Схема стропильная система шатровой крыши схема

Содержание

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.

схема стропильная система шатровой крыши схема

Шатровая крыша

Шатровая крыша – стропильная система

Особенности и элементы шатровой системы

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.

схема стропильная система шатровой крыши схема

Шатровая крыша для беседки

Шатровая крыша имеет много вариантов изготовления, но у всех обязательно должны быть следующие элементы.

  1. Накосные стропила. Размещаются по сторонам скатов, воспринимают главные нагрузки на сооружение, служат опорой для остальных элементов, в том числе и нарожников. схема стропильная система шатровой крыши схема

    Конструкция стропильной системы шатровой крыши

  2. Нарожники. Используются для стропильных систем средних размеров. За счет применения нарожников действующие усилия на отдельные элементы распределяются равномерно.
  3. Вертикальная стойка. Увеличивает прочность нарожников, позволяет им воспринимать критические ветровые и снеговые нагрузки. Размеры, место установки и количество вертикальных стоек зависят от параметров стропильной системы и климатической зоны расположения здания.
  4. Лежень. Назначение – усиливать обвязку стропильной системы, в том числе и мауэрлата, повышать жесткость всей конструкции.
  5. Мауэрлат. Воспринимает нагрузки от стропильных ног. Делается из бруса или доски толщиной не менее 50 мм.

схема стропильная система шатровой крыши схема

Устройство шатровой стропильной системы

схема стропильная система шатровой крыши схема

Этапы монтажа шатровой крыши

Виды стропильных систем, преимущества и недостатки шатровой крыши

Таблица. Основные виды шатровой стропильной системы.

Висячая Стропила упираются на балки чердачного перекрытия или специальные элементы, для обеспечения устойчивости необходимо устанавливать дополнительные стяжки и распорки. Используется для домов с большими размерами, а подпорки применять нельзя. Такие крыши значительно уменьшают свободное чердачное пространство.
Наслонная Нагрузка распределяется только между вертикальной опорой и мауэрлатом. Применяется для небольших по площади зданий.

схема стропильная система шатровой крыши схема

Применение наслонных и висячих стропильных ног

Преимущества шатровой стропильной системы

  1. Отсутствие фронтонов улучшает внешний вид строения и немного уменьшает его сметную стоимость. Кроме того, нет надобности выполнять дорогостоящие работы по заделке фронтонов, увеличивать нагрузку на фундамент и т. д. схема стропильная система шатровой крыши схема

    Монтаж шатровой крыши

  2. На конкретное положение дома не оказывает влияние роза ветров в регионе. Шатровая стропильная система имеет одинаковую ветровую устойчивость вне зависимости от пространственного положения.
  3. Более равномерный прогрев чердачного пространства в любое время суток. Площадь обогреваемых солнцем скатов почти одинаковая.
  4. Равномерный отвод талых и дождевых вод со всей площади строения. Это очень важно для домов, расположенных на небольших по площади загородных участках.

схема стропильная система шатровой крыши схема

Преимущества и особенности шатровых крыш

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.

схема стропильная система шатровой крыши схема

Мауэрлат

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.

Специфика шатровой стропильной системы

Дополнительные упоры накосных стропил

Строительные нормы и правила рекомендуют при длине элемента до 7,5 м устанавливать опору лишь в верхней части стропилины, при длине до 9 м боковой упор монтируется и в нижней части на удалении одной четверти от крайней нижней точки.

Опоры для диагональных стропильных ног

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.

Верхнее опирание наслонных стропил

Варианты опор для многоугольных шатровых крыш

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.

Способы крепления нарожников

Мауэрлат

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.

Конструкция шатровой крыши

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.

Выбор кровельного материала от угла уклона

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: c2=a2+b2, 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.

Калькулятор расчета площади вальмовой или шатровой крыши

Перейти к расчётам

Устройство основания для шатровой стропильной системы

Пошаговая инструкция по строительству

Для примера возьмем каркасный дом с размерами коробки по фундаменту 10×10 метров. Стропильная система изготавливается из ЛВЛ-­балок. Это современный материал, состоящий из нескольких слоев клееного шпона хвойных пород древесины, отличается высокими показателями прочности на изгиб, не коробится, не боится вредителей и болезней древесины. За счет высокой прочности ЛВЛ-балок удается заметно снизить общий вес стропильной системы, что очень важно для каркасных домов.

ЛВЛ-брус

Шаг 1. Установите по центру дома вертикальный брус 150×150 мм длиной примерно 6 м. Это обеспечит угол наклона скатов в нашем случае ≈25°, что позволит выдерживать значительные снеговые нагрузки.

По центру дома установлен вертикальный брус

Установка опоры и вальмовых стропильных ног

Шаг 2. Подготовьте по размерам верхние и нижние пятки. Закрепите четыре накосные стропила (касаурины). Вначале к вертикальной опоре и мауэрлату фиксируются две стропилины, лежащие на одной линии, а потом две оставшиеся. Для того чтобы облегчить выполнение работ, рекомендуется использовать временные раскосы из обрезков пиломатериалов, после полного монтажа стропильной системы они убираются. Верхняя пятка крепится гвоздями и металлическими угольниками. Не нужно использовать большое количество гвоздей, они раскалывают древесину и ослабляют ее.

Фото закрепленной касаурины

Запилины — вид снизу

Как вырезать пятку при помощи специальных измерительных инструментов? Профессиональные строители пользуются угольником Свенсона. Это многофункциональный инструмент, применяется как угольник, угломер, транспортир, уровень, упор для циркулярки и т. д. Довольно сложный и дорогостоящий, требует длительного изучения инструкции по пользованию.

Угольник Свенсона

Как пользоваться угольником Свенсона

Мы рекомендуем вырезать пятки с помощью более простого и дешевого инструмента – обыкновенного транспортира.

Посадочные пятки на стропилах

Для работы будет использоваться обыкновенный транспортир

Разметка делается следующим образом.

  1. Подготовьте доску стропильной ноги, ее длина должна на 5–10 см превышать конечные размеры. Небольшой запас нужен для того, чтобы исключить вероятность ошибки, в результате которой придется брать новую заготовку.

    Что потребуется для работы

  2. Отметьте на торце расстояние, равное величине свеса стропильной системы. В каждом отдельном случае эти параметры изменяются, но большинство строителей считает свес длиной 30 см самым оптимальным решением.

    Отмеряется расстояние, равное величине свеса стропильной системы

  3. От точки окончания свеса отметьте расстояние, равное ширине посадки доски на мауэрлат. Оно всегда на 2–3 см меньше, чем ширина доски для стропилины.

    Отмеряется ширина посадки пятки

  4. Выставьте на транспортире угол, равный свесу скатов. Приложите инструмент одной плоскостью к доске, аккуратно подведите ко второй метке (ширине посадки) и проведите под углом линию.

    Выставляется угол, равный свесу скатов

    Разметка с помощью транспортира

  5. Приставьте обыкновенный треугольник к линии, второй катет подведите к метке начала свеса и под прямым углом начертите вторую метку.

    Второй катет подводится к метке начала свеса

  6. Выпилите отмеченную пятку.

Выпиливается отмеченная пятка

За счет таких простых действий все пятки будут лежать на поверхности мауэрлата без зазоров.

Готовая пятка лежит без зазоров

Важно. Некоторые неопытные строители не понимают, почему все элементы стропильной системы должны прикасаться друг с другом без зазоров. Ведь они и так потом фиксируются гвоздями и саморезами и могут держаться на метизах. Это глубокое заблуждение. Отдельные конструкции стропильной системы держат нагрузки не за счет среза метизов, а за счет силы трения, возникающими между ними. Соответственно, чем больше площадь соприкосновения, тем выше сила трения, тем устойчивее стропильная система. Кстати, и метизы рассчитываются не на срез, а на растяжение. Это значит, что контролируется сила прижатия сопрягаемых элементов, а не их скольжение.

Длина накосных стропил подбирается в зависимости от размеров дома и планируемой высоты чердачного помещения. Следует иметь в виду, что шатровые крыши редко используются во время строительства мансардных помещений, высота крыши (угол наклона скатов) подбирается только с учетом снежных и ветровых нагрузок. В нашем случае длина накосных стропил 9 метров с учетом величины выноса. Рекомендованная ширина материалов 300 мм и толщина 63 мм. Стропила следует фиксировать металлическими уголками и саморезами. Крепеж рекомендуется использовать с двух сторон элемента.

Для фиксации стропил используются металлические уголки

Практический совет. Для предупреждения намокания ЛВЛ-доски нужно торцевую поверхность оклеить скотчем. Во время накрытия стропильной системы кровельными материалами скотч можно не удалять.

Торцевая поверхность оклеена скотчем

Верхняя часть строения состоит из бруса ригеля, доски мауэрлата, доски обвязного венца, бруса перекрытия и обвязкой доски. Профессионалы рекомендуют поверх этой доски устанавливать еще дополнительную доску. Почему? Дело в том, что нарожники (стропилины) будут изготавливаться из доски шириной 200 мм, согласно расчетам по нагрузке такой ширины достаточно для гарантирования устойчивости конструкции. Разница в 100 мм по ширине между накосными стропилами и нарожниками приводит к тому, что последние перед установкой на обвязку запиливать нет возможности, в противном случае они не будут лежать в одной плоскости с касауринами. Строительные нормы и правила запрещают устанавливать несущие элементы стропильной системы без запиливания. Использование еще одной доски позволяет все детали фиксировать правильно.

Сверху установлена дополнительная доска

Важно. Не делайте пятки очень глубокими. Значения максимально возможной нагрузки рассчитываются не по начальной ширине доски, а по тому размеру, который остается после изготовления пятки. Это значит, что если в доске толщиной 300 мм сделать пятку глубиной 200 мм, то все значения нагрузок следует делать исходя из ширины доски всего 100 мм. А остальная ширина не работает, она влияет только на увеличение стоимости пиломатериалов. Вывод: к любой операции по изготовлению стропильной системы и выбору номенклатуры материалов следует подходить со знанием дела и очень взвешенно.

Проверьте правильность установки и надежность фиксации накосных стропил. Если все в норме, начинайте монтировать накосные стропила.

Установка опор и нарожников

Шаг 3. На стропилах сделайте метки для крепления боковых стропильных ног (нарожников). Это самая сложная операция, элементов очень много, у всех различные размеры, торцы нужно запиливать под различными углами.

Если планируется делать крышу теплой, то во время разметки нужно принимать во внимание размеры утеплителей. В связи с тем, что стандартные параметры минеральной ваты имеют ширину 60 см, расстояние между элементами должно быть в пределах 55–58 см. Имейте в виду, что это расстояние не между осями, а между боковыми плоскостями, подкорректируйте его в зависимости от толщины досок.

Как запиливать элементы стропильной системы под различными углами

Каждый мастер имеет свои профессиональные секреты запиливания под углами. Мы расскажем о дух самых легких, простых и довольно точных.

Запиливание при помощи цепной пилы

Для выполнения работ следует предварительно подготовить приспособления и пилу. Приспособления готовятся по такому алгоритму.

  1. Заготовьте из деревянных брусков размером примерно 2×2 см небольшие приспособления-«лыжи». Их понадобится две штуки, каждая состоит из двух элементов. Первый длиной примерно 30 см, второй длиной 3–4 см. Просверлите в них отверстия и вставьте в него длинный болт с потайной головкой.

    Такими должны быть «лыжи»

  2. Просверлите в металлической шине пилы два отверстия на расстоянии примерно 30 см, диаметр должен соответствовать размерам болта.
  3. Прикрепите направляющие к полотну пилы, затяните их с обратной стороны гайками.

Цепная пила с приспособлениями для запила элементов стропильной системы

Приспособление готово, можно приступать к запиливанию стропил (нарожников).

  1. Предварительно срежьте конец доски, не стоить бояться, что угол примыкания не совпадет. Срезывание необходимо лишь для ускорения точной подгонки элементов.

    Конец доски предварительно срезается

  2. Прикрепите к накосной стропилине лист фанеры или ОСП размером примерно 30×30 см. Фиксировать можно небольшими гвоздиками или саморезами, место фиксации должно отвечать ранее сделанной разметке. Этот лист фанеры будет служить упором для «лыж» на пиле и контролировать точный угол подрезки элемента.
  3. Установите между досками шаблон для контроля расстояния, такая операция необходима в тех случаях, когда планируется делать шатровую крышу утепленной. Стяните доски большими струбцинами, выровняйте их поверхности по одной плоскости.

    Установленный шаблон

  4. Плотно прижмите «салазки» приспособления к фанере, обращайте внимание, чтобы между ними не было зазора.
  5. Включите пилу и аккуратно подрезайте стропилину.

Подрезка стропилины

Элемент обрезан

Такое простое приспособление можно использовать во время строительства любых типов стропильных систем, где есть необходимость присоединения к стропильным ногам дополнительных элементов под различными углами.

Запиливание под углом вручную

Способ используется, если нет специального торцовочного станка и цепной пилы. Монтаж стропильной системы можно выполнить при помощи обыкновенного ручного инструмента.

  1. Временно закрепите на стропилине доску для нарожника, проследите, чтобы поверхности элементов располагались в одной плоскости.
  2. Вертикально поставьте на стропилину уровень, к нему прислоните ровную планку или линейку.
  3. Установите уровень в строго вертикальном положении, на доске для нарожника проведите вертикальную линию.
  4. Поставьте уровень на верхнюю плоскость стропилины и проведите линию на доске нарожника. Начало линии в верхней точке вертикали, она должна быть перпендикулярной стропилине.
  5. Снимите доску и ручной пилой отпилите излишки.

Обрезка стропилины ножовкой

Когда все элементы установлены, можно начинать отделку свеса стропильной системы.

Шаг 4. Для минимизации прогиба стропильной системы сделайте подпорку для стропил. Она имеет вид рамки, сделанной из доски 50×50 мм, каждая стропилина фиксируется гвоздями или металлическими уголками.

Пример опоры для стропил

Шаг 5. Выровняйте торцы стропил под веревку. Подготовьте место для крепления лобовой доски. При этом следует иметь в виду, что скаты под уклоном, под ветровую доску нужно немного уменьшить ширину выступающих стропил. К лобовой доске в дальнейшем крепятся все желоба. Если лобовая доска будет шире, то возникают проблемы во время подшивки свеса в нижней части. Лобовая доска должна выступать за стропилину на толщину досок подшивки свеса, за счет этого плоскости будут ровными без различных ступенек.

Торцы стропил выровнены

Готовая стропильная система

Пример строительства двухуровневой крыши беседки

Схема и план

Видео – Строительство стропильной системы шатровой крыши

Шатровые крыши эффектно возвышаются над частными домами, флигелями, беседками, летними кухнями. Сооружают их чаще всего над квадратными в плане коробками. Реже устраивают над объектами, напоминающими правильный многоугольник с четным количеством сторон. В списке преимуществ шатровой крыши значатся все виды плюсов четырехскатных кровельных конструкций.

Они экономичны и превосходно сопротивляются атакам атмосферных явлений. Правда стропильная система шатровой крыши возводится по особым правилам. Их стоит изучить домашним мастерам, желающим потрудиться на поприще самостоятельного кровельщика.

Особенности шатровых стропильных систем

Крыша конвертом – второе название шатровой конструкции, отображающее ее конфигурацию в плане. Строительство шатрового каркаса проводится по правилам, которые регламентирует технология сооружения четырехскатных крыш, но с соблюдением собственной специфики. В конструкции напрочь отсутствует конек как таковой. Его функцию выполняет центральная опора, в вершине которой сходятся все несущие стропильные элементы.

В геометрическом смысле шатровая крыша сложена четырьмя или более равнобедренными треугольниками. Основания треугольников опираются на стены через мауэрлат, верхние венцы или выравнивающие доски. Вершины либо наслоняются на опорный столб, либо упираются друг в дружку.

Выбор способа сооружения

По аналогии со скатными крышами в устройстве шатровой конструкции используются два вида стропильных ног:

  • Наслонные – стропилины, имеющие две надежные опоры в верхней и нижней части. Применение наслонных стропильных ног возможно, если в обустраиваемой коробке есть внутренняя стена, на которую водружается центральная опора. Вместо стены может использоваться опорный столб, установленный на подвальное или на чердачное железобетонное перекрытие.
  • Висячие – стропилины, имеющие только одну нижнюю опору. Их устанавливают, если обустраиваемая коробка не обладает внутренней стенкой, а монтаж центрального столба нецелесообразна.

Выбор наслонного или висячего типа стропилин определяет способ установки элементов прочих деталей конструкции.

Чаще всего в сфере устройства над частными домами стропильных систем для шатровых крыш используется наслонная технология. Висячая схема сложнее в монтаже и неудобна в ремонте. Часть ее составляющих взаимозависима, поэтому при замене испорченных элементов нередко приходиться заодно демонтировать неповрежденные детали.

Диагональные и укороченные стропилины

Углы коробки и вершину шатровой конструкции соединяют диагональные или по-другому накосные, они же угловые стропилины – обязательные участники сооружения четырехскатных крыш. Это самые длинные и наиболее нагруженные элементы стропильной системы. Именно на них опираются укороченные стропилины – нарожники, формирующие плоскости треугольных скатов четырехскатных крыш – вальм. Если длина диагональной стропилины более 4,5м, ее сооружают из двух досок, сшитых метровым отрезком аналогичного материала. Вообще по правилам накосные ноги принято изначально делать из двойной сшитой доски, предназначенной для изготовления центральных вальмовых стропильных ног и нарожников.

Ширину доски, из которой планируется построить каркас для утепленной крыши, рассчитывают с учетом формирования вентиляционного зазора в 2-3см. Он должен образоваться между верхней плоскостью ската, формируемого стропильным каркасом, и плитами теплоизоляции. Например, если толщина утеплителя 125мм, то ширина доски должна быть 150мм и т.д. Если размеры предложенного на рынке или в строймаркете материала не позволяют создать вентиляционный зазор необходимых размеров, то к стропилинам с наружной стороны прибивают контробрешетку из бруска.

Дополнительные опоры для накосных элементов

Чтобы повысить жесткость конструкции и предупредить провисание длинных накосных ног, под них устанавливают дополнительные опоры. Число и тип дополнительных опор зависит от размера пролета, перекрываемого диагональной ногой:

  • При расстоянии до 7,5м жесткость диагональной ноги обеспечивает только подкос, расположенный в верхней части пролета.
  • При расстоянии от 7,5 до 9м кроме подкоса устанавливается еще и опора в нижней части, расположенная на расстоянии примерно в четверть длины пролета от крайней точки. В качестве дополнительной опоры используются или обычные стойки из бруса, или шпренгельные фермы Т-образной перевернутые низом вверх.
  • При расстоянии свыше 9м по центру устанавливается еще одна дополнительная опора, которую строительные нормы позволяют устанавливать только на ж/б перекрытие.

Подкосы устанавливают под произвольным углом от 45º до 53º, шпренгели, шпренгельные фермы и стойки строго вертикально.

Варианты решения “конькового” узла

В устройстве каркасов для шатровых крыш, естественно, не используются коньковые прогоны. В преобладающем количестве случаев диагональные стропилины и центральные ноги вальм врубками опирают на единый несущий столб. У единственной для шатра верхней опоры в свою очередь также имеется три варианта опирания:

  • На нижнее перекрытие. Это не самый востребованный метод, отнимающий часть полезного пространства и определяющий характерные порядки в проектировании. Зачастую его применяют в устройстве летних беседок, что позволяет использовать массивный несущий столб для устройства вокруг него общего стола, к примеру.
  • На балку перекрытия, уложенную на внутреннюю несущую стену. Чаще всего в малоэтажном строительстве фигурирует именно указанный вариант как наиболее рациональный. Иногда на балку укладывается лежень, к которому разумнее крепить подкосы, чтобы не ослаблять перекрытие.
  • На соединенные уголками верхние пятки центральных вальмовых стропилин. При указанном способе соединения на мауэрлат может передаваться распор. Потому каждая вальма оснащается стяжкой-ригелем.

Характерные способы сооружения стропильной системы с опорой или без под шатровую крышу изображены на фото и схемах:

Нюансы установки нарожников

Нижний узел крепления укороченных стропилин – нарожников устраивается по аналогии с узлами центральных вальмовых ног. Если они установлены по наслонной технологии, не следует отступать от принципа. Верхнее опирание на диагональный элемент выполняют разными способами:

  • Путем врубки в цельный брус, использованный для устройства накосной стропильной ноги.
  • Через опирание на прибитый вдоль нижнего края диагонали вспомогательный брусок.
  • Посредством банального прибоя двумя-тремя гвоздями размером 82мм, если к нарожникам не предъявляются повышенные требования по прочностным показателям.

Самой разумной по праву считается установка через опорный брусок, прибитый заподлицо с нижней гранью накоса. И прочностные показатели диагональной ноги не пострадают, и монтаж нарожников пройдет в более резвом темпе. К тому же не нужно будет соблюдать разбежку укороченных стропилин при разметке и установке. А вот при креплении врубками верхним пяткам нарожников запрещено сходиться в одной или в близко расположенных точках.

Шаг установки как стандартных, так и укороченных стропилин утепленной крыши обычно равен ширине плиты теплоизоляции. Однако если верхние узлы крепятся гвоздями или врубками допустимо изменение шага, чтобы сместить верхние пятки смежных скатов относительно друг дружки.

Пример сооружения шатровой крыши

С тонкостями строительства шатровой стропильной системы и вариациями на ее тему мы ознакомились, теперь рассмотрим непосредственно процесс с подробным исследованием этапов. Основой для сооружения у нас будет коробка габаритами 10×10м с несущей внутренней стенкой посередине.

Перед работой устраиваем мауэрлат по периметру так, чтобы он лег заподлицо с внутренним контуром коробки. Укладываем его и по внутренней перегородке. Вдоль наружного контура кирпичной стены сооружается бортик в один кирпич, необходимый для компенсации распирания. Между собой брусья деревянной рамы мауэрлата соединяются косыми прирубом, продублированным винтами, болтами или гвоздями. Угловые соединения укрепляются скобами, они же используются для соединения рамы к стенам. По установленному мауэрлату производится разметка нижних узлов стропильной системы.

Поверх выровненного в горизонт мауэрлата укладываются балки перекрытия, центральная часть которых опирается на несущую стену. Если одной длины бруса недостаточно для устройства цельной балки, состыковку двух элементов располагают непосредственно над несущей внутренней перегородкой. К торцам балок с соответствующим проекту шагом крепятся короткие балки – выносá, формирующие свесы над второй парой стенок коробки. Крепятся они к крайним брусьям с противоположной стороны на гвоздь или прочный стержень вроде шкворня, а внутренние углы крепления выносов дублируются уголками типа LK.

Установка опоры и вальмовых стропилин

Сооружение стропильного каркаса под шатровую крышу выполняется в три стандартных этапа. В течение первого из них производится установка опорной стойки и центральных вальмовых стропилин.

Строить старотовую несущую часть стропильной системы будем следующим образом:

  • Устанавливаем стойку проектной высоты прямо в центре перекрытия. Для изготовления стойки используем брус 150×150мм. Перед креплением вертикальность весьма ответственной детали выверяем отвесом. Если все хорошо, крепим гвоздями и скобами. Чтобы в процессе строительства центральную опору не перекосило, фиксируем ее дополнительно парой временных распорок.
  • Изготавливаем шаблон стропилины согласно наслонному методу. Примеряем доску к балке перекрытия и к установленной опоре. Для опирания верхней пятки будет сделана врубка глубиной 5см. Поэтому для определения точной линии нижнего спила на балку нужно положить брусок аналогичной толщины, чтобы с его помощью без лишней мороки сразу отчертить все, что нужно.
  • По шаблону делаем только две противоположные стропилины, которые верхними спилами должны упереться друг в дружку. Монтируем их и крепим одним гвоздем, чтоб не беспокоили во время работы.
  • Проверенным путем следуем в изготовке и установке стропильных ног, расположенных в крест установленной паре. Верхний спил их обязан упираться в торец соединения первых стропилин.
  • После установки ноги сшиваются гвоздями между собой или соединяются с помощью металлических уголков.

Первая часть работы требует повышенного внимания и контроля к размерам, горизонтальным и вертикальным направлениям. Если в процессе ее производства все устроено идеально, дальше будет гораздо проще. Ничего подгонять, исправлять и делать каждый элемент в отдельности будет не нужно. Убедившись в безупречности строительства первой части стропильной системы, по периметру прибиваем карнизную доску.

Монтаж диагональных стропилин

Перед установкой накосных стропильных ног производится разбивка крыши шнуркой. Ее протягивают от вершины центральной стойки к углам, образованным карнизной доской. Ориентируясь на проекцию от шнурки в угловых сегментах крыши, примеряем, изготавливаем и устанавливаем угловые короткие балки. Для этого подходящий по длине отрезок бруса, который использовался для устройства перекрытия, прикладываем сверху на незаполненное угловое пространство. Расположившись снизу, очерчиваем линии предстоящих спилов. Крепим угловые выноса к мауэрлату и смежным балкам перекрытия гвоздями и металлическими уголками.

Приступаем к изготовлению и установке диагональных стропильных ног:

  • Выбираем любой из углов смонтированной части каркаса и в его верху буквально методом «ручного» подбора, но с помощью рулетки находим место, равное двойной толщине стропильной доски. Отмечаем его карандашом.
  • Прикладываем к вершине нашей «пирамиды» обрезок доски с размерами, равными сечению материала, примененного в изготовлении центральных вальмовых стропилин. Одно из ребер обрезка должно проходить точно вдоль шнурки. Чертим линию вертикального спила и выполняем его.
  • С помощью строительного угломера замеряем углы между смежными уже установленными стропилинами. Полученный результат следует разделить пополам, т.к. в угол нужно поместить элемент, сшитый из двух досок.
  • Запиливаем под полученным в результате деления углом край обрезка доски справа или слева по вертикали. В результате получили шаблон верхнего узла диагональной стропилины. Если ранее все было сделано без нареканий, то запиленный обрезок сможет послужить еще семь раз. Если нет, то все равно послужит, но с некоторыми корректировками и подгонками по месту.
  • Сложив вместе или временно сшив гвоздем два верхних шаблона, нужно снова провести примерку и отметить по факту местоположение врубки, если нижний край диагональной стропилины будет пересекать край стойки. Если для ее монтажа не потребуется врубка, в этом проще убедиться заранее, чем потом возиться с подгонками на крыше.
  • Внизу к шнурке прикладываем опять же обрезок доски, совместив его ребро с нашим натянутым ориентиром. Совмещенное ребро должно повторять центральную ось углового выноса. Отмечаем линию нижнего запила. Корректируем по вертикали край, согласно «показаниям» карнизной доски.
  • Аналогично проводим работы по производству зеркально развернутой нижней пары.
  • Пользуясь шаблонами, изготавливаем обе части диагональной стропильной ноги, которые после установки нужно сшить между собой с шагом 30-40см в разбежку.

Если длина пролета, перекрываемого накосной стропилиной, больше 4,5м, ее заведомо делают из четырех частей. Сшивают, к примеру, правую часть с верхним запилом и левую часть с нижним запилом. После их установки на место прямо на объекте нашиваются недостающие части.

Следуя описанному алгоритму, производится изготовление и монтаж еще трех накосов. Завершив фиксацию диагональных ног, устанавливают подкосы и опоры согласно описанным выше технологическим предписаниям.

Изготовление и монтаж нарожников

Центральные вальмовые стропилины уже красуются на положенном месте. Осталось заполнить некое подобие треугольников между диагональными и центральными вальмовыми ногами. Нижняя пятка коротких стропилин будет опираться на выноса и на балки, верхняя часть на накосные стропила.

По аналогии изготавливаем шаблоны с нижним и верхним запилом. Длину элементов замеряем по факту, согласно размерам и шаблонным сведениям изготавливаем нарожники и устанавливаем их. Остается устроить обрешетку, по которой производится монтаж металлочерепицы, профилированного настила, шифера или другого типа покрытия.

Крыша конвертом для беседки

Вариантов применения шатровой технологии намного больше, чем может показаться непросвещенному в кровельном деле человеку. В качестве интересного примера, доступного для самостоятельного воплощения, рассмотрим методику сооружения двухъярусной крыши над дачной беседкой. Конструкция нетривиальная, но не слишком уж сложная.

По сути, над основной стропильной системой обычной шатровой крыши возвышается еще одна четырехскатная миниатюра. Только последовательность работ несколько иная:

  • Первым делом устанавливаются диагональные стропильные ноги.
  • Затем на проектной высоте монтируются сдвоенные перемычки, выполняющие работу ригелей стропильных ферм и основания для устройства верхнего шатрового купола. В плане перемычки должны сформировать квадрат с четко симметричными сторонами.
  • Центральные стропилины вальм крепятся вверху к перемычкам, внизу к мауэрлату, в описываемом случае к обвязке веранды.
  • Без особой оглядки на ослабление будущей стропильной системы, размечаются точки установки нарожников. Хоть крепить их предстоит гвоздями, легкой конструкции не слишком навредит примыкание верхних спилов нарожников к диагоналям в одном или рядом расположенном месте.
  • Шаблон для выполнения нижнего спила можно сделать один для всей вальмы. Для безукоризненной постройки он может быть вообще в единственном числе. Шаблонов для верхних спилов будет несколько: для стропилин, прилегающих к перемычкам, для ног, примыкающих к узлам соединения перемычек с диагоналями, и для элементов, присоединяемых к диагоналям, спилы будут различными.

Купол легче сделать на земле, а затем поднять его наверх. В приведенном примере у шатровой миниатюры имеются каркасные стенки, которые желательно обтянуть мелкой металлической или полимерной сеткой. Можно обшить светопроводящими панелями.

Это не единственный способ сооружения нестандартной крыши конвертом. Как еще можно построить стропильную систему шатровой крыши для беседки подскажет обучающее видео:

В пределах одной статьи трудно описать все возможные варианты сооружения крыш конвертом шатровой разновидности. Мы описали лишь общие принципы, придерживаться которых следует в области возведения стропильных каркасов для всех подобных крыш. Используя технологические принципы, можно самостоятельно спроектировать стропильную систему для любимой загородной собственности и с успехом воплотить планы.

Кровля из четырех скатов – чем она хороша? Многочисленные эксплуатационные преимущества данного вида, безусловно, превышают недостатки. Так ли проста стропильная система четырехскатной крыши, как думают многие новички строительного дела? Скоро вы это обязательно узнаете! Важные нюансы и особенности этапов возведения вальмовой кровли мы опишем в этой статье.

Что нужно знать о четырехскатных стропильных системах?

Существуют два варианта четырехскатных крыш: вальмовая и шатровая. Первый тип имеет форму прямоугольного конверта, состоящего из двух основных трапециевидных скатов и конька, и двух фронтонных (боковых) скатов — треугольников:

Шатровая кровля – это четыре одинаковых равнобедренных треугольника, соединенных в одной верхней точке (напоминает шатер):

Оба варианта предусматривают установку, как наслонных, так и висячих стропил, которые устанавливаются с использованием стандартных технологий.

Как выбрать тип стропильной системы для 4-скатной кровли?

При отсутствии центральной опоры кровли, выбор делается в пользу висячей стропильной системы. Если для каждой стропилины можно найти верхнюю и нижнюю опоры, то следует выбрать наслонную конструкцию. Этот вариант проще и доступней для непрофессиональных мастеров. Нужно лишь запомнить два главных условия: при жестком креплении низа и верха стопил, необходим усиленный мауэрлат, так как на него передается распор; при шарнирном креплении или полужестком соединении (например, верх шарнирный, а низ – жесткий или наоборот), мауэрлат усиливать не нужно:

Выбор одного из видов четырехскатной кровли должен быть обусловлен формой самого дома. Для квадратных домов возводятся шатровые стропила, для прямоугольных – вальмовые. Также, можно встретить сложные многоскатные крыши комбинированного вида, которые содержат и вальмовые и шатровые элементы.

И вальмовые и шатровые конструкции сохраняют основные функции двускатной кровли (например, возможность обустройства мансарды) и смотрятся очень эстетично:

Почему же четырехскатная крыша популярнее двухскатной?

«Зачем же лишняя головная боль и сложности?», — спросите вы: «Ведь можно соорудить простую двускатную кровлю гораздо быстрее и дешевле». Здесь мастера подчеркивают некоторые важные моменты в пользу выбора именно четырех скатов для крыши:

  1. Высокая ветроустойчивость. Четырехскатная кровля не имеет фронтонов, все ее плоскости наклонены к коньку. Такое строение минимизирует воздействие сильного ветра и сводит к «0» возможные разрушительные последствия.
  2. Наиболее удачное распределение нагрузки. Многоскатная кровля выдерживает максимальное количество осадков, так как пологие скаты принимают часть основной нагрузки. Поэтому, провисание, деформация и разрушение стропильной системы, в данном случае, имеют минимальную вероятность.
  3. Доступность выбора любого способа утепления крыши. Прямые фронтоны требуют особого подхода при выборе вида утепления крыши, так как расположены вертикально и подвержены продуванию ветром. Пологие скаты вальмовых и шатровых систем позволяют равномерно утеплить крышу любым доступным материалом.

Кроме перечисленных «плюсов», крыша с четырьмя скатами отлично сберегает тепло, может быть облицована любым кровельным материалом и всегда имеет аккуратный вид.

Устройство четырехскатной стропильной системы

Стропильная четырехскатная конструкция состоит из таких элементов: мауэрлат, коньковый брус, центральные и вальмовые стропила, накосные ноги, а также, лежни, стойки, ригели, подкосы и прочие укрепляющие детали. Рассмотрим самые основные элементы.

I. Мауэрлат

Мауэрлат – самая важная деталь конструкции, так как на нем держится вся стропильная система. Он представляет собой мощный деревянный брус 100Х200, 100х250, 100х100, 150х250, 200х200 см. Изготавливается мауэрлат из цельного качественного дерева, преимущественно, хвойных пород. Стропильная система вальмовой крыши, как и любой многоскатной кровли, требует основательного крепления базового бруска. Порядок монтажа мауэрлата в данном случае: формирование монолитного фундамента в торце несущих стен с установкой шпилей; укладка гидроизоляции; обработка и монтаж мауэрлата по периметру всего дома; усиление анкерами и прочими креплениями для максимальной надежности основы.

Мауэрлат можно уложить на край стены, либо в предусмотренный при кладке кирпича карман с внутренней стороны несущих стен.

II. Накосные ноги

Накосными ногами называют четыре угловых стропила, которые опираются на края конька и углы мауэрлата. Они – самые длинные среди всех стропильных ног системы, поэтому должны иметь сечение не менее 100х150 мм для максимальной жесткости.

III. Коньковый брус

Коньковый прогон – горизонтальная балка, которая соединяет все стропила, вершина стропильной системы. Брус необходимо укреплять стойками и подкосами. Конек должен располагаться строго параллельно плоскости чердачного перекрытия и перпендикулярно стойкам.

IV. Стропила

Стропила для четырехскатной кровли делятся на: центральные (крепятся на мауэрлат и конек); основные вальмовые (крепятся на ось конька и мауэрлат); промежуточные и укороченные (устанавливаются на накосные ноги и мауэрлат, соединяют углы скатов).

V. Укрепляющие элементы

К дополнительным усиливающим элементам относятся стойки для конькового бруса, ригели или балки перекрытия, подкосы стропильных ног, ветровые балки и пр.

Система стропил для четырехскатной крыши своими руками

Рассмотрим поэтапный процесс возведения стропильной конструкции. Мы выбрали для наглядности самый популярный вариант – вальмовую кровлю. Стропильная система вальмовой крыша схема которой шаг за шагом, представлена вашему вниманию ниже:

Шаг I: Создание проекта

Чтобы изобразить свой вариант вальмовой кровли на чертеже, необходимо произвести расчет высоты, длины, уклонов скатов и площади крыши. Это необходимо для четкой и качественной реализации проекта и подбора нужного количества расходных материалов:

Расчеты следует начать с выбора угла скатов крыши. Оптимальным уклоном считается угол 20-450. Величина уклона должна соответствовать климатическим особенностям региона. Так, в особо ветреных районах уклон следует делать минимальным, а для местности, где часто и обильно выпадают осадки, необходим максимально крутой угол ската. Кроме погодной среды, нужно учитывать и кровельный материал, который планируется использовать. Для мягкой кровли градус наклона должен быть меньше, для твердой – больше.

И еще один маленький, но важный нюанс по этому вопросу – угол уклона лучше делать одинаковым для всех четырех скатов. Так и нагрузка будет распределяться равномерно, и конструкция будет максимально устойчивой, и эстетическая привлекательность останется «на высоте».

Теперь, зная угол наклона и ширину дома, мы можем воспользоваться простой математикой для расчета высоты конька, длины стропильных ног, стоек и других деталей стропильной системы. При расчете длины стропилин, не забывайте учитывать карнизный свес (как правило, его длина равна 40-50 см).

Площадь крыши для закупки нужного количества кровельного материала рассчитывается, как сумма площадей всех скатов конструкции.

Как правильно составить чертеж крыши?

  • Выбираем масштаб чертежа и переносим размеры дома в масштабе на лист бумаги;
  • Далее переносим на схему выбранные размеры нашей крыши: высоту конька, его длину, количество и размер стропильных ног, подкосы, стойки и все детали, в соответствии с расчетами, сделанными ранее;
  • Теперь можно подсчитать все необходимые материалы и заняться их поиском.

Шаг II: Подготовка к работе

Для возведения кровельного каркаса вам потребуются стандартные инструменты и оборудование: дрели, шуруповерт, лобзики, молотки, стамески и прочее. Мы уже знаем необходимое количество материалов для стропильной системы, поэтому можем сделать их закупку. Пиломатериал для каркаса должен быть цельным, не иметь трещин, червоточин, иметь светлый оттенок, без серого или желтого налета, пахнуть свежей древесиной. Влажный лес не стоит укладывать на крышу сразу, его нужно просушить, обработать антисептическим раствором и снова просушить. Влажность дерева должна не превышать 20%.

Шаг III: Монтаж мауэрлата

Мауэрлат – базовая часть всей стропильной системы. Он передает распорные нагрузки на несущие стены дома. Установка мауэрлата для четырехскатной крыши ничем не отличается от аналогичных конструкций с двумя или одним скатом. Максимально подробно этот процесс описан в наших предыдущих статьях.

Брус основы, параметры которого описаны выше, кладется на армпояс и качественную гидроизоляцию. Если необходимо соединить мауэрлат, то бруски надрезаются на половину сечения и соединяются внахлест с помощью прочных креплений.

Шаг IV: Укладка лежней или балок перекрытия

Если внутри дома имеются несущие стены, то на их торцы необходимо установить лежни – основу для опорных стоек кровельной системы. Если несущих перекрытий в доме больше нет, то чердачный пол перекрывается усиленными балками, на которые впоследствии и устанавливаются опоры для кровли, а после – укладывается пирог чердачного перекрытия.

Балки должны иметь сечение не менее 100х200 мм. Шаг между ними – 60 см. Вы можете немного корректировать эту цифру, в зависимости от особенностей вашего дома. Расстояние между крайними балками и мауэрлатом не должно быть менее 90 см. Это расстояние используется для монтажа полубалок карнизного свеса (выноса). Выносы крепят к двум крайним балкам с помощью прочных анкеров и усиленных металлических уголков.

Шаг V: Установка опорных стоек, прогонов и конька

Стойки – важная деталь для поддержания конструкции, они перераспределяют вес стропильной системы на лежни или балки перекрытия. Устанавливаются стойки строго перпендикулярно плоскости лежней. В четырехскатных системах опоры устанавливаются под коньковый брус (вальмовая крыша) или под угловые стропила (шатровая крыша):

Стойки должны надежно крепиться к основанию с помощью металлических пластин и усиленных уголков. Прогоны устанавливаются, как дополнительная опора для стоек. В шатровой кровле прогоны имеют форму прямоугольника, а для вальм – это обычные коньковые прогоны.

После того, как мы убедились в правильности установленных опор (с помощью метра и уровня), можно крепить верхний коньковый брус. Он монтируется на вертикальные стойки и усиливается надежными металлическими креплениями (пластинами, уголками, анкерами и саморезами). Теперь беремся за угловые выносы:

Шаг VI: Монтаж стропилин

Первыми необходимо установить боковые стропила, которые опираются на коньковый брус и мауэрлат (либо закрепляются с выносом). Для этого нужно изготовить шаблонную стропилину с соответствующими надрезами. Прикладываем стропильную ногу к коньку, отмечаем место запила карандашом, затем отмечаем место запила стропилины для стыковки с мауэрлатом и делаем запилы. Еще раз приложите стропилину к опорам, чтобы убедиться, что стыковка верная, и подправить недочеты. Теперь этот образец можно использовать для изготовления всех боковых стропилин. Монтаж стропильных ног основных скатов осуществляется по общим правилам, описанным в устройстве двухскатной стропильной системы (см. статью и видео).

Следующими монтируются диагональные (угловые) стропила. Их верхний край устанавливается на стойку и стыкуется с краем конькового бруса. Перед этим делаются замеры и соответствующие запилы стропильных ног. Нижний конец диагоналей закрепляется в углах мауэрлата:

Так как диагональные стропила длиннее всех остальных ног, они требуют дополнительной опоры. Эту функцию выполняют шпренгеля – опорные балки, которые устанавливаются под каждую диагональную ногу, в нижней ее четверти (именно здесь происходит наибольшая нагрузка). Шпренгеля, как и коньковые стойки, устанавливаются на опорные угловые балки, расположенные в плоскости балок перекрытия.

Между угловыми ребрами пространство заполняется вспомогательными стропильными ногами — нарожниками. Нижняя часть их опирается на мауэрлат, а верхняя – на диагональную стропильную ногу. Шаг между нарожниками должен быть равен шагу между боковыми стропилами (50-150 см).

Шаг VII: Обрешетка

Осталось выполнить заключительный этап формирования кровельного скелета – установку обрешетки. Это доски или бруски 50х50 мм, которые крепятся на стропила параллельно коньковому прогону и мауэрлату. Шаг досок обрешетки – 50-60 см. Этого вполне достаточно для укладки кровельного пирога. Когда предусматривается мягкая кровля, обрешетка кладется в 2 слоя (контробрешетка и обрешетка).

Напоследок несколько видеоматериалов:

Итак, мы описали монтаж стропильной системы четырехскатной крыши, его основные принципы, и даже немного углубились в некоторые нюансы. Вальмовые и шатровые конструкции – хоть и не самый простой, но вполне осуществимый вариант для каждого начинающего мастера. Особенно, если у него есть хорошие помощники. Желаем успехов в работе!

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

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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
215 100х150 100х175 100х200 100х200 100х250 100х250
175 75х150 75х200 75х200 100х200 100х200 100х200 100х250
140 75х125 75х125 75х200 75х200 75х200 100х200 100х200
110 75х150 75х150 75х175 75х175 75х200 75х200 100х200
90 50х150 50х175 50х200 75х175 75х175 75х200 75х200
60 40х150 40х175 50х150 50х150 50х175 50х200 50х200

Наши центральные стропила имеют длину 4,472 м и 4,924 м. Нарожники будут короче, поэтому можно смотреть на столбец — 3,5 м.

Для расчёта длин нарожников вспомним школу и воспользуемся свойствами подобных треугольников.

Если на рисунке AB — центральное стропило, то MN — нарожник, AC — половина длины стены (4,0 и 4,5 м соответственно), AM — шаг в зависимости от числа нарожников. MC для каждого нарожника вычисляется отдельно.

  • MN = (АВ · MC) / АС

Выполним расчёт вариантов для выбора самого экономичного расположения укороченных стропил, результаты которого сведём в таблицу.

Таблица 2. Расчёт пиломатериалов на нарожники

Шаг нарожников, см Сечение бруса, мм Нарожники длинной стороны: АС = 4,5 м, АВ = 4,472 м Нарожники короткой стороны: АС = 4,0 м, АВ = 4,9242 м
кол-во в полускате AM, м длины в полускате, м 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:

  • EF / BC = AG / AD

BC — 8 и 9 м для короткой и длинной стен соответственно.

AD — 4,924 и 4,472 м для короткой и длинной стен соответственно.

AG — 4,924 + 0,5 = 5,424 м и 4,472 + 0,5 = 4,972 м для короткой и длинной стен соответственно.

  • EF = (AG ∙ BC) / AD
  • EF = (5,424 ∙ 8) / 4,924 = 8,812 м — для короткой стороны
  • EF = (4,972 ∙ 9) / 4,472 = 10,006 м — для длинной стороны

Площадь ската рассчитывается по формуле:

  • S = (EF ∙ AG) / 2
  • S = (8,812 ∙ 5,424) / 2 = 23,9 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

22.12.16