя стропилами и крепят к ним саморезами по дереву.
На фото выше показан другой вариант крепления стропильных ног, сооруженных из сдвоенных досок сечением 50х200 мм. Обратите внимание, что между двумя противоположно монтируемыми стропилами установлен небольшой отрезок доски (50х200 мм). При этом сами стропильные ноги до конца не упираются друг в друга. Зазор оставлен специально, чтобы в него поместились две другие стропила, расположенные в перпендикулярной плоскости. То есть в этом случае отрезок доски выполняет функции соединительного элемента. К нему все элементы стропильной системы и крепятся.
Итак, основные стропила установлены и закреплены. Теперь остается установить нарожники. Здесь ничего сложного нет, их подрезают по требуемой длине и равномерно устанавливают по площади скатов. Важно – качественно провести крепление к основным стропильным ногам. К примеру, на том же фото выше видно, что в качестве крепежа использованы болты или шпильки. Это одно из самых надежных видов крепления. Что касается крепления нижних концов, то здесь крепление проводят к мауэрлату.
Элементы шатровой крыши
В принципе, крыша готова. Остается только демонтировать временные подпорки, набить обрешетку и уложить кровельный материал. Но необходимо обозначить, что шатровая кровля и ее конструкция могут быть разных размеров. Если такую крышу сооружают над небольшой беседкой, то этими операциями можно ограничиться. Если проектом запланирована шатровая конструкция над большим домом, тогда увеличивают количество элементов, с помощью которых повышают надежность крыши. Какие элементы еще используют при сооружении шатровых кровель:
Опорные стойки . Их обычно устанавливают под основные стропила. Частота установки зависит от сечения стропил и сечения стоек. Чем толще стропильные ноги, тем чаще придется устанавливать опоры. Если выбрать доски под опоры большего сечения, то шаг можно увеличить.
Подкосы . Их используют вместо опорных стоек. Название эти элементы получили потому, что их монтаж проводят под углом 45°.
Ригеля , они же затяжки. Это горизонтально смонтированные брусы, с помощью которых стягивают между собой противоположно расположенные по углам стропильные ноги. Их назначение – гасить нагрузку от распирания, которая действует на стены постройки. Сечение затяжек выбирается по принципу – чем выше располагается этот элемент, тем больше он должен быть в сечении.
Очень редко, но иногда устанавливают подскатный прогон . Это горизонтальный брус, который устанавливают под стропила и нарожники одного ската. Под него обязательно монтируют стойки.
Видео описание
Предлагаем ознакомиться с видеоматериалом, в котором схематично показан один из вариантов сооружения шатровой крыши:
Заключение по теме
Очень важно понимать тот факт, что крыши шатровой конструкции требуют симметричности формы самого дома. Это главное и единственное требование, которое позволяет такие кровли сооружать. Что касается кровельного покрытия, а соответственно типа обрешетки, то здесь нет никаких ограничений.
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.
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.
