Шатровая

Материалы и расчеты

Создать систему стропил для кровли вальмового типа можно как из дерева, так и из металла. Для самостоятельной работы дерево предпочтительней, так как делать что-либо из него гораздо проще. Хороший вариант – сосна. Она легкая, прочная и имеет невысокую стоимость.

Если стропильная система создается из металла, то важно брать оцинкованный вариант, который будет способен противостоять коррозии и прослужит очень много лет, а также сможет выдерживать большие нагрузки. Стропильная система вальмовой крыши

Стропильная система вальмовой крыши

Самое сложное в создании вальмовой крыши – это правильный ее расчет

Важно учесть не только размеры дома, но и ветровую нагрузку в регионе, количество осадков в течение года, тип материала, из которого будет изготавливаться крыша, а также необходимость установки дополнительных элементов, выполнения работ по утеплению и т. д

Расчет в любом случае производится по определенным формулам

И здесь важно учитывать оптимальный уклон крыши. Его можно подобрать, ориентируясь по таблице

Уклон поможет сориентироваться и в отношении заложения стропил.

Зависимость уклона кровли для различных кровельных материалов

Таблица — угол наклона крыши в зависимости от кровельного материала

Расстояние между стропилами можно посмотреть на таблице ниже.

Расчет сечения стропил

Заложение стропил и соотношение между их длиной можно рассчитать, используя коэффициенты в таблице ниже.

Таблица коэффициентов для расчета

Итак, используемые формулы для расчета вальмовой крыши следующие:

Н = D*tan a / 2, где Н – это высота конька, D – ширина дома, а – это угол наклона ската;

Определение высоты конька вальмовой крыши

L = l – D, где L – длина конька, l – длина строения, D – ширина дома;

Классическое расположение конькового прогона

  • L c = H2+d2, где L c – длина центральных стропил. Точно так же рассчитываются и рядовые стропила;
  • ∆L = k/cos a, где ∆L – нужная длина удлинения стропилины для свеса;

Расчет длины удлинения стропила

B = 900 – a, где b – уклон рядовых элементов;

Подрезка стропильных ног для соединения в коньковой части

LД = √(L2 + d2) , где LД – длина вальномых стропилин по диагонали;

Прямой треугольник с гипотенузой

L1 = 2/3L и L2 = 1/3L, где L1 и L2- длина нарожников (первого короткого и второго короткого);

Боковая проекция углового участка

площадь крыши можно посчитать как ∑L * (2В + 4k).

Схема для расчета площади вальмовой крыши

Результатом всех расчетов может стать подробный чертеж вальмовой крыши с указанием всех размеров и параметров, которые нужно будет просто переносить на материал для кровли. Кстати, основываясь на этих расчетах, как раз и получится подсчитать, сколько чего нужно покупать для того, чтобы самостоятельно сделать такую крышу.

Датская полувальмовая крыша

Стропильная система четырехскатной крыши датского типа отличается от классической вальмовой. Отличие в оформлении вальма — тут, на некотором расстоянии от конька, набивается опорная доска толщиной не менее 5 см. К этой доске крепятся диагональные сдвоенные стропила. Насколько низко опускать опорную доску — ваш выбор. Но, чем ниже будет опущена доска, тем меньший угол будет иметь этот скат, и тем хуже будут сходить осадки. При большой площади полувальма, придется считать нагрузку и подбирать толщину стропил.

Зато низко опущенная опорная доска позволяет поставить горизонтальное окно достаточной площади. Это выгодно, если под вальмовой четырехскатной крышей будет расположено жилое помещение.

Чтобы прибоина (доска, соединяющая две противоположные стропильные ноги) от нагрузок, направленных вниз, не изгибалась, устанавливается коротыш — отрезок такой же доски, который прибивается к стойке, подпирающей коньковый брус. Такие же упоры делают и на краях прибоины, хорошо закрепив коротышы гвоздями (шаг установки — в шахматном порядке через 5-10 см).

Стропильная система четырехскатной крыши: датской полувальмовой

При таком устройстве необходимо усиление точек крепления наслонных стропил, так как нагрузка с них передается на крайнюю пару стропильных ног. Применяют два способа усиления:

  • Крайние стропила делают сдвоенными.
  • Устанавливают подкосы из сдвоенных досок.  Нижняя часть подкоса упирается в лежень или стойку. Крепятся они гвоздями, места соединений усиливают установкой обрезков досок.

Если дом имеет прямоугольную форму и вальма не слишком широкие, можно либо установить подкосы, либо сделать крайние стропила из сдвоенных балок. В остальном стропильная система четырехскатной крыши полувальмовой датского типа собирается точно также, как описанная выше.

Стропильная система

Схема стропильной системы

После выполнения расчета площади крыши переходим к расчету элементов конструкции, из которых состоит стропильная система шатровой крыши.

Висячая и наслонная стропильные системы

Здесь следует учитывать, что для шатровых крыш могут использоваться два варианта системы стропил – висячая и наклонная, выбираемые в зависимости от типа крепления:

  1. Самостоятельный монтаж висячей системы является довольно сложной процедурой, а ее ремонт своими руками может занять достаточно продолжительное время.
    Данный тип конструкции чаще всего применяют, если в здании отсутствуют внутренние стены и точки опоры стропил находятся только на несущих стенах здания.
  2. Второй вариант, используемый, когда возводится шатровая крыша – стропильная система наслонная, отличающаяся более простой процедурой монтажа и низкой стоимостью изготовления.
    Для строительства такой конструкции требуются средняя несущая стена и промежуточные столбчатые опоры, установленные на основании из железобетона.
    Наибольшее распространение данная система получила при возведении четырехскатных кровель, уклон которых превышает 40°.

Рассмотрим подробнее основные элементы, которые включают в себя шатровые крыши, возводимые самостоятельно:

  • Направленные с строну углов стен накосные стропила – стропила, опирающиеся одним концом на мауэрлат, а другим – на ноги стропил.
    Данный элемент несет довольно существенную нагрузку, поскольку на него опираются нарожники;
  • Нарожники и крыша – укороченные многопролетные ноги стропил;
  • Стойки и подкосы, используемые в качестве опоры для стропильных ног;
  • Ригели, применяемые в случае упора ног друг в друга в районе конька;
  • Лежни, укладываемые на внутренней стене либо на специальных столбиках из кирпича и выполняющие функцию опоры для стоек и подкосов;
  • Прогоны – расположенные параллельно мауэрлату балки, монтаж которых зависит от того, какая конструкция выбрана для перекрытий и стен, т.е. от того, есть ли возможность опереть их на что-либо;
  • Шпренгели, представляющие собой дополнительные опоры под конструкцию шатровой крыши. Чаще всего изготавливаются из бруса или бревен.

В зависимости от того, какой материал выбран для строительства дома, его система стропил под шатровую крыш может опираться на следующие элементы:

  • В деревянных каркасных зданиях – верхняя обвязка;
  • В каменных и кирпичных домах – мауэрлат;
  • В случае срубов – верхние венцы.

Конструкция и узлы шатровой крыши

При возведении крыши данного вида особое внимание уделяется правильному монтажу стропил. Это достаточно сложный и трудоемкий процесс

Поэтому перед тем как построить шатровую крышу своими руками, а точнее, начать кровельные работы, нужно сделать проект, расчеты и чертежи конструкции будущей крыши. Это нужно и для того, чтобы подсчитать, сколько и какого материала потребуется.

Проект в данном случае составляется, начиная с расчетов стропил. От особенностей строения здания, а также предполагаемых нагрузок, какие будет нести крыша, и угла ее уклона, будет зависеть их вид (висячие или наслонные), сечение, а также размер шага между ними. Далее определяются с тем, какие элементы будут нужны дополнительно для прочности конструкции.

Висячая стропильная система шатровой крыши сложна в изготовлении. И если при эксплуатации потребуется ремонт, он будет достаточно трудоемок. Поэтому ее применяют лишь в тех случаях, если в здании отсутствуют внутренние опоры. Для того чтобы уменьшить горизонтальное усилие, создающееся из-за того, что данные стропила опираются только на внешние стены, используют специальные затяжки.

Наиболее распространена наслонная система монтажа стропил. Устройство шатровой крыши с наслонными стропилами является более простым. Такая крыша легче в монтаже и экономичнее. Применяется при наличии в строении внутренних несущих стен или других опор, при этом угол ската не должен превышать 40 градусов. Правильно смонтированная наслонная система, как правило, безраспорная конструкция.

Для монтажа наслонной стропильной системы потребуются:

  • диагональные стропила,
  • мауэрлаты,
  • нарожники,
  • подкосы,
  • лежни,
  • прогоны,
  • шпренгели и ригели.

Накосные (диагональные) стропила – основные детали системы, отвечающие за прочность и устойчивость всей конструкции. Диагональные стропила, как правило, длиннее обычных, так как служат опорой нарожникам и принимают на себя большую нагрузку. Для достижения требуемой длины брусья сращивают с применением болтов (12-14 мм), а в местах стыков обязательно устанавливают опору.

Мауэрлаты – опоры, принимающие на себя нагрузку всей кровли.

Нарожники – это стропильные ноги (укороченные), опирающиеся на накосную ногу с одного конца и на мауэрлат с другого. В зависимости от ширины здания, они могут быть составными (многопролетными). Делятся на центральные и промежуточные, устанавливаются обычно параллельно друг другу.

Подкосы — опоры для стропильной ноги.

Лежни — горизонтальные брусья, опоры для стоек и подкосов, расположенные в самом основании системы.

Прогоны – главные (опорные) балки параллельные мауэрлату, дополнительные опоры для стропил. Рекомендуемое расстояние от мауэрлата до прогона не более четырех с половиной метров.

Шпренгели – дополнительные стержневые конструкции, применяющиеся для усиления основной и снижающие нагрузку на мауэрлаты.

Ригели — горизонтальные элементы, соединяют стропила, используются в случае, когда стропила опираются одни на другие в коньковом элементе.

Процесс монтажа конструкции наслонного типа на кирпичном здании

Монтируется стропильная система шатровой крыши следующим образом:

1. На верхнее основание стен укладывается подкладочный материал, который способен противостоять воздействию влаги и защитит от гниения деревянные балки, укладываемые на них.

2. Далее укладываются по контуру балки и поперечные лежни. Не стоит соединять их при помощи скоб или шурупов. Нарушая целостность древесины, мы снижаем ее показатели прочности, что вовсе нежелательно, так как основная нагрузка от веса конструкции приходится именно на них. Соединение выполняется посредством врезки деталей друг в друга (шип-паз).

3. На уложенные лежни поперек монтируются подмости.

пример строительства шатровой кровли 1-4 этапы 5-7 схема крепления стропил к кирпичной стене пример шатровой крыши

4. В центре площадки устанавливается вертикальная опора на лежне. На ее верхней части делаются пазы под закладку в них шипов с угловых стропил.

5. На углах площадки устанавливаются нижние края угловых наклонных элементов. В стропилах делают пазы в месте стыковки с горизонтальными балками, именно ними они и будут фиксироваться. На концах их делаются шипы-крючки, которыми они будут в коньке зацепляться за вертикальную центральную опору.

6. Поднятые наклонные элементы соединяются между собой посредством стяжек – горизонтальные перекладины, концы которых скрепляют два рядом стоящих стропила. Монтируются при помощи саморезов.

7. К угловым наклонным элементам (вдоль их сторон) крепятся нарожники при помощи гвоздей. К последним будут прикрепляться подкосы. Они служат опорой для основных деталей, снимают с них часть нагрузки, дабы избежать разлома по их длине.

Как монтируется стропильная система четырехскатной крыши .

8. Под подкосы устанавливают шпрингели для увеличения их прочности.

9. Учтите, что главные элементы, выходящие из углов под наклоном, должны монтироваться под прямым углом. В данном случае имеется в виду схождение друг с другом двух элементов размещенных по диагонали. Их стыковка проводится под прямым углом.

10. Если угловые элементы устанавливались вровень с краем стен, то их удлиняют при помощи кобылок. Именно на них будет монтироваться отвес, защищающий стены от осадков.

11. Далее на площадках монтируется обрешетка, которая будет гидроизолироваться и покрываться кровельными материалами.

Завершительным этапом будет фиксация стропил непосредственно к стенам здания. Для этого понадобится проволока толщиной около 5 мм, из нее вяжут хомут, накидывают его на ногу и затягивают. Свободный конец проволоки необходимо закрепить на металлическом крюке, который вбит в стену немного ниже от ее верха. Минимальное расстояние от ерша (крюка) до мауэрлата – 300 мм. Крепление производится через 1 стропильную ногу.

Интересное на сайте

Строительство собственного дома может законно претендовать на звание одного из самых главных событий в жизни. Важным решением является выбор материала и технологии строительства, поэтому будем …далее. »

Основанием для монолитного дома может служить свайный или ленточный фундамент. Хорошим решением является основа из плит. Итоговый выбор напрямую зависит от анализа рельефа и грунта, …далее. »

Строительные технологические процессы регулярно совершенствуются. На смену привычному панельному и кирпичному строительству пришел монолит. Многие застройщики оценили этот метод и применяют его чаще всего в …далее. »

Оценивая благоприятное воздействие на организм водных процедур с парением в сауне, многие хозяева загораются идеей строительства своей баньки. Некоторые мужчины берут за основу свою баню, …далее. »

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.


Свесы с кобылками

Что представляет собой четырехскатная крыша

Общие сведения

Название рассматриваемой крыши говорит само за себя — она имеет четыре ската. Благодаря этому, как я уже сказал, она смотрится привлекательней более простых односкатных и двускатных конструкций. Но, помимо привлекательного внешнего вида у нее имеются и другие достоинства:

Низкая ветровая нагрузка. Так как четырехскатная кровля более обтекаемая чем двускатная, она подвергается меньшей нагрузке;

Благодаря отсутствию фронтонов четырехскатные крыши не подвергаются сильным ветровым нагрузкам

Прочность. Стропильная система позволяет выдерживать большие механические нагрузки.

Конечно, четырехскатные крыши нельзя назвать абсолютно идеальными, так они имеют некоторые недостатки:

Сложность конструкции. Собрать каркас гораздо сложней, чем при строительстве двускатной и, тем более односкатной кровли;

Стропильная система имеет сложную конструкцию

Минимум чердачного пространства. Поэтому чердак такой крыши не получится использовать как жилое помещение. Но, для беседки этот минус неактуален.

Несмотря на эти недостатки, четырехскатные крыши являются одними из самых распространенных.

Существует несколько разновидностей четырехскатных крыш:

Иллюстрации Описание
Вальмовая. Особенностью является то, что она не имеет фронтонов. На торцах вместо них расположены треугольные (вальмовые) скаты. Таким образом крыша состоит из пары трапециевидных и пары треугольных скатов.
Полувальмовая. От обычной вальмовой отличается тем, что имеет небольшие фронтоны, расположенных у конька. При этом под фронтоном располагается вальмовый трапециевидный скат. Надо сказать, что крыши беседок редко делают полувальмовыми.
Шатровая. Абсолютно симметричная конструкция, образованная одними вальмами, т.е. все четыре ската треугольные. Визуально конструкция напоминает шатер, отсюда и такое название.

Устройство шатровой крыши основные правила

При изготовлении крыши, необходимо придерживаться следующих правил:

  • для коньковой системы и стропил используется одна и та же древесина;
  • промежуточные доски имеют более крутой угол наклона, при этом их минимальный размер должен составлять 50х150 мм;
  • крепеж коротких элементов осуществляется на стропила, расположенные по углам. Не допускается крепеж к коньковой доске;

шатровая крыша – конструкция, предполагающая использование центральных стропил. Они крепятся на коньковой доске;
упор происходит в верхний конец обвязки и в доску конька;
конек – это часть здания, располагающаяся в центре. Это своего рода несущая ось;
накосные стропила выполняют силовые функции. При этом, один их конец выступает за пределы дома, а другой конец крепится на коньке;
центральные стропила нужно крепить на концы конька, выведя их на все стены;
от конька происходит ответвление промежуточных стропил, которые располагаются на скатах;

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 стену дома с помощью специальных шпилек.

Далее нужно сделать следующее:

  • 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 бруса 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 фанеры 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 расчета кровли 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: бензопила, болгарка, электрический лобзик, пила ручная, гвозди и дюбели, молоток, рубанок, топор, электрическая дрель, брус и доски одной породы дерева, кровельный материал, стальные скобы.

Вы можете построить шатровую конструкцию 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 стропил, а затем и рядовых с определенным шагом в 60 см, которые закрепляются при помощи врубки к коньку и мауэрлату. 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. брус между смежными сторонами стропил. И уже на нем устанавливают стойку или шпренгельную ферму. При очень большой площади дома для диагоналей применяют двойные балки. Двускатная кровля и односкатная монтируется похожим образом.

Виды стропильных систем шатровой крыши

По внешнему виду шатровая конструкция напоминает пирамиду, но ее вершина не всегда может располагаться по центру, а иметь смещение. У такого сооружения два противоположных ската отличаются длиной.

У крыши шатрового типа каркас различается конструкцией:

  • Наслонная система сделана так, что стропильные ноги внизу обладают упором в двух точках. Этим местом являются участки внутренних и внешних стен. Допускается расстояние между упорами до 4,5 м.
  • У шатровой конструкции с висячей системой ноги стропил не имеют дополнительных опор. Элементы устанавливают на маленьких пролетах.

Конструкция каркаса не изменяет форму крыши, она сохраняется.

Кроме каркаса, различаются шатровые кровли другими конструктивными особенностями:

  • ломаные кровли приемлемы, если проектируется мансардный этаж;
  • у крыши с ендовой кровля в форме шатра выступает приставкой к эркеру;
  • у мансардной крыши выступы могут присутствовать на скатах.

Все конструктивные особенности аналогично сохраняют форму шатра.

Как рассчитать высоту шатровой крыши

Чтобы произвести расчет каркаса крыши, надо обратиться к специалисту. При наличии опыта и знании геометрических правил, расчеты можно выполнить самостоятельно:

  • Сначала у шатровой конструкции рассчитывают угол наклона скатов. Здесь учитывают тип используемого материала, среднегодовые показатели выпадения осадков и силы ветра, характерные для региона. Нормальным для большинства районов считается уклон скатов от 30 до 40о.
  • Зная параметры крыши, высоту конькового узла вычисляют по теореме Пифагора. Шатер в сравнении с геометрической фигурой является аналогом пирамиды, где опора выступает прямой линией, соединяющей вершину с центром основания.
  • Когда основные данные будут получены, рассчитывают длину стропил, вычисляют площадь скатов крыши.

Нарисовать чертеж крыши можно самостоятельно или воспользоваться специальной программой на компьютере. По готовой схеме рассчитывают количество стройматериала.

Важно! Если шатровая кровля предназначена для прямоугольного здания, площадь и уклон двух противоположных скатов будет различаться. Эти параметры одинаковы только для крыши квадратной постройки