Контакты
Главная / Фасадные панели

Стропильная система шатровой крыши: подробное описание двух вариантов строительства. Шатровая крыша: конструкция, расчёт, чертежи, пошаговое руководство Шатровая крыша своими руками

Шатровые крыши на домах привлекают внимание издалека. Лаконичность формы и кажущаяся простота крыши подкупает, поэтому возникающее желание сделать подобную крышу естественно. Что для строительства необходимо предусмотреть и как правильно возвести крышу.

Шатер или вальмовая крыша

Наиболее экономичным вариантом крыши частного дома, с точки зрения экономии материалов для строительства, является шатровая крыша. Скаты крыши выполнены в виде равнобедренных треугольников, образующих общую вершину, основанием крыши является квадрат.

Крыша в виде шатра является разновидностью четырехскатной крыши.

Кстати, другое название шатровой крыши это вальмовая крыша. Основанием вальмовой крыши является также прямоугольник, две боковые грани треугольные, а две остальные представляют трапецию.

Безупречная симметрия скатов и стропильной системы крыши требует точного расчета и скоординированности действий при ее возведении самостоятельно. Для того, чтобы смастерить такую крышу, необходимо изучить особенности ее конструкции.

Конструкции шатровых крыш

Основными элементами стропильной системы крыши в виде шатра являются:

Диагональные стропила, расположенные по углам каркаса крыши

Опорная балка мауэрлат, служащая опорой концов стропил

Укороченные стропила или нарожники, прикрепленные к накосным стропилам

Опоры подкосы

Дополнительные опоры (прогоны, ригели и лежни), создающие дополнительную жесткость крыше.

Тем не менее, сложное расположение элементов шатровой крыши и стропила создают востребованную устойчивую систему, которую используют при строительстве загородных домов. Естественно, для сооружения шатровой крыши требуется расчет, формулы которого основаны на тривиальных способах расчета треугольников.

Расчет шатровой крыши

Целью расчета шатровой крыши является нахождение объема материалов, необходимых для ее возведения (кровельный, подкровельный материал),

обрешетка и устройства стропильной системы по заданным параметрам. Кроме объемных параметров, производят расчет угла наклона ската и динамическую прочность всей системы.

Безусловно, по количеству параметров расчет достаточно объемен и сложен, поэтому рекомендуется воспользоваться он-лайн калькулятором.

В результате расчета будут получены следующие данные:

Углы наклона стропил боковых

Общая площадь поверхности кровли (с учетом свесов)

Длины диагональных, боковых и накосных стропил

Количество необходимых стропил для устройства системы

Объемы бруса для стропил (м3)

Количество рядов обрешетки.

Полученных данных достаточно для возведения шатровой крыши своими руками.

Возводим шатровую крышу

Сооружение шатровой крыши рекомендуется начинать с малых архитектурных форм, например, крыши открытой беседки или гаража. Отличный повод для изучения технологии возведения крыши и последующего усовершенствования полученных навыков в работе!

каркас

Каркас шатровой крыши имеет классически простую конструкцию и состоит из 4-х диагональных стропил и 8-и подкосов (по 2 подкоса на каждое стропило).

Монтаж крыши начинают с возведения каркаса. Необходимо помнить, что для деревянных домов каркас будет опираться на верхние венцы, для кирпичных домов и домов из пенобетона на мауэрлат.

установка мауэрлата и опорных брусьев

Существуют такие способы крепления мауэрлата:

С применением проволоки из стали

Используя строительные шпильки

С помощью анкерных болтов.

Крепление мауэрлата с применением проволоки производят путем закладки кусков стальной проволоки на расстоянии 20-30 мм. После высыхания кладки проволокой обвивают брус и закрепляют ее концы.

Строительные шпильки для крепления имеют Г-образную форму и максимальную глубину погружения в бетонную подушку до 450 мм. Для установки шпилек мауэрлат размечают и сверлят отверстия для установки. Затем шпильки устанавливают по месту и закручивают гайкой.

Полезные советы

Независимо от выбранного способа крепления мауэрлата при установке крепежа необходимо учитывать наличие гидроизоляционного слоя. Материал гидроизоляции прокалывают перед введением шпилек. После заливки бетоном необходимо прочистить резьбу шпилек до того, пока бетон не застыл.

Крепление мауэрлата с помощью анкерных болтов производят непосредственно в армопояс перед заливкой. Для разметки отверстий под анкерные болты подготавливают доску и размечают на ней места установки. Затем доску прикладывают к грани мауэрлата и высверливают отверстия согласно разметке. Подготовленный мауэрлат надевают на болты, подкладывают шайбу и закручивают гайку.

монтаж стропильной системы

Выровняв мауэрлат по периметру, можно переходить к установке стропильной системы – диагональных стропил, который располагают по диагоналям шатровой крыши. Для справки: основная нагрузка стропильной системы шатровой крыши приходится именно на диагональные стропила. Диагональные балки имеют значительную длину и соответственно вес.

Монтаж диагональных стропил производят по расчетной распорной или безраспорной схеме, по которой стропильная нога диагональной балки может упираться в мауэрлат или балку. Угол наклона диагональных стропил может составлять до 23°. Вторая пара диагональных стропил устанавливается аналогичным образом. После установки длинных диагональных стропил к ним примыкают по два коротких подкоса.

При работе может возникнуть необходимость стесывания верхней пласти накосной стропилы, которую требуется уложить на ребре под углом. Пласть, расположенную в ендове, стесывают желобком. Это позволяет проще производить укладку обрешетки.

Полезные советы

Согласно выбранному проекту все сопутствующие операции при возведении шатровой крыши – возведение обрешетки, устройство ендовы, обрамления труб и проемов производят при монтаже стропильной системы. Строгое соблюдение технологии возведения обеспечит хороший результат.

Выбор крепежа для возведения шатровой крыши

Выбору крепежа для возведения крыши необходимо уделить особое внимание.

Для соединения элементов стропильной системы будет задействован следующий металлический крепеж:

Перфорированные пластины зубчатые и гвоздевые

Скобы, хомуты, шурупы и гвозди

Уголки стальные перфорированные

Салазки и ползунки для крепления стропил.

Кроме того, могут потребоваться деревянные изделия:

Нагели и пластины

Треугольники бруски

Накладки при создании шипового соединения.

По большому счёту, шатровая крыша (см. фото) – это та же вальмовая крыша, в которой длина конька равна нулю, т.е. конька нет, и все угловые стропила сходятся в одной точке. Чаще всего её возводят на домах, коробка которых представляет из себя квадрат.

Давайте рассмотрим один пример такой крыши. Стропила у нас будут опираться на балки перекрытия. Допустим, мы имеем коробку дома размером 10х10 метров с несущей перегородкой посередине.

ШАГ 1: Устанавливаем мауэрлаты, балки перекрытия и выноса (см. рис.1). Балки перекрытия и выноса ставим, начиная от середины, т.е. сначала центральные, а потом от них влево-вправо остальные с рассчитанным шагом.

Рисунок 1

Мы видим, что крайние балки перекрытия и крайние выноса находятся от угла дома на одинаковом расстоянии. Как мы уже говорили в статье, расстояние это желательно брать не меньше 0,8-1 метра.

ШАГ 2: Посередине будущей крыши устанавливаем центральную стойку из бруса 150х150 мм. Высоту её определяем из предварительного эскиза крыши, выполненного на бумаге. Стойку фиксируем строго вертикально при помощи двух временных укосин (см. рис.2). После того, как мы в следующем шаге установим центральные стропила, укосины можно будет убирать. На последующих рисунках они не показаны.

Рисунок 2

ШАГ 3: Изготавливаем и устанавливаем четыре центральных стропила скатов.

Как размечаются стропила, показано на рис. 3

Рисунок 3

Таким образом мы делаем все четыре центральных стропила скатов и устанавливаем их (см. рис.4):

Рисунок 4

Вверху между собой их можно сшить либо гвоздями, либо при помощи металлических уголков, как показано на рисунке.

ШАГ 4: Пришиваем ветровые доски и устанавливаем угловые выноса (см. рис. 5). Как делать угловые выноса также подробно описано в статье о вальмовой крыше (ссылка выше):

Рисунок 5

ШАГ 5: Изготавливаем и устанавливаем угловые стропила.

Для этого в первую очередь натягиваем шнурку (см. рис. 6):

Сейчас я хочу показать способ, который мы всегда используем при установке угловых стропил длиной более 6 метров (когда их приходится наращивать). В первую очередь мы берём две доски по 6 метров. У одной делаем только нижний запил, у другой только верхний. Затем ставим эти две доски, сшивая их между собой гвоздями прямо по месту. Также сразу ставим под них стойку (см. рис.7):

Рисунок 7

Теперь рулеткой замеряем длины двух кусков, которых нам не хватает – одного с верхним запилом, другого с нижним. Изготавливаем их и нашиваем на уже стоящие доски.

Таким образом мы делаем все четыре угловые стропила (см. рис.8):

Рисунок 8

ШАГ 6: Добавляем на углы выноса, которых не хватает, и при необходимости ставим под стропила стойки (см. рис.9):

Рисунок 9

Необходимость установки стоек определяется расчётом, в зависимости от размеров крыши и снеговых нагрузок. Стойки желательнее упирать на несущие перегородки, либо ставить подкосы. Возможность установки стоек на балки перекрытия также проверяется расчётом. Об этом мы говорили в статье . При этом всегда старайтесь по возможности смещать стойки ближе к несущим стенам, чтобы уменьшить нагрузку на балки.

ШАГ 7: Изготавливаем и устанавливаем все нарожники (см. рис.10). Порядок изготовления нарожников показан

Рисунок 10

Под нарожники, опирающиеся на выноса, над мауэрлатом ставим небольшие подпорки.

После этого нам остаётся подшить карнизы снизу и сделать обрешётку.

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 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.

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 входят следующие основные элементы:


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:


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:


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:


Некоторые элементы 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 является довольно популярной конструкцией на сегодняшний день. Строительство собственного дома на приусадебной территории или в деревне предполагает монтаж крыши определенной формы, выбирать которую нужно исходя из личных предпочтений.

Шатровая кровля считается классическим вариантом скатной крыши, устойчивой к ветру и снегу.

Конструкция вальмовой крыши напоминает шатер. Следует знать, что установку подобной крыши можно выполнить и самостоятельно. Для этого надо будет произвести правильный расчет. Важно иметь хотя бы малейшее представление о конструкции стропил частного дома. Кровля закрепляется так же, как и на других крышах.

Схема каркасной конструкции шатровой кровли изображена на рис. 1.

Шатровая крыша может иметь множество скатов или быть круглой, важно лишь соблюдать симметрию. По внешнему виду конструкция напоминает шатер. У таких изделий нет фронтонов, что дает возможность существенно сэкономить на материалах в процессе строительных работ.

Преимущества и недостатки шатровой крыши

Если есть желание, шатровую крышу своими руками можно сделать на любом здании. Однако предпочтительным вариантом является тот, когда основание частного дома выполняется в форме квадрата.

Основным преимуществом четырехскатной крыши подобного типа является аэродинамика, которая способна защитить здание от постоянных ветров. Потоки воздуха будут уходить по скатам, не нанося вреда и не попадая в помещение чердака.

Рисунок 1. Схема каркасной конструкции шатровой кровли: 1 — угловое стропило; 2 — короткие стропила; 3 -коньковый брус; 4 — центральные промежуточные стропила; 5 — промежуточные стропила.

Существенными недостатками являются следующие:

  1. Сложная каркасная конструкция.
  2. Небольшие размеры мансард. Площадь равняется площади потолка, однако полезный объем небольшой.

Стандартная шатровая крыша являет собой пирамиду с основанием прямоугольной или квадратной формы. В первом случае предусматривается монтаж 4 треугольных скатов, а во втором — 2 треугольных и 2 трапециевидных. Все скаты могут опираться на стенки частного дома или выходить за их пределы.

Схема крыши частного дома проста, ее расчет можно выполнить несколькими способами. Шатровая кровля сооружается с использованием таблицы Пифагора. Расчет площади скатов и вальм выполнить очень просто, однако на расчет размещения накосных стропильных ног уйдет много времени.

Прежде всего понадобится самостоятельно собрать каркасную конструкцию. После этого выполняется монтаж четырехскатной или двускатной кровли. Следует знать, что устройство системы стропил в этом случае будет непростым.

Вернуться к оглавлению

Нюансы, которые следует учитывать

Чтобы изготовление крыши было выполнено правильно, нужно соблюдать такие правила:

  1. В процессе сооружения коньковой системы и стропил следует использовать одну и ту же породу дерева.
  2. Промежуточные рейки должны иметь сильный уклон, поэтому их минимальный размер составляет 150х50 мм.
  3. Элементы небольшой длины закрепляются к деталям стропил, которые размещаются по углам. К коньковой рейке крепить короткие детали не допускается.
  4. В конструкции нужно использовать промежуточные стропильные ноги, которые размещаются в центральной части изделия. Они крепятся на коньковой рейке.
  5. Данные элементы обязательно нужно упереть в верхнюю часть обвязки и в коньковую рейку. Чтобы выполнить установку самостоятельно, понадобится представить себе каркасную конструкцию и подготовить чертеж.

Важно учитывать и следующие нюансы:

  1. Конек должен быть несущей осью.
  2. В качестве силовых компонентов стропильной системы будут использоваться накосные рейки, одна часть которых должна выступать за пределы частного дома, а другая — закрепляться на коньке.
  3. Центральные стропильные ноги нужно зафиксировать на концах конька и вывести на все стенки.
  4. От конька должны отходить промежуточные стропильные ноги.

Элементы, которые надо подготовить для того, чтобы соорудить шатровую крышу своими руками:

  • лобзик;
  • молоток;
  • саморезы;
  • дрель;
  • бруски и рейки;
  • кровельный материал;
  • скобы из металла (можно изготовить самостоятельно из прутка 9-10 мм).

Вернуться к оглавлению

Последовательность действий по изготовлению шатровой крыши

Устанавливать крышу нужно до монтажа потолка. Прежде всего по периметру здания (поверх стенок) следует уложить брус для того, чтобы распределять вес по всему основанию. В качестве бруса можно использовать балку из дерева или металла. Элемент называется мауэрлатом. Его можно закрепить специальными шпильками. Далее нужно выполнить такие действия:

  1. Первым делом размечается ось по верхней обвязке. Размечать нужно с торцевой части здания.
  2. Далее нужно рассчитать ½ толщины коньковой рейки и отметить место монтажа начального элемента системы стропил.
  3. После этого планку для замера надо приложить к отмеченной линии и разметить место монтажа промежуточной стропильной ноги.
  4. Размещение остальных элементов стропил нужно рассчитывать путем передвижения планки по боковой стенке и разметки местоположения каждой стропильной ноги.
  5. Действия нужно повторить с другими углами.

В процессе подготовки шатровой крыши своими руками надо использовать несколько типов ферм. Это скаты обыкновенной фермы, которые скрепляются в коньке. Дополнительно можно использовать боковые треугольные стропильные ноги. При их установке нужно уделить внимание отсутствию расхождений по длине и наклону данных деталей. Их надо четко выверить для всех сторон. Длину свеса следует выбирать исходя из особенностей постройки. Максимальное значение — 1 м.

Чтобы повысить прочность шатрового сооружения, при установке можно использовать поперечную балку, которая укрепляет центральную стропильную систему.