Последним этапом строительства каркаса здания является возведение крыши. В квадратных домах чаще всего монтируют шатровую кровлю. В настоящее время это довольно популярная конструкция. «Шатёр», возведённый вверху здания, имеет свои преимущества и недостатки. Один из положительных моментов - шатровую кровлю можно соорудить самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов.
Особенности устройства шатровой кровли
Конструкция шатровой крыши - это сочетание нескольких скатов треугольной (реже - трапециевидной) формы. Количество их может меняться в зависимости от архитектурных особенностей строения. Чаще всего встречаются четырёхскатные шатровые кровли, но владельцы зданий могут построить крышу и с большим количеством скатов.
Архитектура постройки определяет форму крыши с шестью скатами
Историки утверждают, что шатровый вариант крыши появился в глубокой древности. Шалашные постройки первобытного человека похожи на шатёр. Крыши в виде шатров находят археологии в Мессопотамии, где проживали древние шумеры. Такие конструкции верхней части строений применялись в храмовых и других религиозных сооружениях и в более поздние исторические периоды.
Классический вариант шатровой крыши - это пирамида с квадратным основанием. Опора скатов кровли идёт в основном на стены постройки, иногда выходя за их границы. Свесы могут выступать за пределы здания на 400–500 мм, тем самым предохраняя архитектурное сооружение от неблагоприятного воздействия погоды.
Чаще всего в индивидуальном строительстве применяют классический вариант четырёхскатной шатровой крыщши Отличия вальмовой и шатровой кровли
Ещё одно название шатровой кровли - крыша конвертом. Такой тип является разновидностью вальмовой крыши. Конверт с прямоугольным основанием - основа вальмового типа кровли, а квадрат чаще используется в шатровом варианте.
Вальмовая конструкция - это сочетание двух скатов в виде трапеции и двух скатов в треугольной форме. В кровле-шатре соединяются треугольные скаты.
Типичный вариант вальмовой кровли состоит из двух треугольных и двух трапециевидных скатов Если в вальмовой крыше есть конёк, то кровля шатровая монтируется без этого элемента. Вершины всех скатов шатровой конструкции соединяются в единой точке. Это происходит в виде их наслоения друг на друга или крепления к отдельной опоре. Конёк как таковой в этом случае отсутствует.
Плюсы и минусы шатровой конструкции
- Основное преимущество шатровой кровельной конструкции - её уверенное противостояние порывистым ветрам. Аэродинамические «способности» крыши проявляются в том, что воздушные потоки практически не попадают в чердачную часть, они уходят вниз по треугольным скатам.
- Ещё один большой плюс шатровой крыши состоит в отсутствии фронтонов. Это отличный повод для экономии, ведь строительных и отделочных материалов для кровли понадобится гораздо меньше.
- Многие пользователи строений с шатровой крышей отмечают быструю прогреваемость помещений именно благодаря такой конструкции кровли. Дождевые и сточные воды не задерживаются на конверте из треугольных скатов, а стекают вниз. Это продлевает срок бесперебойной службы крыши.
Но есть в шатровой кровле и отрицательные моменты:
- Сложная конструкция каркаса.
- Малые размеры мансарды.
- Большое количество отходов строительных материалов из-за конструктивных особенностей кровли.
Схема конструкции шатровой крыши
При расчёте и строительстве шатровой кровли обязательно нужно располагать основными сведениями о её составляющих элементах.
Чтобы правильно спроектировать шатровую крышу, нужно знать все основные элементы её конструкции Опорная часть кровли - мауэрлат, размещаемый по периметру строения. Он крепится на стены постройки с наружной стороны. В кирпичных домах мауэрлат может монтироваться с внутренней стороны. Материалом для этого элемента кровельной системы служит брус с большим сечением. Накосные стропила предназначены для образования кровельного угла, собственно благодаря им и получается пирамидальная форма крыши. Самым сложным в конструкции шатровой крыши считается коньковый узел. В коньковом узле вместе с накосными стропилами соединяются стропила центральные, которые регулируют высоту каждого ската. Параллельно центральным стропилам устанавливают нарожники. Они всегда короче центральных стропил и укладываются на определённом расстоянии друг от друга.
Фотогалерея: варианты устройства шатровой кровли
Сочетание разных вариантов шатровых крыш придаёт дому черты средневекового замка В конструкцию четырёхскатной кровли можно вписать выносной балкон мансарды Шатровые крыши часто возводят над капитальными беседками Конструкция шатровой кровли может опираться на выносные столбы, образуя большой козырёк над входом Сложные ломаные крыши вальмовой конструкции требуют виртуозных расётов и филигранной техники исполнения Гараж квадратной формы стоит украсить изящной шатровой кровлей
Подготовка к работе
Перед началом сооружения шатровой крыши следует внимательно изучить всю имеющуюся информацию о строительстве такой кровли, подготовить все материалы и инструменты, предварительно сделав расчёты.
Расчёт материалов
Чтобы произвести расчёты, нужно обзавестись специальной рейкой для замеров. Её можно соорудить из фанеры шириной в пять сантиметров. Нам понадобятся такие параметры:
- длина и ширина строения;
- высота коньковой части.
Сами расчёты не так сложны, как могут показаться на первый взгляд:
Все необходимые параметры шатровой кровли можно рассчитать, обратившись к одному из онлайн-калькуляторов, которые нетрудно найти в интернете.
Необходимые инструменты и материалы
Для монтажа шатровой кровли следует приготовить следующие инструменты:
- Болгарку.
- Пилу ручную и бензиновую.
- Электролобзик.
- Молоток.
- Рубанок.
- Электродрель.
Для строительства шатровой крыши рекомендуется использовать древесину только одной породы. Для крепления элементов кровли необходимы гвозди, дюбели, стальные скобы и саморезы. Следует позаботиться и о кровельном материале, выбор которого зависит от предпочтений застройщика и его материальных возможностей.
Делаем сами шатровую крышу
Несмотря на всю сложность конструкции шатровой кровли, сделать такой тип крыши самостоятельно вполне возможно.
Порядок сооружения шатровой крыши включает в себя несколько последовательно выполняемых действий:
- Создание проекта шатровой кровли и проведение всех необходимых расчётов.
- Приобретение требуемых материалов и приготовление инструмента.
- Крепление мауэрлата по всему периметру основания строения.
- Установка опорной балки для стропил параллельно мауэрлату (допустимое расстояние между ними 450 см).
- Крепление диагональных элементов, раскосов, подкосов к основе стропил.
- Утепление крыши.
- Монтаж финишной кровли и дополнительных элементов для стока, вентиляции и др.
Профессионалы плотницкого дела делятся советами, которые обязательно нужно принимать во внимание при строительстве шатровой крыши:
- не использовать древесину разных пород;
- не собирать несущие элементы кровли из реек размером менее 150 на 50 мм;
- не крепить к опорной стойке коньковой части короткие детали, их закрепляют по углам;
- обязательно применять промежуточные стропильные ноги (в центре кровли).
Пошаговая инструкция по возведению шатровой крыши
Рассмотрим строительство шатровой восьмискатной кровли на конкретном примере. Крыша будет предназначена для постройки размерами 10 на 10 метров с перегородкой посередине (несущая конструкция).
- Устанавливаем мауэрлаты. Для этого используем брус с сечением 100*150 или 150*150 мм) и крепление при помощи шпилек (резьба более М12).
Мауэрлат укладывается по периметру строения и крепится на шпильки - Укладываем балки перекрытия и выноса, двигаясь от центра к краям и сохраняя одинаковое расстояние между ними (не меньше одного метра или восьмидесяти сантиметров).
- Применяя брус 150 на 150 мм, монтируем центральную опорную стойку в коньковой части крыши. При этом обязательно проверяем вертикальность при помощи отвеса и рейки. Фиксируем стойку при помощи временных укосин, которые демонтируются после установки центральных стропил.
На центральной опоре размещаются крепёжные устройства для установки центральных и диагональных стропил - Прикрепляем четыре центральных стропила. «Сшивают» эти элементы металлическими уголками или при помощи гвоздей.
- Монтируем диагональные стропила, соблюдая необходимый уклон. Если эти элементы стыкуют из двух частей, то в месте соединения деталей делается дополнительная опора. Чтобы снизить нагрузки на балки, крепёж таких стоек желательно сместить к несущим стенам.
- Укладываем и крепим рядовые стропила, опора при этом идёт на мауэрлаты и опорный брус коньковой части. Расстояние между стропилами - около 600 мм.
- Прикрепляем нарожники, стараясь сохранять параллельность между ними и стропилами. Если крыша монтируется с выносами, то под нарожники в этой части кровли делаем подпорки.
Для страховки и укрепления конструкции в местах крепления нарожников используются дополнительные стойки - Делаем обрешётку, применяя бруски (50 на 50 мм) или доски толщиной 20–25 см. Подшивка карнизных свесов выполняется на завершающей стадии строительства шатровой кровли
Видео: строим сами шатровую крышу
Взвесив все положительные и отрицательные моменты в эксплуатации шатровой крыши, можно решиться на её постройку своими силами. Главное - всё просчитать и следовать чётким инструкциям, которые дают профессионалы строительного дела.
Шатровые крыши применяются как для малоэтажных жилых зданий, так и для различных хозяйственных пристроек. Чаще всего они сооружаются над строениями, имеющими равносторонние несущие стены, а план фундамента — квадратного типа. Можно встретить такие архитектурные элементы и над круглыми сооружениями, в этом случае количество скатов больше четырех.
Главное отличие шатровой крыши – полное отсутствие конька. Это очень важная деталь стропильных систем, она принимает на себя усилия стропильных ног. Функция этого элемента возложена на центральную опору, в вершине которой сходятся стропила. В связи с этим большое внимание следует уделять ее прочности. Есть варианты стропильных систем без центральной опоры, верхние пятки стропильных ног упираются друг в друга. Такие варианты чаще всего применяются на небольших по размерам строениях. Все скаты шатровой системы имеют форму равносторонних треугольников.
Шатровая крыша имеет много вариантов изготовления, но у всех обязательно должны быть следующие элементы.
Виды стропильных систем, преимущества и недостатки шатровой крыши
Таблица. Основные виды шатровой стропильной системы.
Преимущества шатровой стропильной системы
К недостаткам следует отнести сложность в изготовлении стропильной системы. Шатровая крыша имеет большое количество различных узлов и элементов, каждый из которых может оказать негативное влияние на показатели устойчивости . Еще один недостаток – сложности в переоборудовании чердачных помещений под жилые, такие варианты стропильных систем крайне редко применяются под мансарды. Иногда к недостаткам причисляют увеличенный расход кровельных материалов, но это зависит не столько от особенностей стропильной системы, сколько от профессионализма кровельщиков.
Цены на брус
Общие советы по строительству стропильных систем шатровых крыш
Конкретные решения принимаются мастером с учетом размеров и особенностей конструкции шатровой крыши. Но для всех случаев есть общие рекомендации, выполнение которых гарантирует устойчивость конструкции.
Дополнительные упоры накосных стропил
Вершина шатровой системы
Очень сложный с технологической точки зрения и самый ответственный с архитектурной точки зрения узел. Имеет два решения: стропильные ноги упираются на одну опору, установленную по центру здания, или друг о друга. Первый вариант обеспечивает максимальную устойчивость конструкции, но его установка требует наличия жесткой опоры. Оптимальный вариант – посредине здания есть несущая стена. Приемлемый вариант – во время сооружения потолочного перекрытия предусмотрены усиленные балки или лежни. При расчете параметров должны приниматься во внимание максимально возможные нагрузки на крышу и применяться коэффициент запаса прочности.
Использование соединения лишь в верхних пятках накосных стропил без вертикальной опоры применяется только на небольших сооружениях. При этом одновременно используется комплекс специальных строительных мероприятий для увеличения жесткости конструкции.
Нарожники
Могут фиксироваться при помощи специальных нижних упоров, непосредственно к накосным стропилам или смешанным способом. Современные технологии позволяют фиксировать нарожники без врубки, что не только усиливает стропильную систему, но и значительно упрощает работы.
Конструктивные решения шатровой крыши, особенно без центральной опоры, существенно увеличивают распорные нагрузки на мауэрлат. Такая ситуация требует его усиления, все узлы должны строиться по точным расчетам и с безусловным соблюдением строительных норм.
И, наконец, общая рекомендация – если у вас нет серьезного практического опыта строительства обыкновенных скатных стропильных систем, то браться за шатровую категорически не стоит. Это одна из самых сложных стропильных систем, все ее элементы настолько взаимосвязаны и взаимозависимы, что нарушение устойчивости одного становится причиной полного разрушения кровли. Шатровая стропильная конструкция не имеет полностью идентичных элементов, ко всем нужно подходить индивидуально.
Цены на доски строительные
Доски строительные
Расчет шатровой конструкции
Вначале рассмотрим алгоритм расчет основных значений системы. Принимаем во внимание, что у крыши есть четыре ската, каждый из которых представляет собой равносторонний треугольник. Угол наклона скатов выбирается в зависимости от площади покрытия и климатической зоны расположения объекта. С учетом климатической зоны в таблицах строительных норм и правил выбирается минимально допустимый угол наклона скатов.
Длина центральной стропилины зависит от угла наклона и определяется по широко известной формуле прямоугольного треугольника. Вначале надо найти длину диагонали, это делается расчетным путем или обыкновенным замером. Второй метод проще, при помощи рулетки найдите это значение.
У нас имеется угол наклона скатов, в Интернете найдите тангенс, умножьте его на дину половины катета и в результате получится высоту вертикальной опоры шатровой крыши. Далее следует рассчитать длину накосного стропила. Она рассчитывается по нескольким формулам, самая простая из них теорема Пифагора: c 2 =a 2 +b 2 , где:
с – длина стропилины;
a – половина катета строения;
b – высота вертикальной опоры.
Отсюда — длина стропилины равняется квадратному корню суммы квадратов указанных величин. Вот и все, если это сделать самостоятельно сложно, то в Интернете есть большое количество онлай-калькуляторов. После введения данных выдаются не только размеры элементов системы, но и подсчитывается их количество.
В древности наши предки сооружали свои жилища в форме шатров. Использовали для этого натуральные материалы: дерево, камень, шкуры животных и прочее. Современный шатровый дом представляет собой более фундаментальное строение. Оно имеет несколько разновидностей и наделено определенными техническими свойствами.
Готовый проект дома с шатровой крышей
Они могут быть двух типов:
- Полноценные, сооружаемые в форме шатра;
- Неполные, когда возводятся как обычное строение, у которого кровельная конструкция - шатровая.
Дома будут отличаться технологиями возведения и материалами, применяемыми в процессе работ.
Характеристики полноценных шатровых домов
Такие строения имеют . Довольно часто их можно встретить на дачных участках. Строительство экономичное, и сама сборка конструкции довольно простая.
Итак, шатровый дом основывается на каркасе. Проекты довольно разнообразны. Создать их можно самостоятельно или обратиться за помощью к профессиональному архитектору.
Проекты шатровых домов составляются аналогично планированию кровельной конструкции такого типа.
Только в расчет не берутся несущие стены дома, в качестве которых будут использоваться скаты.
Вариант проекта дома с шатровой крышей
Форма их может быть с одним или двумя скатами, с четырьмя, а также многоскатной.
То есть фактически шатровый дом - это крыша, которая сразу устанавливается на подготовленное основание.
Самыми интересными считаются проекты домов с многоскатными стенами. Количество таких скатов может быть любым.
Только вот стоит учесть, что функциональность такого дома может снизиться, так как будет довольно большое количество ограниченного пространства из-за сооружения дополнительных опорных элементов каркаса.
Самыми функциональными и практичными считаются дома с одним, двумя и четырьмя скатами. Распределить в них пространство гораздо проще.
Примечание. Стоит учесть, что высота такого дома может быть любой. Но необходимо сделать ее таким образом, чтобы потолки внутри дома достигали хотя бы 2,4-2,5 м. При этом стены будут наклонными.
Хотя можно сделать их ровными и соответственно немного уменьшить полезную площадь дома.
Схема устройства шатровой крыши
Есть несколько способов эксплуатации строения. Во-первых, можно использовать шатровый дом только в летнее время. В таком случае на его сооружение не тратится большое количество средств. Во-вторых, можно жить в нем круглогодично, что предполагает проведение качественных утеплительных и изоляционных работ. Особенно если дома с шатровой крышей выстроены из привычных строительных материалов.
Как построить шатровый дом
Во-первых, нужно выбрать проекты строения, которые подразделяются на план фундамента и стены конструкции. Во-вторых, нужно изначально определиться с выбором строительных материалов. Именно от них будет зависеть стоимость будущего дома.
Итак, как только со всем этим уже есть точная определенность, можно приступать к работам, которые подразделяются на несколько этапов:
Все эти этапы имеют свои характеристики.
Выбор и сооружение фундамента
Чтобы построить качественный шатровый дом, необходимо правильно подобрать для него основание. Большой популярностью пользуются такие фундаменты:
Проекты оснований составляются предварительно, после выбора строительных материалов. Например, если для сооружения каркаса отдается предпочтение металлу, то лучше сделать под такой дом монолитное или свайное основание. Они считаются самыми прочными.
Первый вид характеризуется изготовлением с применением бетонного раствора и арматуры. А второй изготавливается с помощью металлических свай, которые также бетонируются в грунте на определенной глубине.
Ленточные и плиточные основания сооружаются в большинстве случаев под деревянный каркас шатрового дома, так как сам материал не обладает большой массой.
- Определить состав грунта на участке;
- Установить уровень залегания грунтовых вод;
- Определить технические характеристики местности.
Последнее требование характеризуется изучением местности: есть ли на участке неровности, наклоны и прочие дефекты. На таких плоскостях отдается предпочтение только свайному или свайно-ленточному основанию.
Возведение каркаса для строения
Как уже было сказано выше, полноценный шатровый дом основывается на каркасе. Он сооружается из двух материалов: металла и древесины.
Подробный проект двухэтажного дома
Примечание. Можно отдать предпочтение специальным профилям. Но это в том случае, если строение будет легким, и период его эксплуатации ограничивается теплым временем года.
Предварительно нужно составить проекты конструкции. Они позволят правильно высчитать количество необходимых материалов для сооружения каркаса.
Элементы следующие:
- Несущие (опорные);
- Дополнительные (поддерживающие);
- Вспомогательные (перегородки между ячейками небольшого размера).
По своему принципу конструкция напоминает каркас шатровой крыши. Все элементы соединяются специальными креплениями, и предварительно на фундаменте сооружается подстилка из листов рубероида.
Важно. На поверхности основания должны быть штыри и крючки, которые служат для закрепления каркаса на нем.
Именно к ним привариваются или прикручиваются несущие балки каркаса.
Внешняя и внутренняя отделка каркаса
Во-первых, шатровый дом должен быть правильно облицован. Во-вторых, не стоит забывать об изоляционных и утеплительных работах. При их проведении используют такие современные листовые материалы, как пенополистирол, пенополиуретан и пенопласт.
В редких случаях предпочтение отдается минеральной вате.
Важно. Этот материал наименее часто используется в утеплении домов шатрового вида. Обусловлено это тем, что он со временем теряет свои свойства и способен впитывать влагу.
Проекты по облицовке шатровых домов довольно разнообразны. На сегодняшний день есть масса средств и материалов, чтобы придать внешнему виду строения неповторимость.
Изначально на поверхности каркаса монтируют листы ОСБ или плотной фанеры. Уже на них крепят утеплительный или изоляционный материал.
Схема облицовки каркасного дома с шатровой крышей
Поверх него создается невысокая обрешетка, на которую опять монтируют листы фанеры или ОСБ, подготавливаемые с помощью грунтовок. Это в дальнейшем даст возможность выбирать любые отделочные материалы для облицовки строения.
Большой популярностью отличаются сейчас:
- Древесина;
- Декоративные облицовочные панели;
- Штукатурка;
- Пластиковая вагонка;
- Природный и искусственный камень.
Последний материал обладает большой массой и без усиления поверхности монтировать его не рекомендуется. Лучше всего использовать камень для отделки нижней части домов.
Внутри жилище может выглядеть по-разному. Допустим, можно оставить стенки строения наклонными или же соорудить профильный каркас, который выровняет их. Он закрепляется на скате конструкции и на напольной поверхности. Сверху уже можно монтировать ОСБ, гипсокартон, фанеру.
Пример интерьера каркасного дома
Поверхность этих материалов обрабатывается грунтовкой и подвергается отделке любыми современными материалами. Можно также предварительно сделать изоляцию и утепление дома с применением аналогичных средств с наружной стороны.
Шатровый дом представляет собой довольно простую конструкцию. Она должна быть герметичной, так как кровли в таком строении нет.
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.
Об инверсионной кровле .
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.
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.