Шатровая крыша, как сделать шатровую крышу своими руками, полезные советы. Шатровая крыша Шатровая крыша плюсы и минусы

Шатровые кровли обладают всеми преимуществами кровельных конструкций с четырьмя скатными плоскостями. Они хорошо противостоят всем атакам окружающей среды, и очень экономичны. Однако, стропильные системы шатровых крыш обустраиваются с использованием особых требований и приемов строительства. Их необходимо знать начинающим строителям, которые хотят возвести такую крышу самостоятельно.

Особенности стропильных систем шатровых крыш

Шатровые крыши еще называют «кровля конвертом», которая отображает их конфигурацию на чертежах. Для возведения шатрового каркаса используются технологии обустройства крыш с четырьмя скатными поверхностями, но с соблюдением определенной собственной специфики. У таких крыш полностью отсутствует коньковый верхний брус и фронтоны. Функционально коньковый брус заменен центральным столбом (опорой), в верхней части которой все основные опорные детали стропиловочной системы сходятся.

Геометрически шатровая кровля состоит из 4 или большего количества равнобедренных треугольных плоскостей. Нижние части этих плоскостей опираются на стенки через брусья/бревна мауэрлата. Вершины либо упираются в центральный столб (опору), либо друг в друга.

Типы конструкций стропильных систем шатровых крыш — схемы

Как и для обычных крыш с одной/двумя скатными плоскостями, для возведения шатрового каркаса применяется 2 типа стропилин:

• наслонные – которые используют 2 надежные опоры в верхней и нижней своих частях. Использование таких стропилин возможно, если в построенном домостроении имеется внутренняя стенка, на которой устанавливается центральный опорный брус. Вместо стенки, в любых строениях может быть установлен опорный столб, который опирается нижней частью на чердачные/подвальные плиты перекрытия из железобетона;
• висячие – использующие только опору в нижней их части. Такие стропилины устанавливают, когда у строения отсутствует внутренняя опорная стенка, а размещение опорного столба по центру невозможно.

Важно: выбор вида стропилин — наслонных или висячих, определяет последующая технология монтажа других элементов стропиловочной системы.

Наслонная технология монтажа стропилин в стропильных системах шатровых крыш применяется чаще. Висячая конструкция — более сложная для обустройства и ее неудобно ремонтировать, так как часть ее деталей взаимозависима, и при замене поврежденных деталей нужно демонтировать неповрежденные элементы.

Стропилины шатровой кровли: укороченные и диагональные

Угловые части домостроения и верхняя часть кровли шатрового типа соединяются накосными/диагональными стропилинами – обязательной деталью крыш с четырьмя скатными плоскостями. Они являются самыми протяженными и нагруженные детали такой стропиловочной конструкции. Затем на них опираются укороченные стропилины, называющиеся - нарожники. Эти элементы формируют треугольные поверхности скатов у такой кровли - вальмы. Когда протяженность диагональной стропилины превышает 4,5 м, ее изготавливают из 2 досок, сшиваемых 1 м отрезком такого же, как и сами стропилины, деревянного стройматериала. Доска, из которой будет строиться стропиловочный каркас утепленной кровли, должна иметь достаточную ширину, с учетом будущего вентзазора 3 см. Он формируется верхней скатной поверхностью стропиловочной системы и теплоизолирующими элементами. Когда имеющиеся в продаже стройматериалы не обеспечивают получение нужного вентзазора, тогда к наружным частям стропилин прикрепляют брусочную контробрешеточную конструкцию.

Дополнительные опорные части накосных деталей

Для повышения прочности каркаса шатровой кровли и предотвращения провисание очень протяженных накосных стропилин, под ними размещают дополнительные опорные детали. Вид и количество таких дополнительных опор прямо зависит от протяженности пролета, перекрытого диагональной стропилиной:

• для длины 7,5 м и меньше, жесткость стропилине диагонального типа будет обеспечивать подкос, размещаемый наверху пролета;
• при длине 7,5-9 м размещается подкос, а внизу стропилины размещается опора-дополнение;
• для длины более 9 м в центральной части стропилины размещается третья опора. Ее, по нормативам, можно упирать только в железобетонные плиты перекрытия.

Подкосы размещают под углом с произвольным значением в диапазоне 45-53 градусов.

Важно: шпренгели (и фермы) стойки размещаются только в вертикальном положении.

Крепление верхней части стропилин

Стропильные системы шатровых крыш не используют коньки или коньковые прогоны. Чаще центральные стропилины или диагональные с помощью врубок опирают на опорный центральный столб. У этого единственного опорного элемента такого шатра, расположенного вверху конструкции, имеется 3 способа установки:

При таком типе крепежа на бруски мауэрлата передается нагрузка на распор. Потому все вальмы оборудуются ригелем-стяжкой.

Особенности монтажа нарожников

Нижнее место прикрепления укороченных стропил (называемых нарожники), формируется аналогично с местами крепежа центральных вальмовых стропилин . Верхнее крепление к диагональным элементам осуществляется несколькими способами:

• с помощью врубки в брусок, который применяется для создания накосной стропилины.
• путем опирания на закрепленный на протяжении самого нижнего края диагонали дополнительный брусок.
• путем прибивания 8,2 см гвоздями, когда к укороченным стропилинам нет дополнительных требований по прочности.

А самым удачным считается крепление через опорный брус, который прикреплен заподлицо с нижней стороной накоса. При таком креплении не страдают показатели прочности диагональной стропилины, и установка нарожников будет выполняться быстрей. Кроме этого, в ходе такого варианта монтажа нет необходимости соблюдать разбежку для укороченных стропилин при их разметке и закреплении. А при креплении с помощью врубок, верхушкам нарожников нельзя сойтись в одной точке.

Шаг для монтажа у стандартных и укороченных стропил для теплоизолированной кровли должен совпадать со значением ширины теплоизолятора. Когда верхушки стропилин прикрепляются врубками/гвоздями возможно изменение шага между стропилинами, чтобы сместить верхушки соседних скатных плоскостей по отношению друг к другу.

Этапы возведения шатровой кровли

На первоначальном этапе строительства возведения стропильной системы шатровой крыши подготавливается основание — мауэрлат. Для этих целей монтируются детали мауэрлата, размещаются балки перекрытий.

Последние элементы формируют затем кровельные свесы, направленные к балкам. Балки, функционирующие как вынос и перекрытие, размещают от центра – начинают с установки центральной, а затем от нее размещаются с установленным шагом остальные балки.

Для бетонных стенок, поверх формируется армпояс, к которому прикрепляется сам мауэрлат. На следующем этапе устанавливается несущая опора стропиловочной конструкции, центральные стропилины и угловые:

По центру перекрытия устанавливается стойка, изготовленная из бруса сечением не менее чем 15 см, с обязательной проверкой правильности ее установки с помощью отвеса;

Размещаются центральные стропила, вверху к стойке и внизу — к брусу мауэрлата — они прикрепляются металлическими уголками;

От узла стойки к углам основания протягиваются шнуры, а затем уже по ним устанавливают накосы. После завершения монтажа диагональных стропилин начинают установку опорных стоек.

По окончания установки и закрепления опорных стоек, изготавливают и устанавливают нарожники.

Эти элементы заполняют пространство, расположенное между центральными стропилинами и диагональными, что обеспечивает жесткую основу скатным плоскостям шатровой кровли. Нарожники размещаются параллельно к центральным стропилинам.

Верх нарожников крепится в накосные стропилины, а нижняя часть закрепляется на выносах/балках. По мере перемещения к углам стропиловочной конструкции длина нарожников уменьшается.

Под нарожниками размещаются подпорки.

Когда стропильные системы шатровых крыш смонтированы на своем месте, на них размещается обрешеточная конструкция, осуществляются теплоизолирующие работы и укладывается кровельное покрытие.

Стропильные системы шатровых крыш — видео

Некоторым хозяевам загородного жилья кажется чересчур банальной и неинтересной, и они начинают поиски более оригинальных вариантов. К числу таких можно отнести шатровую конструкцию, чрезвычайно интересно смотрящуюся внешне, как будто сошедшую с иллюстраций к учебнику по истории или к книге детских сказок.

Несмотря на кажущуюся простоту, стропильная система шатровой крыши является одной из наиболее сложной в возведении. Браться за строительство такого сооружения самостоятельно, не имея опыта подобных работ – будет очень рискованно. Однако для тех, кто желает остановить свой выбор именно на такой конструкции, будет полезно получить информацию по строению системы, основным ее составляющим, по проведению базовых расчетов. Именно в таком контексте и будет построена настоящая публикация. Надеемся, что она поможет разобраться в нюансах шатровой стропильной системы, реально оценить ее сложность и возможность проведения самостоятельного монтажа.

Что из себя представляет шатровая стропильная система?

По сути, шатровая крыша геометрически представляет собой «классическую» пирамиду, то есть фигуру с многоугольником в основании и гранями, являющиеся равнобедренными треугольниками, сходящимися в единой вершине.

В частном строительстве чаще всего применяется пирамида с основанием в виде четырехугольника, хотя для пристроек (башенки, эркеры и т.п.) или легких садовых построек (беседок) практикуется возведение более сложных конструкций, у которых в основании может лежать и правильный шести- или восьмиугольник (иногда даже и больше).

В данной публикации акцент будет сделан все же на четырёхскатную шатровую крышу. Здесь тоже возможны вариации. «Классикой» считается пирамидальная конструкция, опирающаяся на основание-квадрат, с вершиной, находящейся на перпендикуляре, проходящем через точку пересечения диагоналей основания. В этом случае все четыре ската будут представлять собой абсолютно конгруэнтные треугольники, расположенные под одинаковым углом наклона.

На рисунке-схеме показана пирамида с квадратом в основании – именно ее и будем рассматривать в дальнейшем. К этому чертежу придётся не раз возвращаться по ходу изложения.

Вполне возможно использовать шатровую схему и на прямоугольном здании, у которого длина превышает ширину. Однако, на практике такое применяется нечасто – ввиду ненужного усложнения и расчетов, и монтажа. При подобном варианте скаты, опирающиеся на более короткую стену, становятся длиннее и имеют меньший угол наклона к горизонту, то есть и внешние нагрузки для них уже приходится рассчитывать индивидуально. Для прямоугольных оснований куда больше подойдет – она во многом схожа с шатровой, но лучше адаптирована именно к таким условиям.

Шатровая форма крыши дает немало значимых преимуществ:

• Дом с такой крышей очень выигрышно выделяется на фоне стандартных двухскатных кровель, обладая своеобразной привлекательностью.
• По своим аэродинамическим качествам, то есть по способности противостоять ветровой нагрузке, особенно при шквалистых или даже ураганных порывах, она среди скатных крыш, пожалуй, не имеет равных. Причем сведена к минимуму подъемная составляющая ветровой нагрузки – усилия, пытающегося сорвать кровлю вверх.
• Уникальная пирамидальная форма способствует равномерному распределению всех внешних и внутренних нагрузок на систему крыши и здания в целом.
• При правильном утеплении скатов кровли, такая крыша – оптимальное решение с точки зрения энергосбережения.
• При оптимальном выборе крутизны скатов кровли не будет особых проблем и со .

Недостатком, помимо определенной сложности конструкции, можно назвать то, что четыре одинаковых ската серьезно «съедают» объем чердачного помещения, что осложняет организацию в нем «обитаемой» площади. Чтобы создать жилую мансарду, приходится резко увеличивать крутизну кровли и прибегать к «врезке» дополнительных окон и надстроек. Понятно, что браться самостоятельно за расчет и возведение столь сложной конструкции – просто бессмысленно, так как здесь требуется высокопрофессиональное архитектурное проектирование и монтаж.

Основные элементы шатровой стропильной системы

Рассмотрим базовое строение стропильной системы шатровой крыши. Для этого вначале возьмем совершенно абстрактный дом, стены которого образуют квадрат, и попробуем примерить к нему такую кровлю.

В контексте данной статьи нас не особо интересуют кровля и стены. Скроем их из виду, чтобы остаться «один на один» уже с, собственно, самой конструкцией стропильной системы. Ну а затем рассмотрим ее по деталям.

Стены скрыты из вида, но оставлен мауэрлат (поз. 1). Это – мощный брус, который поясом закреплен по верхнему торцу стен – именно на него будут упираться все стропила. В отличие, например, от двускатной крыши, в нашем случае должен представлять собой обязательно замкнутую раму, жестко связанную – от этого напрямую зависит прочность и стабильность всей стропильной конструкции.

От углов мауэрлата вверх к центру, к коньковому узлу (поз. 3), сходятся ребра пирамиды – их роль выполняют накосные стропила (поз. 2). Это – самые длинные и наиболее нагруженные изо всех остальных стропильных ног, и обычно для их изготовления применяется наиболее «мощный» пиломатериал — об этом будет рассказано ниже. На чертеже пирамиды они соответствуют отрезкам [КА], [КВ], [КС] и [КD]. Длина наслонного стропила на той же схеме обозначена Lн.

От центра каждой стороны к тому же коньковому узлу проходят центральные стропила (поз. 4). Они определяют высоту равнобедренного треугольника каждого ската. На чертеже – это, например, отрезок [КЕ] (длина стропила – Lц). В геометрии для обозначения этого элемента пирамиды имеешься отдельное наименование – апофема.

Наконец, от каждой накосной стропильной ноги в обе стороны к мауэрлату отходят укороченные стропила или нарожники (поз. 5), установленные с определенным шагом. Их количество будет зависеть от общих размеров всей системы.

Кстати, нередко для того, чтобы не «перегружать» соединениями коньковый узел, отказываются от установки центральных стропил, и монтируют только нарожники, размещая их симметрично апофеме.

На данной схеме показан вариант, в котором все без исключения стропила, начиная от накосных и кончая самым коротким нарожником, выполнены с выступом за пределы мауэрлата – для создания необходимого карнизного свеса. Но в дальнейшем все расчеты будут проводиться для «чистой» длины – от конькового узда до мауэрлата, а величина удлинения будет просчитываться отдельно, в зависимости от планируемой ширины свеса и угла крутизны ската.

крепление для стропил

Очень часто так и поступают – мощный стропильный брус заканчивается на мауэрлате, а карнизный свет обеспечивается наращиванием длины за счет специальных деталей – кобылок из более тонких досок. Это позволяет достичь немалой экономии на пиломатериалах.

На схеме была приведена одна из самых простых схем, когда накосные стропила выполнены по висячей схеме, и полностью сбалансированы. Скажем честно – такое очень редко встречается в реальности. На практике приходится прибегать к установке дополнительных, усиливающих элементов, которые обеспечивают прочность и стабильность конструкции стропильной системы.

Во-первых, стропила могут быть установлены по наслонной системе, то есть с опорой на центральную стойку. Стойка же может упираться на капитальную внутреннюю стену (если есть такая возможность), или на уложенный по центру лежень – мощный брус, опирающийся на противоположные внешние стены здания.

1 – накосные стропила;

2 – центральная стойка (бабка);

3 – затяжки (ригели).

Кстати, при возведении лёгких построек, например, беседок, иногда центральная стойка располагается по всей высоте, от фундамента (пола) и до конькового узла, и служит своеобразным предметом «интерьера».

Еще один вариант – основанием для стойки являются горизонтальные затяжки (ригели) соединяющие противоположные стропила. Эти затяжки могут располагаться внизу, ближе к , или примерно посередине высоты «пирамиды». Иногда такие ригели служат основанием для подшивки крыши чердачного помещения.

На рисунке показан пример, когда накосные стропильные ноги (поз. 1) по диагонали связаны затяжками (поз. 5). На пересечении затяжек смонтирована центральная опора (поз. 4). Все стропила, в том числе и центральные (поз. 2) соединены на опоре (бабке), образуя тем самым коньковый узел (поз. 3).

Часто центральная стойка вообще не используется. На крышах небольшого размера жесткость конструкции обеспечивается просто надежным скреплением центральных и накосных стропил на мауэрлате и в коньковом узле. В коньке стропила подгоняются друг к другу запилами под определённым углом, а затем это соединение усиливается металлическими накладами. Еще один вариант – используется центральный элемент-вставка, к которому крепятся стропильные ноги.

металлочерепица

Но при больших длинах стропильных нога иногда – и нарожников, они все равно требуют усиления. Для этого могут применяться дополнительные элементы системы.

На данной иллюстрации представлен один из вариантов. По центру квадрата, образованного мауэрлатом (поз. 1) врезан лежень (поз. 2). Как и в обычной схеме – установлены накосные (поз. 3) и центральные (поз. 4) стропила и нарожники (поз. 5).

Снизу накосных стропильных ног укреплены черепные бруски (поз. 6) – они служат для более надежной опоры для установленных нарожников.

И центральные ноги, и нарожники связаны с противолежащими, симметрично им расположенными деталями с помощью стяжек (поз. 7). Стяжки нижнего ряда, для исключения прогиба по центру, опираются на лежень, а сами одновременно служат опорой для верхнего ряда, перпендикулярного им.

От стяжек к каждой центральной стропильной ноге и к нарожникам идут вертикальные стойки (поз. 8).

Вместо вертикальных стоек (или вместе с ними) могут применяться подкосы – опорные элементы, расположенные под углом к горизонту. Это бывает удобно, когда основную нагрузку необходимо переложить на какую-то одну центральную точку (например, лежень или капитальную перемычку внутри здания), а не распределять ее по затяжке. Подкосы обычно располагают под углом в 45÷60°. Применение они находят, если длина стропильных ног превышает 4,5 метра. Такие дополнительные точки опоры позволяют снизить сечение пиломатериала, идущего на изготовление стропил, то есть и облегчить, и удешевить всю конструкцию системы.

На иллюстрации показано два варианта. Слева – комбинированный, в котором к лежню (поз. 1) закреплены и стойка (поз. 2), и подкосы (поз. 3). На правом рисунке – обошлись без стойки, и в лежень упираются только два подкоса, уходящие вверх, к симметричным стропильным ногам.

На схеме также показаны соединительные детали – металлические нагели (поз. 4) и стальные скобы (поз. 5).

Как уже говорилось, самыми длинными и испытывающими наиболее сосредоточенные нагрузки являются накосные (диагональные) стропильные ноги. Мало того, что обычно они толще других – нередко их приходится дополнительно подпирать, чтобы не допустить прогиба или кручения. Для этого могут применяться такие же подкосы, отходящие от центрального лежня, или специальный узел системы, называемый шпренгельной опорой.

Этот узел представляет собой шпренгельную балку (поз. 9) которая врезается на углу в мауэрлат, и от которой вертикально вверх уходит стойка (поз. 10), подпирающая накосную стропильную ногу. Иногда, на крышах большого размера, приходится устанавливать на просто шпренгель, а шпренгельную ферму, то есть усиливать вертикальную стойку подкосами.

Существуют и другие варианты монтажа и усиления стропильной системы шатровой крыши – многие мастера используют собственные, наработанные и проверенные годами методики. Но базовый принцип все равно сохраняется таким, как было показано выше.

Теперь необходимо рассмотреть блок вопросов, связанных с линейными размерами основных деталей конструкции, с необходимым для их изготовления сечением пиломатериалов, с другими геометрическими параметрами создаваемой системы. Одним словом, необходимо погрузиться в расчеты.

Проведение основных расчетов стропильной системы шатровой крыши

Проведение предлагаемых расчетов поможет хозяевам заранее определиться с основными характеристиками будущей крыши и необходимым количеством материалов. Расчеты должны проводиться в определенной последовательности, так как большинство параметров тесно взаимосвязаны, и, можно сказать, вытекают один из другого.

Высота «пирамиды», угол уклона скатов и планируемое кровельное покрытие шатровой крыши

Эта группа параметров выделена на первое место. Перечисленные характеристики тесно увязаны между собой и будут определяющими для остальных расчетов.

Почему необходимо заранее знать крутизну скатов? Да хотя бы потому, что каждый хозяин заранее видит крышу своего будущего дома, «одетую» в то или иное кровельное покрытие, которое больше ему по душе. А при выборе покрытий, хочешь – не хочешь, а приходится соблюдать определенные требования – у каждого материала есть свои предельно допустимые рамки по минимальному уклону.

То, что уклон зависит от высоты вершины «шатра» (и наоборот), наверное, объяснять не приходится — с ростом одного параметра возрастает и второй. Но только зависимость здесь – не линейная, а тангенциальная. Обратимся к схеме чертежу «пирамиды».

Высота конькового узла обозначена Н – это отрезок . Сама эта вершина в горизонтальной проекции лежит точно посередине любой из сторон квадрата, образующего основание. Получается прямоугольный треугольник КFE , катет которого известен – это половина ширины (длины) здания [АВ]. Угол ската кровли – α . Несложно определить и высоту:

Н = 0.5 × [АВ] × tgα

Это вычисление проще будет произвести при помощи встроенного калькулятора:

Калькулятор взаимосвязи высоты вершины шатровой крыши и угла крутизны кровли

Укажите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать высоту вершины шатровой крыши Н"

Длина (ширина) дома, метров

Планируемый угол уклона ската кровли α (градусов)

Калькулятор позволяет решать как «прямую», так и «обратную» задачи. Например, если изначально планируется определённая высота конькового узла (например, для обустройства того или иного чердачного помещения), то, последовательно варьируя угол наклона, можно найти оптимальный именно для заданного значения высоты.

Ну а когда известны оба значения, уже ничто не помещает определиться и с кровельным покрытием. В таблице ниже приведены минимальные значения углов крутизны для кровель различных типов. Учитывая, что в некоторых источниках крутизна ската измеряется не в градусах, а в процентах или в пропорциях (отношение основания треугольника к высоте), эти показатели указаны тоже.

Минимальная крутизна ската кровли			Тип кровельного покрытия
градусы	пропорциональное соотношение	проценты
9°	1:6,6	15%	Рулонные кровельные битумные покрытия, наклеенные на мастику горячим способом –не менее двух слоев. Отдельные типы профнастила – в соответствии с рекомендациями производителя материала.
10°	1:6	17%	Шифер асбестоцементный волновой, усиленного профиля. Еврошифер – ондулин, при сплошной обрешетке.
11 ÷ 12°	1:5	20%	Черепица битумная мягкая.
14°	1:4	25%	Шифер асбестоцементный плоский, усиленного профиля. Все типы профнастила или металлочерепицы, без ограничений.
16°	1:3,5	29%	Кровля металлическая листовая, с фальцевым соединением
18÷19°	1:3	33%	Все типы волнового асбестоцементного шифера, без ограничений
26÷27°	1:2	50%	Штучное кровельное покрытие – керамическая, цементная, полимербетонная черепица, сланцевые плитки
39°	1:1,25	80%	Натуральные покрытия – щепа, дранка, гонт, камышовые крыши.

Есть нюанс – важный при выборе кровельного покрытия. Дело в том, что треугольная форма скатов больше предрасположена или к штучным, или к мягким рулонным материалам. Дело не в эксплуатационных качествах, а банально – в экономии приобретаемого покрытия. При раскрое листовых материалов (профнастила, шифера, ондулина, металлочерепицы) слишком много излишков уйдет в зарез (в отходы). Впрочем, это дело хозяев – стоимость листовых материалов часто бывает значительно ниже, и этим их применение все же может быть полностью оправдано.

Длина центральных и накосных стропильных ног

Если определена высота вершины, то есть конькового узла, то уже не составит особого труда найти «рабочую длину» стропильных ног, то есть от вершины до соединения с мауэрлатом.

Для начала – центральные стропильные ноги.

Уже упоминалось, что центральные ноги иногда не используются – вместо них с небольшим разбегом от середины симметрично устанавливается пара укороченных стропил-нарожников. Тем не менее, даже в этом случае полученная в результате расчетов величина нам пригодится – и для определения длины этих самых нарожников, и для вычисления общей площади кровли.

Вновь внимание на схему, приведенную в начале публикации. Центральное стропило, по сути, геометрически представляет собой высоту треугольного ската (апофему пирамиды), а также является гипотенузой [КЕ] прямоугольного треугольника КFE . Катеты нам известны – это половина ширины (длины) здания [ AB] и уже рассчитанная высота Н . Ничего не мешает применить теорему Пифагора

Lц = [КЕ] = √([ AB/2]² + H²)

Чтобы не повторяться впоследствии, можно сразу вывести формулу и для определения длины накосного стропила КВ.

Здесь также подойдет теорема Пифагора. Одним из катетов треугольника является та же высота Н , а вторым – гипотенуза другого равностороннего прямоугольного треугольника со сторонами, равными половине длины здания (диагональ квадрата со стороной ).

² = [ AB/2]² + [ AB/2]² = 2×[ AB/2]²

Значит, длина накосного стропила равна:

Lн = = √(2×[ AB/2]² + H²)

Калькулятор расчета длины центральных и накосных стропил шатровой крыши

Введите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать длину стропильной ноги"

Высота конькового узла Н, метров

Длина (ширина) дома, метров

Для какого стропила провести расчет?

Расчет произведен, но он учитывает только лишь «рабочую» длину стропильных ног. Если стропила будут задействованы еще и для формирования карнизного свеса, то им необходимо удлинения на определенную величину ΔL . И она, опять же, будет отличаться для стропил, идущих вдоль ската (центральных ног и нарожников – для них она одинакова), и для диагональных, накосных.

Если же формировать карнизный свес предполагается путем установки кобылок, то расчет потребуется для определения их «рабочей» длины.

черепица

Формула несложна – нам известна планируемая ширина карнизного свеса G и угол уклона ската α . Удлинение будет равно:

ΔL = G / cosα

Это удлинение будет единым для всех центральных стропил и для всех нарожников. Для диагональных (накосных) стропил оно несколько больше – но все это учтено в расположенном ниже калькуляторе:

Калькулятор определения удлинения стропил (рабочей длины кобылок) для формирования карнизного свеса кровли

Укажите запрашиваемые данные и нажмите "Рассчитать удлинение стропила (рабочую длину кобылки)"

Планируемая ширина карнизного свеса G, метров

Угол уклона ската α, градусов

Для какой стопильной ноги рассчитываем?

Общую длину заготовок, которые пойдут на изготовление стропильных ног (в случае, если они формируют карнизный свес), несложно вычислить простым суммированием L + ΔL.

Нагрузка, выпадающая на конструкцию крыши, материал для изготовления стропильных ног и шаг их установки

С длиной центральных и накосных стропильных ног определились. Теперь необходимо разобраться, какого сечения должен быть пиломатериал, идущий на их изготовление. Этот параметр напрямую будет зависеть от нагрузок, впадающих на стропильную систему.

Нагрузки можно разделить на несколько категорий:

• Статические постоянные нагрузки, обусловленные массой самой стропильной системы, обрешетки, кровельного материала, утеплителя, внутренней подшивки скатов.
• Временные нагрузки, самыми выраженными из которых являются снеговая (масса вероятных в данной местности снежных наносов) и ветровая, также с учетом климатических условий региона и особенностей расположения самого строения.
• Временные динамические нагрузки форс-мажорного характера, на случай стихийных бедствий – ураганных ветров, аномальных снегопадов или ливней, сейсмических толчков и других явлений. Предсказать все это – невозможно, поэтому конструкция просто должна обладать достаточным резервом прочности.
• Кроме того, необходимо учитывать и возможную необходимость пребывания на крыше человека – для проведения строительных или ремонтных работ, для очистки снега и т.п.

Стропила для того и необходимы, чтобы выпадающая на крышу нагрузка максимально равномерно распределялась по ним. Понятно, чем чаще они установлены, тем меньшая доля нагрузки придется на каждый погонный метр.

Сечение будет зависеть и еще от одного обстоятельства – длины пролета. Если говорить проще – то это расстояние между двумя точками опоры несущего элемента. Так, стропило может упираться только в коньковый узел и мауэрлат, то есть это будет максимальный пролет, или же иметь дополнительное усиление в виде бабок (стоек) или подкосов – об этом не зря говорилось выше.

Если рассчитать распределенную нагрузку на погонный метр стропила, и знать расстояние между планируемыми точками опоры (длину пролета), то несложно определить требуемое сечение бруса (доски, бревна) которое будет достаточным для такой системы. Для этого можно воспользоваться следующей таблицей:

Расчетная величина распределенной нагрузки на один погонный метр стропильной ноги, кг/м					Оптимальное сечение бруса, доски или бревна для изготовления стропильных ног
75	100	125	150	175	Доска или брус							Бревно
					- толщина доски или бруса, мм							диаметр, мм
					40	50	60	70	80	90	100
Длина пролета стропил между точками опоры, м					- высота доски или бруса, мм
4.5	4	3.5	3	2.5	180	170	160	150	140	130	120	120
5	4.5	4	3.5	3	200	190	180	170	160	150	140	140
5.5	5	4.5	4	3.5	-	210	200	190	180	170	160	160
6	5.5	5	4.5	4	-	-	220	210	200	190	180	180
6.5	6	5.5	5	4.5	-	-	-	230	220	210	200	200
-	6.5	6	5.5	5	-	-	-	-	240	230	220	220

Пояснение по пользованию таблицей:

Например, расчеты показывают, что на погонный метр стропильной ноги придется 150 кг нагрузки, а само стропило будет иметь свободный пролет на самом длинном своем участке (например, между мауэрлатом и подкосом) – 4.5 метра. По этим данным заходим в левую часть таблицы и находим ячейку пересечения этих параметров. Из этой строки, но уже в правой части таблицы, можно выписать все допустимые значения сечения бруса (или диаметра бревна), которые будут отвечать требованиям обеспечения необходимой прочности. В данном примере это доски или брус 60×220, 70×210, 80×200, 90×190, 100×180 или же кругляк диаметром 180 мм.

Теперь осталось выяснить, как же определить распределенную нагрузку. Сама процедура расчетов – достаточно сложная, и вряд ли есть смысл приводить громоздкие формулы, которые могут лишь отпугнуть некоторых читателей. Вместо этого, будет предложен более удобный алгоритм, завязанный на калькулятор, в котором уже учтены все основные соотношения и зависимости, и необходимо лишь правильно ввести запрашиваемые значения.

Калькулятор для определения распределенной нагрузки на стропила

Итак, для расчета калькулятор запросит следующие данные:

• Крутизна ската кровли – от этого непосредственно зависит уровень ветровых и снеговых нагрузок. Очевидно, что сем круче скат, тем меньшее значение будет иметь снеговая нагрузка, но тем больше «парусность», то есть ветровое воздействие. Значение угла ската кровли нам уже известно.
• . Различные материалы серьёзно отличаются и собственной массой, и степенью разреженности обрешетки под них.
• Следующий пункт необходим для учета снеговой нагрузки. Территория страны разделена на зоны по вероятностным объемам выпадающего снега, по данным многолетних метеорологических наблюдений. Значения запрограммированы в калькулятор, а пользователю остается лишь определить номер своей зоны по приложенной карте-схеме:

• Далее – ветровая нагрузка. Для начала следует по сходной методике определить номер зоны для своего региона, по карте-схеме, расположенной ниже:

• Для учета ветрового воздействия только номера зоны по географическому признаку – недостаточно. Необходимо правильно отнести свое строение и к соответствующей зоне, зависящей от особенностей конкретного участка строительства.

В самом калькуляторе будут даны вполне исчерпывающие признаки этого зонирования («А», «Б» или «В»), но необходимо принимать во внимание еще один нюанс. Дело в том, что указанные преграды для ветра могут приниматься в расчет, если они расположены в пределах круга с радиусом, равным 30× h , где h – это планируемая высота возводимого здания в коньке (вершине «шатра»). Например, для дома высотой 6 метров принимаются в расчет те естественные или искусственные преграды для ветра, которые находятся на удалении не более 180 метров.

• Наконец, и сама уже упомянутая высота здания h – также является исходной величиной, необходимой для расчета ветрового воздействия.
• Последним пунктом будет предложно внести планируемый шаг установки стропил на скате. Понятно, что чем чаще они устанавливаются, тем меньше будет значение распределённой нагрузки, но «увлекаться», наверное, тоже не следует, так как слишком малый шаг приведет к усложнению и утяжелению самой системы. Значит, варьируя значение шага установки, пользователь может попробовать выбрать оптимальный вариант, а затем по таблице определить требуемое сечение пиломатериалов для этого случая. Несколько вариантов дадут развернутую картину, и можно будет принимать то или иное решение.

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.

Основная довольно проста, и ее можно рассчитать многими методами. Шатровая крыша строится с применением системы и таблицы Пифагора по расчету треугольников и трапеций. Рассчитать площадь скатов и вальм не составляет труда, но расчет расположения накосных и рядовых стропил отнимает много времени.

Итак, начнем строительство. Собираем каркас своими руками. Затем крепится кровля. Устройство стропильной системы довольно сложное. Мы будем поэтапно рассказывать, как сделать каркас, закрепить кровлю, как произвести расчет того или иного , чтобы ваша шатровая крыша выглядела достойно.

Устройство крыши: основные правила

Подчиняется следующим правилам:

1. При строительстве коньковой системы и стропил применяют одну и ту же породу дерева.
2. Промежуточные доски имеют более крутой угол наклона, и поэтому их размер должен быть не менее 50х150 мм.
3. Короткие элементы крепятся к компонентам стропил, расположенных по углам, а не к коньковой доске.
4. В конструкции используют промежуточные (центральные) стропила, которые необходимо закрепить на коньковой доске.
5. 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.

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 привлекают внимание издалека. Кажущаяся простота и лаконичность формы крыши подкупает, поэтому желание сделать такую крышу вполне естественное. Что необходимо предусмотреть для строительства и как правильно возвести шатровую крышу своими руками?

Среди всего разнообразия крыш для частных домов шатер или вальмовая крыша является наиболее экономичной в плане материалов для строительства. Скаты крыши состоят в виде равнобедренных треугольников, которые формируют общую вершину, а в качестве основания выступает квадрат.

Крыша в виде шатра представляет собой разновидность четырехскатной крыши. Другое название шатровой крыши – вальмовая. Ее основанием выступает прямоугольник: 2 боковые грани треугольные, а другие представляют трапецию.

Идеальная симметрия строительной системы и скатов крыши требует скоординированных действий и точного расчета при ее самостоятельном возведении. Для того чтобы сделать такую крышу, важно внимательно изучить особенности ее конструкции.

Главными элементам стропильной системы шатровой крыши являются:

• опорная балка мауэрлат, выступающая опорой концов стропил;

• диагональные стропила, находящиеся по углам каркаса;

• опоры-подкосы;

• укороченные стропила или нарожники, которые прикреплены к накосным стропилам;

• дополнительные опоры (лежни, ригели и прогоны), создающие жесткость крыше.

Как выполнить расчеты шатровой крыши

Основная цель расчета такой крыши – нахождение объема материалов, требуемых для ее возведения (подкровельный, кровельный материал), обрешетка и монтаж стропильной системы по определенным параметрам. Помимо объемных параметров, выполняется расчет угла наклона ската, а также общая динамическая прочность системы.

Естественно, по количеству параметров расчет довольно сложный и объемный, поэтому лучше всего воспользоваться онлайн-калькулятором, который Вы легко найдете в сети.

В результате такого расчета Вы получите следующие данные:

• общая площадь поверхности крыши (с учетом свесов);
• углы наклона боковых стропил;
• длины боковых, диагональных и накосных стропил;
• необходимое количество стропил для устройства системы;
• рекомендуемое стропильное сечение;
• количество рядов обрешетки;
• объемы бруса для стропил.

Шатровая крыша своими руками: фото, видео, особенности процесса

Возведение шатровой крыши лучше начать с малых архитектурных форм (к примеру, крыши гаража или открытой беседки). Прекрасный повод для изучения технологии строительства крыши и дальнейшего совершенствования навыков в работе.

Обустройство каркаса

Каркас такой крыши отличается простой конструкцией и состоит из четырех диагональных стропил и восьми подкосов (на каждое стропило приходится по два подкоса).

Монтаж крыши всегда начинается со строительства каркаса. Важно понимать, что для деревянных домов каркас опирается на верхние венцы, для домов из пенобетона и кирпичных домов – на мауэрлат.

Установка опорных брусьев и мауэрлата

• используя стропильные шпильки;

• с применением стальной проволоки;

• с помощью анкерных болтов.

Крепление мауэрлата с использованием проволоки выполняют путем закладки проволоки из стали на расстоянии 20-30 мм. Как только кладка высохнет, проволокой обвивают брус, после чего закрепляют ее концы.

Шпильки для крепления стропил имеют Г-образную форму и глубину погружения в бетонную подушку до 450 мм. Мауэрлат размещают и просверливают отверстия для установки шпилек. Далее шпильки устанавливают по месту, после чего закручивают гайкой.

Независимо от того, какой способ крепления мауэрлата Вы выбрали, нужно предусмотреть гидроизоляционный слой. Перед введением шпилек материал гидроизоляции прокалывают. После заливки бетоном нужно рассчитать резьбу шпилек, пока бетон не успел застыть.

Крепление мауэрлата на анкерные болты выполняют прямо в армопояс перед заливкой. Чтобы произвести разметку отверстий под анкерные болты, нужно подготовить доску и разметить на ней места установки. Далее доску прикладывают к грани мауэрлата и согласно разметке высверливают отверстия. Мауэрлат после подготовки надевают на болты, подкладывают шайбу, затем закручивают гайку.

Обустройство стропильной системы

Произведя выравнивание мауэрлата по периметру крыши, можно приступать к монтажу стропильной системы, а именно диагональных стропил, находящихся по диагоналям шатровой крыши. При этом учтите, что основная нагрузка системы приходится как раз на диагональные стропила. Диагональные балки отличаются значительной длиной и существенным весом.

Их установка производится по расчетной безраспорной или распорной схеме, по которой стропильная нога балки может упираться в балку или мауэрлат. Угол наклона стропил может быть до 23°. Вторая пара стропил устанавливается точно таким же способом. После установки диагональных стропил к ним примыкают по 2 коротких подкоса.

Полезные советы при возведении шатровой крыши

Согласно выбранному проекту, все операции при строительстве шатровой крыши – строительство обрешетки, устройство ендовы, обрамление проемов и труб производят при установке стропильной системы. Точное соблюдение технологии строительства обеспечат прекрасный результат.

Главная » Баня » Шатровая крыша, как сделать шатровую крышу своими руками, полезные советы. Шатровая крыша Шатровая крыша плюсы и минусы