Конструкция шатровой крыши: узлы, расчеты, монтаж своими руками – Стропильная система шатровой крыши — назначение основных элементов конструкции и их расчет

Содержание

схема и проект крыши и её стропильная система- Обзор +Видео и рассчет

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 крыши 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 стропильной системы дома. 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 мансардные комнаты 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 стены дома 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 каркаса. После этого крепится кровля. Механизм стропильной системы довольно сложный. Ниже рассмотрим более подробно как сделать каркас, произвести расчет и сделать кровлю.

Основные правила устройства шатровой крыши

Изготовление и установка крыши идет по следующим правилам:

Для строительства коньковой системы и стропил 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 системы, 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 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.

Как сделать шатровую крышу своими руками — пошаговое видео (фото, схемы)

В процессе строительства дома или беседки неизбежно встает вопрос о том, какую конструкцию кровли предпочесть. Если возводимое сооружением имеет четырехугольную, а лучше всего квадратную форму, дизайнеры и архитекторы нередко останавливают выбор на шатровой четырехскатной крыше. Сложность этой конструкции с торицей окупается оригинальным внешним видом, прекрасными термоизолирующими и аэродинамическими качествами. Эта статья расскажет, как конструируется и монтируется шатровая крыша своими руками.

Содержание статьи

Конструкция шатровой крыши

В строительстве принято рассматривать шатровую крышу как вариацию вальмовой четырехскатной, в которой коньковое соединение трансформировалось в коньковый узел, то есть видоизменилось из линии в точку. Крыша шатрового типа представляет собой пирамиду, стороны которой образованы четырьмя скатами в виде равнобедренных треугольников. Для монтажа подойдет любое четырехугольное здание, однако квадратная форма позволяет добиться идеальной симметрии, благодаря чему достигается наилучший результат.

В конструкцию шатровой четырехскатной крыши входят следующие основные элементы:

Коньковый узел. Пик крыши, наивысшая точка крыши, образуемая соединением накосных стропильных ног.
Скаты. Шатровая крыша состоит из четырех наклонных плоскостей скатов треугольной формы. Диапазон их угла наклона лежит в пределах 20-50 градусов, однако опытные кровельные мастера считают оптимальным угол 40 градусов.
Стропильная система. Каркас, служащий для поддержки конструкции кровли. Стропильная система несет на себе и распределяет вес кровельного пирога, задает геометрию скатов. Она строится основе треугольников, самых жестких и устойчивых фигур, которые гарантируют стабильность, надежность крыши.
Кровельное покрытие. Материал в виде рулонов, листов, отдельных модулей или элементов, обладающий высокой износостойкостью, хорошими гидроизоляционными характеристиками. В этих целях используют металлочерепицу, профнастил, ондулин, рубероид или шифер.
Свес. Свесы крыши выступают за периметр основания и защищают стены от воды во время дождя и ветра. Свес длиной 40-50 см считают достаточным для эффективного выполнения своих задач.

Этапы строительства

Создание проекта

Шатровая крыша своими руками строится только на основании грамотно составленного проекта, гарантирующего ее надёжность. Перед тем как сделать чертежи, необходимо вспомнить школьный курс геометрии, чтобы сделать расчеты угла наклона скатов, высоты конька и площади скатов. Для выполнения вычислений есть простая инструкция:

Первым делом, необходимо определить угол наклона скатов с помощью рекомендаций производителя кровельного материала и данных строительной климатологии, которая разделяет территорию нашей страны на восемь зон согласно снеговой и ветровой нагрузке. Оптимальным считается уклон 30-40 градусов, который подходит практически для все типов кровли.
Следующий этап – вычисление высоты расположения конькового узла. Для этого расчета требуется знать размеры основания крыши и угол наклона ее скатов. Если представить шатровую крышу как пирамиду, то прямая соединяющая ее основание и конек под прямым углом будет ее высотой, а вычислить ее длину можно с помощью теоремы Пифагора.
Зная угол наклона, высоту и размеры основания можно выяснить длину стропильных ног и площадь скатов. Эти расчеты нужны для вычисления необходимого строительного материала – дерева для стропильной системы и кровельного покрытия.

Не забывайте, что у шатровой крыши с прямоугольным основанием, в отличии от такой же конструкции с квадратным, скаты будут иметь различный уклон и разную длину стропильных ног. Следует учитывать это в расчетах и монтаже!

Проект создают вручную или с помощью компьютерной программы, которая не только выполнит за вас расчеты длины элементов стропильной системы, но и подберёт их толщину. Результат этапа конструирования – схема с размерами и взаимным расположением элементов крыши, которая станет опорой для монтажных работ.

Конструкция стропильной системы

Стропильная система шатровой изготавливается из древесины хвойных пород и состоит из следующих основных и дополнительных элементов:

Мауэрлат и лежень. Опоры из бруса, необходимые для распределения нагрузки по периметру несущих стен. Мауэрлат укладывают на внешние перегородки, а лежень на внутренние. В деревянных домах роль опорного бруса исполняет верхний венец из бруса или бревна. Сооружения из кирпича и блоков требуют обустройства армированного бетонного пояса, в которой вмуровывают металлические шпильки, на которые через слой гидроизоляции укладывают мауэрлат.
Стойки. Вертикально устанавливаемые опоры, которые поддерживают коньковый узел или стропильные ноги.
Накосные стропильные ноги. Они отходят от конькового узла к углам сооружения и образуют ребра скатов шатровой крыши. Накосные ноги длиннее обычных и подвергаются повышенной нагрузке, поэтому их толщина также должна быть больше в два раза.
Нарожники. Стропила разной длины, прикрепляемые к накосным ногам и мауэрлату, формирующие поверхность скатов.
Подкосы. Расположенный под углом 45 градусов к стропилам элемент стропильной системы, который предотвращает провисание стропильных ног.
Затяжка, ригель. Горизонтально расположенная перемычка между двумя стропилами, которая гасит распирающее действие, которое они оказывают на стены.
Обрешетка. Основание, на которое настилают кровельное покрытие. В зависимости от типа которого, применяют решетчатый или сплошной вид обрешетки.

В строительстве шатровой крыши используют висячую или наслонную стропильную систему, в зависимости от возможностей планировки сооружения. Однако, опытные кровельные мастера не советуют использовать наслонный тип, если уклон скатов превышает 40 градусов.

Ход монтажных работ

Когда проект утвержден и материалы закуплены, можно сделать монтаж шатровой крыши своими руками:

Сначала устанавливают мауэрлат, лежень и балки перекрытия. Если проект предусматривает балки выноса, то монтируют и их. Начинают укладку с центральной, отступая от нее в обе стороны шаговое расстояние, продвигаются к краям.
Ровно посередине будущей шатровой крыши устанавливают центральную стойку, для нее используют брус толщиной 150х150 мм или более. Чтобы она сохраняла вертикальное положение ее временно закрепляют двумя укосинами.
Устанавливают центральные стропила. В верхней части закрепляем их к стойке металлическими накладками, а в нижней к мауэрлату. Натянув для ориентира от конькового узла к углам мауэрлата шнур, монтируют накосные стропильные ноги Для их установки на верхней части делают двойную врезку. Свесы стропил связывают ветровой доской. Если есть необходимость устанавливают подкосы и ригели.
Далее напиливают и приколачивают все нарожники. Нарожники, опирающиеся на балки выноса дополнительно укрепляют стойками, чтобы разгрузить их. Карнизы подшивают доской или влагостойкой фанерой.
На стропила полосами настилают гидроизоляционную пленку, нахлестывая в местах стыках ее на 15-20 см. Крепят пленку строительным степлером, а вдоль стропильных ног фиксируют рейками контр-обрешетки. Монтируют обрешетку. Если запланирована сплошная, то необходимы фанерные листы, а если решетчатая – необрезная доска размером 40х150 мм.
Настилают кровельное покрытие. Для этого сначала производят раскрой с учетом того. Что листы и полосы крепятся не в стык, а в нахлест. В качестве крепежа необходимо использовать специальные, поставляемые в комплекте с материалом кровли, оцинкованные саморезы или гвозди с каучуковой шляпкой, которая после вкручивания деформируется и закрывает отверстие.
Завершающий этап — установка водосточной системы, состоящей из водоприемной воронки, желоба и трубы водостока, и снегозадержателей.

Некоторые элементы стропильной системы шатровой крыши имеют длину, превосходящие 6 метров, стандартную величину пиломатериалов. Поэтому необходимо изготавливать наборные стропила, составляемые из нескольких частей, или клееные.

Строительство шатровой крыши своими руками – тяжелая, трудоёмкая работа, однако полученные результат, выделяющий дом или беседку среди однотипных соседей, вознаградит вас за старания и потраченные силы!

Видео-инструкция

Шатровая крыша своими руками — расчеты и монтаж!

Шатровая кровельная конструкция состоит из треугольных скатов. Как правило, количество скатов равно четырем, но при желании владелец может менять их число. Главное, чтобы готовая конструкция была надежной и симметричной.

Шатровая крыша

Внешне подобная кровельная конструкция похожа на шатер, за что и получила свое название. В составе крыши нет фронтонов, что дает возможность дополнительно сэкономить на строительных и финишных кровельных материалах. При условии грамотного обустройства такая крыша будет иметь привлекательный и оригинальный внешний вид.

Шатровая крыша

Обустройство шатровой крыши требует от исполнителя наличия специальных знаний и навыков. С возведением шатровой кровельной конструкции можно справиться своими руками. Главное – правильно выполнить необходимые расчеты и строго следовать инструкции при выполнении каждого мероприятия.

Содержание пошаговой инструкции:

Необходимые расчеты

Прежде чем отправляться в магазин за требуемыми материалами, ознакомьтесь с порядком выполнения расчетов и составьте проект кровли, подходящий конкретно для вашего случая.

Основные сведения

Шатровая крыша для беседки

Традиционно в состав рассматриваемой крыши входит 4 наклонных ската.

Если основание конструкции имеет форму правильного квадрата, площадь конструкции рассчитывается путем умножения площади одного кровельного ската на 4.

Каркас шатровой крыши

Однако если основание системы имеет вид прямоугольника, то для начала надо определить суммарное значение площадей двух разных прямоугольников, а затем увеличить полученное число в два раза.

Для установления площади кровельного ската, представляющего собой равнобедренный треугольник, необходимо умножить длину основания фигуры на значение ее высоты, а затем увеличить полученное число в два раза.

При выполнении расчетов вам нужно узнать значение площади карнизных свесов, имеющих форму равнобедренных трапеций. Этот расчет выполняется путем умножения высоты фигуры ровно на 50% значения суммы длин оснований трапециевидной фигуры.

Расчет шатровой кровельной системы может выполняться двумя способами. Первый предполагает расчет с использованием значения высоты конька и длины основания кровельной конструкции. В соответствии со вторым методом расчета необходимо учитывать значение длины диагонального стропильного элемента, а также длину периметра основы.

Помимо этого, в процессе расчета необходимо обязательно обращать внимание на параметры разнообразных дополнительных компонентов, входящих в состав кровельной конструкции. К числу таких элементов относятся:

диагональные стропильные ноги;
лежни;
опорные брусья;
стойки;
мауэрлат и пр.

Пример выполнения расчета

Угол наклона и длина стропил

Чтобы принцип расчета был более понятен, вашему вниманию предлагается простой пример выполнения основных расчетных мероприятий. Исходные данные:

габариты дома – 6х6 м;
длина диагонального стропила – 521 см;
высота конька – 297 см;
наклон кровельных скатов – 35 градусов;
ширина карнизного свеса – 600 мм.

По первому из упоминавшихся ранее двух способов определите значение высоты кровельного треугольника. Для этого используйте теорему Пифагора, в соответствии с которой для расчета квадрата высоты нужно отнять от значения квадрата длины кровельного ската половину ширины основания, также возведенную в квадрат.

В рассматриваемом примере расчет покажет, что квадрат высоты равен 4,24 м в квадрате. По простой формуле можно определить, что площадь одного треугольного ската будет составлять 12,72 м².

Ввиду того, что основанием крыши является квадрат со стороной 6 м, рассчитанное значение площади нужно увеличить в 4 раза. В итоге вы определите суммарную площадь кровельных скатов, равную в данном примере 50,88 м².

Определите площадь карнизного света. Значение длины более короткого основания трапециевидной фигуры вы уже знаете – 6 м. Для установления длины большего основания нужно использовать простейшую форму, актуальную для таких фигур.

Четырехскатная крыша (шатровая)

В соответствии с расчетами длина большего основания составит 704 см, а площадь фигуры в результате будет равняться 4,76 м².

Чтобы установить суммарную площадь свесов умножьте рассчитанное на предыдущем шаге значение на 4.

В итоге суммарная сумма шатровой кровельной конструкции составит 69,91 м².

Что нужно знать о системе стропил?

Пример схемы шатровой крыши

Шатровая кровельная конструкция может возводиться с применением наслонной либо висячей системы. Окончательный вариант подбирается в соответствии с условиями конкретной ситуации.

К примеру, собственноручно справиться с монтажом висячих стропил довольно трудно, да и на ремонт такой конструкции будет уходить нерационально много времени. Такие стропила обычно обустраиваются в тех ситуациях, когда в доме нет внутренних стен, и стропила могут опираться исключительно на несущие стены конструкции.

Монтаж системы висячих стропил

Монтаж висячих стропил

Технические характеристики висячих стропил

Наслонные же стропила более просты и финансово выгодны в обустройстве. Система размещается на средней несущей стене, а также промежуточных опорных столбах, зафиксированных на железобетонном основании.

Узлы наслонных стропил

Наслонные стропила чаще всего применяются при монтаже четырехскатных кровельных конструкций с наклоном более 40 градусов.

Важно подобрать правильный вариант опоры для системы кровельных стропил. Если дом каркасный, крышу надо опирать на верхнюю обвязку. В случае с кирпичными и каменными строениями функцию опоры выполняет мауэрлат, а при обустройстве крыши дома из сруба кровельную систему фиксируют к верхним венцам.

Порядок монтажа крыши

Процесс обустройства шатровой кровли включает несколько этапов.

Первый этап

Составьте проект конструкции и сделайте необходимые расчеты в соответствии с приведенными ранее рекомендациями.

Проект крыши

Второй этап

Купите требуемое количество материалов с учетом габаритов и характеристик, утвержденных проектом.

Третий этап

Уложите мауэрлат по всей длине строения. На него будут установлены стропильные ноги.

Уложите мауэрлат

Если дом построен из кирпича, мауэрлат лучше всего укладывать по внутренней части стен. В данном случае между мауэрлатом и стеной необходимо проложить влагоизоляционный материал. Для гидроизоляции достаточно часто применяется рубероид. Чтобы стропильные ноги не провисали, нужно смонтировать решетку с соответствующими параметрами.

Если дом построен из дерева, с функциями мауэрлата в большинстве случаев сможет справиться верхняя часть сруба.

Четвертый этап

Установите опорную балку для стропил (прогон) вверху стропильной конструкции. Опорная балка должна быть размещена параллельно по отношению к мауэрлату. Рекомендованное расстояние между двумя упомянутыми элементами – до 450 см.

Пятый этап

Выполните монтаж диагональных связей, раскосов и подкосов.

Для изготовления диагональных связей обычно используются доски 250-450 мм. Их необходимо прибить к основе стропильной ноги.

Вам нужно обустроить запланированное количество скатов (обычно их 4). На этом этапе работайте в соответствии с имеющимися у вас чертежами.

Шестой этап

Утепление крыши

Утеплите крышу. Сначала крепится гидроизоляционный материал, под ним размещается утеплитель, а под утеплителем – мембранная пароизоляционная пленка.

Пирог кровли

Обрешетка на ендовах и хребтах кровли

В завершение вам останется лишь уложить желаемый финишный кровельный материал и установить разного рода дополнительные элементы вроде водостоков и пр.

Монтаж металлочерепицы

Теперь вы осведомлены в основных особенностях шатровой кровельной конструкции, знаете, в каком порядке выполняется расчет системы, какими должны быть ее основные элементы и в какой последовательности выполняется непосредственно обустройство крыши. Следуйте инструкции, одновременно ориентируясь на положения имеющегося проекта, и все обязательно получится.

Удачной работы!

Видео – Шатровая крыша своими руками

устройство стропильной системы, особенности монтажа, фото

Одна из разновидностей вальмовой крыши – шатровая, в виде четырех треугольных скатов соединяющихся на вершине без посредства конькового бруса. Данная конструкция кроме эстетики имеет конструктивные особенности, в частности снижает нагрузку на стены постройки.

В чем заключаются особенности шатровой крыши, и как собрать такой тип кровли. Есть и несколько необычные по форме шатровые крыши – со значительно большим числом скатов или симметрично круглая. Схема такой крыши достаточно проста, но устройство шатровой крыши имеет свои сложности и много важных нюансов.

Особенности шатрового стропильного каркаса ↑

Конструкция конвертом главная особенность шатровой крыши. Сборка осуществляется на основе четырех накосных (наклонных) стропил, к которым потом крепятся нарожники.

Такое устройство позволяет получить несколько преимуществ:

Опора на 4 ноги дает возможность равномерно распределить нагрузку на стены к тому же общая масса системы намного ниже, чем у двухскатной, или другой аналогичной.
Также шатровая конструкция имеет более низкий силуэт, что позволяет уменьшить фактор парусности (ветровой нагрузки).
Четырехскатная крыша за счет одинаковых 4 граней укрепленных нарожниками намного прочнее в сравнении с двухскатными, датскими и голландскими вариантами.

Но, имеется и один недостаток – под таким вариантом стропильной системы очень сложно обустроить мансардный этаж. И если планируется второй этаж за счет чердака, придется отказаться от подобного проекта.
Однако шатровые крыши могут иметь не только четыре ската, но и больше, за счет увеличения количества наклонных стропил. Но, такие варианты используются либо как один из элементов другого типа кровли, или же на постройках имеющих сложную многоугольную форму.
Конструктивные элементы ↑
Стропильная система состоит из следующих деталей:
Коньковый узел, заменяет отсутствующий брус на вершине. В данной точке соединяются четыре наклонных стропила.
Скаты. Выполнены они в виде треугольных вальм с различным углом наклона (оптимально от 20 до 50°).
Свесы. Карнизы скатов крыши, обеспечивающие защиту стен от затекания осадков. Наиболее эффективно работают свесы с вылетом минимум 400-500 мм.
Накосные стропила, основа шатровой крыши, обычно это 4 бруса с опорой на углы постройки, и соединяющиеся в одной точке на вершине.
Нарожники, заменяют в каркасе конструкции стропильные ноги, соединяются на накосных балках. Основная задача укрепить основание, и создать основу для крепления обрешетки.
Естественно вся система собирается с опорой на мауэрлат, и вертикальных опорных стоек усиливающих стропила.
Схемы сооружения каркаса ↑
Шатровая стропильная конструкция, как и другие аналоги, может собираться по двум принципам:
Наслонная система. Основные наклонные стропилины имеют две точки опоры – в верхней точке и по углам. Такая конструкция более распространенная в шатровых типах крыш.
Висячая. В данном типе стропила имеют одну точку опоры внизу, а поддерживаются вертикальной стойкой (или несколькими).
Последний вариант более сложный в исполнении, а в случае ремонта, приходится демонтировать многие другие, неповрежденные детали.
Строить и ремонтировать подобную крышу довольно сложно. Поэтому при выборе стропильной системы предпочтение чаще отдают наслонной – она более удобна в монтаже и к тому же более экономичная. Это самый подходящий вариант для крыш, угол наклона которых не больше 40°.
Для установки наслонной системы необходима несущая внутренняя стена либо дополнительные опоры, соответственно, посередине крыши. Так как у такой крыши самое меньшее пара точек опор, в коньке и на стропильных ногах, распора на стены не создается. Между опорами стандартный пролет должен быть порядка 4,5 м . При большем пролете под стропила необходимо установить подкосы.
Расчеты шатровой крыши ↑
На этапе проекта следует сделать предварительные подсчеты параметров конструкции, выбрать оптимальные угол наклона и длину скатов. От этого будет зависеть количество необходимых пиломатериалов, а также площадь кровельного настила.
Углы наклона скатов крыши подбираются в соответствии климатических особенностей региона, а также от индивидуальных особенностей строения. Расчет проще всего произвести с использованием онлайн калькуляторов, для чего потребуется знать ширину основания, и высоту конька. После проведенных подсчетов определяется тип кровельного настила, как наиболее соответствующих углу наклона скатов.
Высота конькового соединения определяется в процессе расчетов углов наклона крыши. Вычисляется по формуле вычисления сторон прямоугольного треугольника.
a=√(c²-b² )
Где a – нужная высота конька, c – протяженность ската, а b – основание (от крепления внизу до средины).
Также рассчитываются различные возможные нагрузки на стропильную систему: снеговые, ветровые,
Давление снега на каркас крыши можно подсчитать по формуле:
S=µ×Sg
S, это искомая нагрузка снегового покрова, измеряемая в килограммах на квадрантный метр площади.
µ – коэффициент угла наклона ската (от уклона крыши α)
Sg – снеговая нагрузка в данном регионе.
Угол наклона α определяют делением высоты конька на половину протяженности ската. Либо можно руководствоваться данными с таблицы.
Частное H/L Угол α°
0.27 15°
0.36 20°
0.47 25°
0.58 30°
0.7 35°
0.84 40°
1 45°
1.2 50°
1.4 55°
1.73 60°
2.14 65°
Снеговая нагрузка определяется для конкретного региона по карте. Территория Российской Федерации имеет разграничение на 8 районов с различной нагрузкой. Для Москвы, это значение составляет 180 кг/м², Калининграда – 120, а Уфы – 320кг/м².
Соответствующий материал можно найти в СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»
Ветровые нагрузки подсчитываются по следующей формуле:
Wm=Wo×K×C
Wm – искомое давление ветра на конструкцию крыши;
Wo – норма ветрового давления для конкретного региона (найти можно в СНиП 2.01.07-85 Таблица 2).
K – коэффициент изменения давления ветра с учетом высоты постройки;
C – коэффициент аэродинамический.
В приведенной таблице можно взять коэффициенты изменения давления ветра с высотой для конкретного типа местности.
Высота строения в метрах На открытой местности Пересеченная местность (есть препятствия с высотой более 10 метров) Городская застройка
до 5-ти

0,75

0,5

0,4

5-10

1

0,65

0,4

10-20

1,25 0,85 0,53
Руководствуясь нормативной документацией с приведенными таблицами, подбирается соответствующий материал для стропил, а также его необходимое сечение.
После приготовления проекта с необходимыми данными можно приступать к сборке конструкции, с соответствующим типом кровельного пирога.
Монтаж ↑
Вся работа проводится в несколько этапов:
Сборка стропильной системы.
Выбор и укладка требуемого пирога крыши.
Кровельные работы.
Для получения качественного результата нужно следовать рекомендациям.
Сборка стропильной системы ↑
Важно соблюдать пошаговый монтаж, с использованием соответствующих материалов.
Первоначально на внутренний срез стен постройки укладывается мауэрлат (брус сечением 150×150 мм). Крепление осуществляется на шпильки, вмурованные на стадии кладки.
Сборка стропильного каркаса начинается с установки наслонных балок по выбранной схеме (наклонной или висячей). Материал сосновая доска сечением 50×100, 50×150 мм.
В качестве крепежа используются гвозди 150 мм, или скобы, заготовленные с обожженной проволоки 6мм.
К установленным наклоннным стропилам монтируются нарожники. Закрепляемые встык, или черепковым способом с врубкой нижнего угла торца балки. Крепеж обеспечивают гвоздями 80-100 мм.
При этом используется два типа расположения нарожников встык или в разбежку. В первом варианте торцы с двух сторон располагаются один напротив одного, а во втором, чередованием в шахматном порядке.
После сборки основного стропильного каркаса приступают к монтажу кровельного пирога.
Для эффективной защиты стен от влаги расстояние между наружной гранью стены и свесом стропил должна быть не менее полметра. Если же стропила недостаточно выступают, то их удлиняют при помощи «кобылки» – обрезка доски на ребро.
Стропила обязательно должны быть скреплены со стенами. В случае кирпичных (каменных) используют хомуты из проволоки (4-6 мм), которые надевают на стропила, а деревянных – используют металлические скобы.
Кровельный пирог шатровой крыши ↑
Современную крышу лучше собирать по принципу теплого кровельного пирога с вентиляцией. Технология следующая.
С внутренней стороны обязательно изначально крепят слой паробарьера. Полотнища расстилают внахлест, с последующей фиксацией деревянными рейками.
Следующим слоем укладывают теплоизоляцию. Лучше всего использовать минеральную вату, с толщиной плиты минимум 100 мм, а при жилом чердаке 200 мм.
Обязательное наличие качественной гидроизоляции, которую обустраивают поверх утеплителя (рулонные типы материала). Монтаж осуществляется внахлест (примерно на 10 см), снизу вверх минимум 100-150 мм, без провисаний и складок. Крепят гидроизолирующий слой рейками обрешетки, набиваемыми вдоль стропил. Ее нижний край должен располагаться на карнизной планке. Слои у конька соединять не рекомендуется, для улучшения вентиляции утеплителя.
Поверх реек крепления водозащитного слоя, изготавливается контробрешетка. С горизонтальным расположением брусков, которые рекомендуется располагать вдоль ног стропил, высотой не выше 5 см. Она с одной стороны удерживает в исходном положении гидроизоляцию, с другой – обеспечивает вентиляцию сооружения. Фиксируются элементы гвоздями к стропилам и обрешетки.
Если используется мягкий кровельный настил, обрешетка должна быть сплошной. Для этого идеально подходит плита OSB-3!
После чего приступают к созданию кровельного настила.
Кровельные работы ↑
При перекрытии шатровых крыш лучше всего использовать битумную черепицу или другой штучный кровельный материал. При использовании длинных листов металлочерепицы или профнастила будет больший перерасход, вследствие кроения под треугольные формы скатов.
Монтаж проводят, следуя рекомендациям производителей конкретного типа материала, и соответствующего крепежа.
Завершает кровельную эпопею установка снегозадержателей и водосточных систем.
И если по второму пункту стоит придерживаться общепринятых методов сборки, то устройства подбираются исходя с индивидуальных параметров крыши.
На скатах с крутыми наклонами преимущественно монтируются барьерные типы устройств снегового сдерживания, а если угол уклона небольшой, нужны пропускные снегорезы.
Обратите внимание
Отдельно подбираются конструкции для мягких крыш, на которых чаще всего монтируют несколько рядов бугелей (снегосдерживающих крючьев). Такие точечные системы применяются на скатах с уклоном до 30°.
Сборка любой крыши требует точного соблюдения нормативных правил, для чего на всех этапах от расчетов до кровельных работ обязательно следуют рекомендациям.

© 2020 stylekrov.ru
Шатровая крыша своими руками: устройство, чертежи, фото
Крыша – самый важный элемент строения, на нее ложатся основные задачи в защите от внешних условий. Кроме того, что она обеспечивает защиту от непогоды, кровля придает любому строению завершенный вид и обеспечивает ему внешнюю привлекательность.
Основные типы существующих кровель
Виды кровель, используемые в строительстве очень разнообразны. Основных типов, которые пользуются популярностью у строителей, пять:
круглая;
односкатная;
двухскатная;
шестискатная или ломаная;
четырехскатная или шатровая (конверт).
Особой любовью у профессионалов строительного дела пользуется шатровая крыша. Это можно объяснить тем, что строение с шатровой кровлей имеет презентабельную внешность. Кроме того, она обеспечивает строению значительное укрепление.
Еще одним огромным плюсом шатровой крыши является ее экономичность в исполнении. Это объясняется отсутствием фронтонов и использованием коротких балок, что позволяет закупить меньше строительного материала и сэкономить на этом.
Фото: схема шатровой крыши
К тому же шатровая крыша имеет отличное водоотведение из-за наклона скатов, срок эксплуатации материалов для кровли благодаря этому значительно увеличивается.
Важно: Шатровая крыша для дома, террасы, беседки более предпочтительна. Специалисты рекомендуют ее как один из самых практичных и надежных вариантов кровли.
Что представляют собой шатровые крыши
Этот тип кровли сильно напоминает по форме шатер, потому и называется соответственно. Это конструкция, которая похожа на многогранную пирамиду, основанием которой служит квадрат или прямоугольник.
Шатровая крыша состоит их четырех треугольных скатов, сходящихся вершинами в одной наивысшей точке, является оригинальным решением с использованием стропильной системы. Считается сложной в возведении, но, тем не менее, этому виду кровли всегда отдается предпочтение.
Фото: процесс установки крыши на каркас беседки
Основная особенность шатровой крыши — ее строгая симметрия. Поэтому от строителей требуется ответственное отношение на стадии расчета и особое мастерство при возведении.
Материал для кровли
Материал выбирается, исходя из бюджета строительства. Это может быть:
ондулин;
металлочерепица;
профнастил;
поликарбонат.
Ондулин (1) – отличный материал для этой цели. В Европе он очень широко применим. Отличается легкостью и прекрасными качествами в эксплуатации. Относительно легок в монтаже, пригоден к использованию даже в экстремальных условиях. Но имеет недостаток – высокую цену.
Металлочерепица (3) придает респектабельность постройке. К плюсам относится то, что не теряет цвет долгие годы, эффективна в использовании. Ее минус в том, что относится к тяжелым материалам, непригодным для кровли зданий, в возведении которых использовался легкий фундамент.
Профнастил (4) самый универсальный вариант для дома, террасы, беседки. Шатровая крыша из этого материала легкая, долговечная, элементы легко монтируются. Его чаще всего используют для легких конструкций, таких как террасы и беседки.
Поликарбонат (2) все чаще используется для террас и беседок. Среди плюсов материала: легкость, простота в обработке, огнеупорность. Но есть и большой минус, поликарбонат хрупкий, поэтому недолговечный материал. Глубокие царапины приводят к потере теплоизоляционных и водоотталкивающих свойств, в результате к непригодности в дальнейшем использовании.
В каждом конкретном случае нужно выбирать материал для кровли, учитывая свойства покрываемого сооружения и свойства материала.
Устройство крыши
Устройство шатровой крыши дело сложное и ответственное. Это значительно сложнее, чем крыша: односкатная или двухскатная. Так как симметричность — основная характеристика этого типа кровли, расчеты должны производиться с максимально возможной точностью.
Формула площади ската: Sската=BC*AD/2
Формула площади свеса карниза: Sкарниза= (BC+EF)/2*DG
Формула, по которой рассчитывается площадь крыши: Sкрыши=(Sската+ Sкарниза)*4
a – угол наклона
Специалисты рекомендуют использовать угол a, равный любому значению из промежутка 30-40 градусов.
Стропильная система
По конструкции стропильные системы могут быть:
наслонными;
висячими.
Висячие системы применяются, когда пролеты большие, невозможно подпереть их стенами. Эта система используется довольно редко.
Наслонная система проста, но для нее необходима опора в середине или наличие несущей стены внутри. Данная конструкция применяется гораздо чаще, она более экономична и лучше подходит для устройства шатровых крыш.
Стропильная система состоит из таких элементов, как:
накосные стропила;
мауэрлаты;
нарожники;
подкосы.
Ригели, лежни, прогоны
Важно: все перечисленные элементы создадут стабильную и устойчивую конструкцию, которая может выдержать значительные нагрузки. Если хоть один элемент будет отсутствовать, может произойти преждевременное разрушение крыши.
Монтаж
В начале шатровые конструкции монтируются на земле, собирается каркас: на мауэрлаты укладываются лежни и закрепляются подмостьями. Затем происходит поднятие накосных стропил из противоположных углов и соединение их в коньке. Далее следует прикрепить оставшиеся стропила к узлу. В центре устанавливается вертикальная балка. Что придает конструкции жесткость. Затем монтируются нарожники и стропильные ноги и осуществляется подъем конструкции на крышу. Можно сказать, шатровая крыша готова.
Несколько советов от мастеров
Свес должен быть не менее полуметра (от стены беседки, террасы). Это обеспечит защиту от попадания капель дождя и дополнительно произойдет усиление всей конструкции.
Стропила дополнительно прикрепите к стенам.
Когда будете производить покрытие кровли, не забудьте предусмотреть воздушные подушки и каналы вентиляции.
Самое главное в обустройстве крыши точно выверенные углы, необходимо контролировать их в процессе постройки.
пирамидальные, трапециевидные и другие конструкции, как построить, видео и фото
Хотите, чтобы ваш дом украшала шатровая крыша? Я расскажу, чем такая крыша отличается от других конструкций, и стоит ли платить за нее деньги. Особое внимание уделю особенностям устройства стропильной системы.
Шатер — самая старая схема устройства кровли и эта конструкция актуальна сегодня
Конструктивные особенности
Шатровая крыша состоит из четырех и более треугольных скатов, которые в верхней части сходятся в одной точке. Количество скатов определяется формой периметра несущих стен.
Например, если периметр выполнен в форме простого квадрата или прямоугольника, применяется 4 ската. Если периметр несущих стен имеет более сложную конфигурацию, кровля будет многогранная и число скатов составит больше четырёх.
Скаты могут быть одного размера или разноразмерные, главное, чтобы они были симметричными и их верхние части соединялись в одной точке.
Иллюстрации Сфера применения шатровых кровель
Устройство кровельной системы дома. Так как шатровые конструкции характеризуются множеством преимуществ, пирамидальная схема охотно используется при строительстве загородных домов и дач.
Сборка садовых беседок и прочих дворовых крытых конструкций. Из-за того, что инструкция сборки простая, шатровая схема повсеместно применяется при постройке беседок и навесов.
Преимущества:
Универсальность применения. Только шатровая кровля с одинаковым успехом устанавливается на дом с прямоугольным периметром и на постройки с периметром несущих стен в форме круга;
Простота сборки. Несмотря на необычный вид конструкции, строится она не сложнее, чем обычная двускатная крыша. Поэтому вы при желании справитесь со строительством самостоятельно;
Интенсивный сход снега. Даже при уклоне ската в 20°, снег с шатровой кровли будет сходить интенсивно. А значит, вам не придется своими руками расчищать снег, чтобы уменьшить механическую нагрузку на скаты;
Лучшая аэродинамика кровли в сравнении с другими конструкциями. Это преимущество особенно актуально в районах с высокой ветровой нагрузкой. Ветер со всех сторон обдувает шатер, не оказывая чрезмерной механической нагрузки, что во многом объясняется отсутствием вертикально расположенных фронтонов;
Внешнее привлекательный дизайн кровли. Шатровая крыша, как пирамидальная, так и трапециевидная, со всех сторон смотрится одинаково и это выгодно ее отличает на фоне других более традиционных конструкций.
Недостатки:
Ограниченное чердачное пространство. Если под ломаной кровлей можно устроить полноценную мансарду, то стропильная система шатра делает чердак малоприспособленным для устройства жилого помещения. Поэтому, если вам необходимо дополнительное жизненное пространство, подумайте об этом до того, как построить шатровую крышу;
Отсутствие фронтона и как результат высокая цена остекления. Если всё-таки решите устраивать жилое помещение внутри шатра, имейте виду что из-за отсутствия фронтона остекление придётся устанавливать непосредственно в толще кровельного пирога, а это непросто и дорого.
Основные элементы в стропильной системе
Иллюстрации Наименование элемента и его назначение
Коньковый узел. В обычных кровлях функцию конькового узла выполняет продольная балка.
В случае с шатром на вертикальной стойке посредством крепежных метизов воедино сводятся торцы накосных стропил.
Учитывая, что все элементы конструкции как на фото сводятся воедино, механическая нагрузка на узел будет немалая. Поэтому, вместо обычного гвоздевого крепежа желательно использовать крупные саморезы или резьбовые шпильки с болтами.
Центральная стойка (бабка). Это тот элемент, на котором будет расположен коньковый узел, поэтому стойка в конструкции шатровой кровли — это самый нагруженный элемент.
В легких конструкциях, например, при устройстве беседок, центральная стойка может вообще отсутствовать, так как стропила передают нагрузку прямо на мауэрлат. В кровельной системе дома нагрузка большая, поэтому центральная стойка обязательна.
Мауэрлат. Это брус, который выкладывается на несущих стенах и принимает на себя нагрузку от стропил.
Для системы стропил с фронтоном применяется два мауэрлата. Так как шатер это четырёх и более скатная система, мауэрлат укладывается по периметру несущих стен.
Торцы брусьев соединяются между собой в полдерева или в лапу.
Накосные стропила (стропильные ноги). Это балки, которые устанавливаются по краям ската. То есть, в каждом треугольном скате есть две стропильные ноги, которые одним концом крепятся на коньковом узле, а другим концом — на мауэрлате.
Центральные стропила. Это балка, которая устанавливается между двух накосных стропильных ног и верхним краем крепится на коньковом узле, а нижним — на мауэрлате.
То есть, если скат — это равносторонний треугольник, то линия центральных стропил будет биссектрисой. Функция этого элемента уменьшение нагрузки на скат.
Нарожники. Это балки, которые устанавливаются в промежуток между центральными и наклонными стропилами. В стандартных шатрах нарожники располагаются параллельно центральным стропилам.
Нарожники применяются на скатах с большой площадью. В небольших кровлях на беседках в накожниках нет необходимости
.
Затяжки (ригели). Ригель скрепляет в верхней части накосные и центральные стропила, обеспечивая скату дополнительную жёсткость. Ригели устанавливаются по всем четырем скатам и объединяются по торцам между собой.
Стяжки. Это горизонтальные балки, которые соединяют между собой нижние края противоположных стропил. Чтобы конструкция была максимально жесткой, стяжки проходят через лежень и фиксируются на нем.
Стяжки устанавливаются только в одном направлении, в итоге соединяются стропила на двух противоположных скатах.
Стойки. Это вертикальные балки (распорки), которые одним концом закреплены на стропилах, а другим — на стяжках. Распорки могут устанавливаться вертикально и диагонально.
Лежень. Это брус, установленный параллельно двум мауэрлатам. Если лежень один, то он устанавливается ровно по центру.
Часто лежень укладывается на внутреннюю стену. На этот брус упирается центральная балка, которая формирует шатер и на нем же крепятся стяжки.
На рисунке показаны основные параметры, на которые нужно обратить внимание при расчете стропильной системы
Рекомендации по расчету и устройству стропильной системы:
Если длина стропил не превышает 3 м, между ними выдерживается шаг 1-1,3 м. Если длина балок превышает 3 м, шаг между стропил увеличивается до 1,5 м.
Независимо от того, какая длина стропил внесена в чертежи, не рекомендуется выбирать шаг больше 1,5 м.
Угол наклона скатов шатра крытого керамической черепицей составляет 30°, крытого шифером — от 20 до 60°.
Угол скатов крытых битумной черепицей или рулонными материалами составляет от 10 до 30°.
Для устойчивости к снеговой нагрузке оптимальным вариантом является высота стропильной системы, равная половине длины дома.
Размер кровельного свеса в идеале должен составлять десятую часть длины несущей стены, по которой уложен мауэрлат.
Для изготовления мауэрлата и лежня применяется брус твердых пород с сечением 250×150 мм.
Для изготовления стропил и стоек применяется брус или доска с шириной не менее 100 мм.
Все соединения в стропильной системе выполняются посредством перфорированных металлических пластин, резьбовых шпилек с гайками и крупных саморезов.
Конструкция кровельного пирога
Схематичное изображение холодной кровли слева и тёплой — справа
Особой разницы между пирогом обычных крыш и пирогом шатровой крыши нет. Вы должны решить, какой будет крыша теплой или холодной:
Если конструкция будет теплой, в промежуток между стропил закладывается утеплитель и пароизоляция, сверху и снизу набивается обрешётка и укладывается кровельный материал;
Если конструкция будет холодной, теплоизоляция выкладывается на перекрытии, тогда как скаты остаются неутеплёнными.
Подведём итоги
Теперь вы знаете, что такое шатровая крыша, каковы ее конструктивные особенности и по какому принципу она строится. С дополнительными материалами можно ознакомиться, посмотрев видео в этой статье. Если остались вопросы, задавайте их в комментариях.
Шатровая крыша своими руками: чертежи, расчёт стропильной системы
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.
Классическая шатровая крыша
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.
Двухуровневая шатровая крыша
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.
Шестискатная крыша
Стропила крыши из восьми пологих скатов
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.
Геометрическое изображение шатровой крыши
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.
Наслонные стропила, усиленные ригелями
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.
Свесы с кобылками
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.
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 объём пиломатериалов на два ската, м³ кол-во в полускате AM, м длины в полускате, м объём пиломатериалов на два ската, м³
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.
Карнизный свес
Примем длину свеса (DC) равной 0,5 м. Для определения площади ската снова воспользуемся знаниями о свойствах подобных треугольников:
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 м² — для короткой стороны
S = (10,006 ∙ 4,972) / 2 = 24,88 м² — для длинной стороны
Общая площадь кровельного материала:
2 (23,9 + 24,88) = 97,56 м².
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.
рмнт.ру