Стропильная система шатровых крыш

Устройство стропильной системы

Стропильная система шатровой крыши – каркас на котором она держится, ее основа. В зависимости от выделяют висячую и наслонную разновидность.


Висячие стропила опираются на две точки – мауэрлат и коньковый узел, а наслонные имеют дополнительную опору на вертикальную стойку, которую устанавливают на внутреннюю несущую стену. Выбор вида стропильной системы шатровой крыши зависит от планировки и площади дома.

Опытные проектировщики кровли не рекомендуют использовать наслонную системы, если угол наклона скатов превышает 40 градусов.

Она состоит из следующих элементов:

  • Мауэрлат. В ходе строительства шатровой крыши мауэрлат из бруса толщиной 150х150 мм или более укладывают на стену, основание каждого ската. То есть, если , необходимо четыре прочных надежных бруса, обработанных антипиреном и антисептиком. Мауэрлат используют в качестве опоры для крепления стропил и распределения веса кровельной конструкции по периметру несущих стен. К слову, на внутренние перегородки, задействованные в наслонной стропильной системе тоже монтируют опорный брус, только его называют лежень.
  • Коньковый узел. Точка, в которой встречаются верхние части стропильных ног, называют конек. Кровля шатрового типа подразумевает коньковое соединение в виде узла, а не линии, как вальмовые или двухскатные.
  • Диагональные (накосные) стропила. Они расходятся от конькового узла в четыре стороны к углам мауэрлата, образуя ребра скатов. Длина накосных стропильных ног больше обычных, поэтому толщина их должна выдерживать повышенные нагрузки.
  • Нарожники. Эти элементы характерная черта шатровой крыши, они имеют различную длину, увеличивающуюся по мере приближения к центральной ноге. Нарожники закрепляют одной стороной на накосные стропила, а другой на мауэрлат. Опытные кровельщики отмечают, что ни в коем случае нельзя крепить нарожники к стойкам и коньковому узлу, это нарушает жесткость конструкции!
  • Центральные стропила. Самое длинная нога, расположенная посередине между двумя накосными, это все, что осталось от рядовых стропил, которые используются в вальмовой четырехскатной крыше.
  • Стоки. Вертикально установленные брусья, служащие опорой для конькового узла или стропильных ног. Их задействует шатровая крыша с наслонной стропильной системой.
  • Затяжки и ригеля. Горизонтальные перекладины между стропильными парами, гасящих распирающую нагрузку на стены дома. Чем выше расположена затяжка, тем толще должен быть используемый брус.
  • Подкосы и подпорки. Устанавливаются под углом 45 градусов к стропильным ногам. Они необходимы для того, чтобы снизить прогиб стропил по тяжестью собственного веса.
  • Обрешетка. Служит основой для настила кровельного покрытия. Мягкая и рулонная кровля нуждается в оборудовании сплошной обрешетки из листов влагостойкой фанеры, а для профнастила и металлочерепицы достаточно решетчатой

Формирование кровельного пирога

Кровельный пирог для шатровой крыши устраивается так же, как и для любой другой. Если крыша будет холодной, то её пирог выглядит так:

  • стропила;
  • обрешётка;
  • фанера или ОСБи;
  • подкладочное покрытие;
  • внешнее покрытие.

Теплоизоляция нужна, если под кровлей будет устроено мансардное помещение. После утеплителя крепится мембранная пароизоляционная плёнка. Сверху материалы фиксируются рейками, чтобы избежать провисания, а поверх реек прикручивается гипсокартон или любой другой отделочный материал.

Когда каркас полностью готов, его можно обшивать. Снизу вверх по стропилам внахлёст раскатывается рулонная гидроизоляция. Её пристреливают строительным степлером и прибивают рейками контробрешётки к стропильным ногам. Выбор обрешётки зависит от покрытия — под мягкую кровлю нужна сплошная из фанеры или доски, а под жёсткую годится и разреженная компоновка элементов. На обрешётку укладывается кровельное покрытие, монтаж которого согласуется с выбранным материалом.

При устройстве кровельного пирога важно соблюдать последовательность слоёв

Выбор внешнего покрытия для шатровой крыши

Внешняя отделка крыши может быть любой, но при выборе учитывается крутизна скатов:

  • от 12 и до 80 градусов — металлопрофильные покрытия, ондулин, гибкая черепица;
  • от 30 градусов — керамическая черепица.

Верхнее покрытие на шатровые кровли укладывается особым образом — с середины. Для определения середины от пика к мауэрлату прокладывают маркировочный шнур. При расчётах нужно добавить не менее 15% запаса для материалов, что ложатся внахлёст, и 20% запаса на отход.

Выбор внешнего покрытия достаточно широк

Доборные элементы для шатровой крыши

Кровельный конёк — это верхняя деталь кровли, располагающаяся по рёбрам пересечения скатов.

Конёк выполняет как защитную, так и декоративную функцию

Основное назначение конька — перекрывать зазоры между скатами и обеспечивать защиту межкровельного пространства от влаги, мусора и насекомых. Второстепенная функция — декоративная. Грамотно смонтированная коньковая планка также будет залогом хорошей подкровельной вентиляции, ведь именно через конструктивный зазор между кровлей и плоскостью конька осуществляется воздухообмен.

Крепёжные элементы

Помимо большого количества элементов из древесины, понадобятся металлические крепления — анкерные болты, саморезы по дереву и гвозди. Профессионалы советуют выбирать плавающие крепления. Это касается соединений стропил с мауэрлатом. Таким образом, крыше не будет страшна естественная усадка дома из дерева или брёвен.

Для устройства шатровой крыши кроме деревянных потребуются металлические крепления

Установка аэраторов

Отсутствие кровельной вентиляции может привести к печальным последствиям. Под крышей накапливается сырость, кровельный материал начинает разрушаться и протекать. Чтобы избежать подобных проблем, на кровле устанавливают специальные вентиляционные каналы, или аэраторы. Благодаря им воздух свободно циркулирует под кровлей, избыточная влага испаряется, и кровельный пирог остаётся сухим. При обустройстве мансарды аэраторы не только рекомендуются, но и необходимы. Обычно они сделаны из прочного пластика. Аэраторы бывают коньковые (непрерывные) или точечные.

Коньковый устанавливается по всей протяжённости конька и выглядит как угловой элемент с отверстиями, прикрытыми барьерами от мусора и насекомых. Установка его достаточно проста и рекомендуется для кровель с уклоном 12–45 градусов.

Коньковый аэратор устанавливается по всей длине конька

Точечный аэратор монтируется на отдельных участках — на скатах или коньках на расстоянии 0,5–0,8 м от горизонтальных рёбер. Он напоминает вентиляционную трубу с защитным колпаком. С кровлей его соединяет плоское основание или юбка.

Точечный аэратор монтируется на отдельных участках и соединяется с кровлей юбкой

Несущая система: точность расчетов во избежание просчетов


Считается, что строительные работы уступают по сложности расчетному периоду. Здесь тонкость заключается в правильном результате вычислений стропильной системы. Существует несколько вариантов:

  • оплатить работу профессионала-архитектора;
  • подобрать вариант из существующих готовых проектов;
  • применить школьные познания по геометрии и математике, произвести вычисления самостоятельно.

В последнем случае можно сэкономить средства на услугах, избежать случайных ошибок готового проекта (на который нет гарантии). Чтобы проверить себя, не поленитесь, просчитайте все дважды.

В принципе, нужно собрать в конструкцию треугольные боковины под такими углами, чтобы они прочно стояли на потолочине и сходились в верхней точке. Вычисление угла между скатами требует предварительного определения площади треугольной фигуры. Пользуясь приведенной ниже формулой, находим длину стропила, высоту и площадь всей поверхности:

S = а * h/2

где:

а – длина основания равнобедренного треугольника;

h – высота.

Т.к. все скаты одинаковые, то полученную величину умножают на количество плоскостей и получают суммарную площадь каркаса стропил. На этом этапе ориентировочно просчитывается число и стоимость кровельного материала.

Если потолочина выполнена в виде прямоугольника, тогда стропильный каркас будет состоять из двух треугольных конструкций и двух трапецеидальных. Вооружившись учебником по геометрии, вычисляют общую площадь покрытия. Она будет состоять из площадей двух треугольных фигур плюс суммарная площадь двух трапеций. При этом площадь трапеции вычисляется по формуле:

S = (с + d)*h

где:

с, d – длины оснований трапеции,

h – высота.

Шатровая крыша и начало работ по ее монтажу.

До установки потолка рекомендуется выполнить монтаж шатровой крыши.

В начале проведения работ необходимо уложить брус (металлическую или деревянную балку) по периметру дома (поверх стен), чтобы по всей поверхности равномерно распределялся вес. Этот брус называется мауэрлат и крепится специальными шпильками на стену дома. Далее необходимо произвести следующие действия:

— сначала нужно разметить ось (с торца дома по верхней обвязке);

— произвести расчет 1/2 толщины конькового бруса и отметить место, где установится первый элемент стропильной системы;

— после нужно приложить к отмеченной линии замерную рейку (один конец) и разметить место промежуточного стропила;

— необходимо рассчитать расположение других элементов центральных стропил, путем перемещения рейки по боковой стене и разметкой дислокации каждого из стропил;

— далее следует выполнить те же действия на трех других углах.

Шатровая крыша и элементы ее расчета.

Замерная рейка понадобится для выполнения расчета, ее изготавливают из обычной фанеры, составляющей 5 см в ширину. Существует также специальная таблица соотношений между длиной стропил и их расположением. Исходя их приведенных в таблице данных, длина ноги каждого из стропил является произведением коэффициента (углового ил промежуточного) ее проекции. Рекомендуется производить расчет по данной таблице для повышения достоверности и точности вычислений.

Уклон крыши Коэффициент для промежуточного стропила Коэффициент для углового стропила
3:12 1,031 1,016
4:12 1,054 1,027
5:12 1,083 1,043
6:12 1,118 1,061
7:12 1,158 1,082
8:12 1,202 1,106
9:12 1,25 1,131
10:12 1,302 1,161
11:12 1,357 1,192
12:12 1,414 1,225

Конструкция шатровой крыши

В основе конструкции обязательно присутствует мауэрлат (мощный брус или бревно), сбитый в цельную раму по форме основания и уложенный поверх армопояса. Вся система стропил привязана к мауэрлату. Выглядит она как четыре наклонных бруса сечением 50 на 100 мм, скреплённых в центре крыши (размер бруса зависит от габаритов и веса будущей кровли). Если дом сложен из камня или кирпича, в качестве мауэрлата выступает верхняя обвязка стеновой панели, в деревянных постройках — верхний венец сруба. Мауэрлат обязательно гидроизолируют (например, рубероидом). Потом его закрепляют на внутренней верхней части подготовленных и выровненных стен.

Коньковый узел шатровой крыши соединяется в одной точке

Постройка четырёхскатной крыши требует использования большого количества деревянных элементов. Перед использованием их следует обработать противопожарным и антисептическим средством.

Для возведения строений с эркером шатровая крыша не подходит, так как форма коробки у неё квадратная. Поэтому обычно используется полувальмовый тип крыши.

Виды стропильных систем для шатровой крыши


По своей структуре стропильная система будущей шатровой крыши бывает или наслонной, или висячей. Висячая стропильная система отличается тем, что её балки опираются прямо на стены. Она чаще всего применяется при большом размере пролётов, когда другой опоры нет, а подпорки не предусмотрены. При таком варианте образуется горизонтальная распирающая сила, и чтобы её уменьшить, используют затяжки.

Наслонную систему не рекомендуется использовать при угле скатов свыше 40°

Процесс строительства и ремонта такой крыши сложен, поэтому обычно предпочтение отдаётся наслонной стропильной системе. Она более удобна с точки зрения монтажа и эксплуатации, а нагрузка на стены практически отсутствует. Для её установки подойдёт крыша, имеющая наклон не более 40 градусов. Для монтажа необходима несущая внутренняя стена или дополнительные опоры по центру крыши. Распоры на стены в этом случае не нужны, так как у крыши имеются опоры на пике и на стропильных ногах.

Благодаря дополнительным опорам наслонная стропильная система более удобна для монтажа и эксплуатации

Допустимый размер пролёта — около 4,5 м. Если он больше и одной центральной опорой ограничиться нельзя, то устанавливаются подкосы.

Подкосы — это опоры для стропильных ног

Элементы стропильной конструкции

В стропильную систему шатровой крыши входят следующие основные элементы:

  • мауэрлат — опорный каркас для нижней части стропил;
  • диагональные или накосные стропила, установленные по углам основного каркаса;
  • нарожники — укорочённые стропила, прикрепляемые к накосным;
  • стойки и подкосы — опоры для стропильных ног;
  • лежни — укладываются на столбики из кирпича в качестве подпорок для подкосов и стоек;
  • ригели для упора стропильных ног друг в друга возле пика;
  • прогоны — параллельные мауэрлату балки (используются в зависимости от типа конструкции и имеющихся опор);
  • шпренгели — дополнительные опоры для придания постройке жёсткости.

Стропильная система из металлического профиля

Стропила из металлических ферм обладают большой прочностью и выдерживают значительные нагрузки, что делает здание более долговечным. Металлические фермы можно эксплуатировать более 100 лет. Обычно их используют, если длина скатов превышает 10 метров. Собрать такую конструкцию проще, чем деревянный каркас, так как можно приобрести уже готовые для монтажа элементы. Минус металлических ферм только в том, что их сложнее утеплять. На них появляется конденсат, который оказывает разрушительное воздействие на кровельный пирог. Поэтому для жилых строений предпочтительнее дерево.Можно также комбинировать металлические и деревянные стропила. Но при этом деревянные части должны быть хорошо обработаны антисептическими средствами.

Металлические стропила чаще используются для промышленных зданий

Как сделать шатровую крышу своими руками

Когда все узлы шатровой кровли рассчитаны, разработан проект, приступают к строительным работам:

Монтаж начинают с укладки мауэрлата и лежня. Брус располагают по периметру стен, предварительно подложив рубероид. После затяжки гаек на резьбовых анкерах приступают к укладке балок перекрытия. Первый элемент монтируют по центру, а от него идут в противоположные стороны к краям здания.

По центру шатровой кровли для конькового узла ставят вертикальную опору, сделанную из бруса. Заготовку используют с размером стенок 150х150 мм. После выставления по уровню брус фиксируют временными укосинами.

Дальнейший монтаж предусматривает установку накосных ног. Снизу заготовки крепят к мауэрлату. В верхней части создают коньковый узел. Концы ног монтажными стальными накладками фиксируют к центральной опоре. От конькового узла к мауэрлату натягивают разметочный шнур и по нему устанавливают нарожники. Свесы ног соединяют ветровой доской. Если проект предусматривает, то на этом этапе ставят затяжки и подкосы.

Когда каркас шатровой кровли будет готов, на стропила укладывают гидроизоляционный материал. Края полос должны заходить внахлест с запуском 200 мм. Гидроизоляцию к стропилам крепят скобами строительного степлера или тонкими планками и гвоздями. Следующим этапом создается обрешетка.

Сверху на обрешетку укладывают кровельное покрытие. Технология зависит от выбранного материала

Важно учесть, что использование больших листов для шатровой кровли не выгодно. Из-за наличия треугольных скатов получается много подрезки

Материал идет в отходы. Для круглой крыши используют гибкую кровлю. Твердым листам невозможно придать форму конуса. Стыки кровли закрывают доборными элементами.

Традиционным завершением шатровой кровли является установка водостоков, проходных элементов для вывода труб из помещения на крышу.

Возводить шатровую крышу сложно. Видео инструкция поможет разобраться в трудных нюансах:

Расчет шатровой стропильной системы

Произвести расчет кровельной конструкции можно собственными силами. Для этого стоит знать следующие замеры:

  • длина и ширина основания;
  • форма основания;
  • параметры скатов, то есть высота, угол наклона и так далее;
  • размер карнизного свеса.

Может показаться, что сделать чертеж шатровой крыши довольно легко. Ведь достаточно сделать все требуемые замеры и подставить их в соответствующие формулы. Однако, на практике все не так легко и зачастую оптимальным вариантом будет обращение за помощью к специалистам. Если все же есть желание сделать все самостоятельно, то в помощники можно взять онлайн-калькуляторы расчета кровель, которые в широком многообразии представлены в интернете. Особенно хорошо такие программы помогут рассчитать требуемое количество кровельного покрытия.

Начинать проектирование следует с вычерчивания контура строения. Стоит отметить, что высота крыши не зависит от параметров стен, а, значит, может быть самой различной

Однако, важно учитывать снеговые, ветровые и дождевые нагрузки в конкретном регионе. Так как, чем меньше угол наклона, тем дольше осадки будут задерживаться на поверхности крыши

Рекомендуемый вариант – это скаты с наклоном 25-60 градусов. Более острый угол будет сложно выполнить, в связи с тем, что потребуется скаты дополнительно укреплять, а это также приведет к повышению бюджета строительства. Следующий важный момент – это расчет всех элементов стропильной системы. Произвести подсчеты площади кровли можно при помощи теоремы Пифагора. Если в основании крыши квадрат, то скаты будут иметь форму равнобедренного треугольника, а также одинаковый угол наклона и размеры. Достаточно рассчитать один фрагмент, а затем перенести его на 3 оставшихся.

Монтаж и установка стропильной системы

Перед тем, как приступит к монтажу, нужно подобрать необходимые материалы и инструменты. Кроме этого, неплохо будет обзавестись прорисовкой всей конструкции на бумаге. Из материалов обязательно понадобятся: теплоизоляция (минеральная вата, например), гидроизоляция, пароизоляция, деревянные балки, кровельный материал, дерево для обрешетки. Необходимые инструменты: дрель, шуруповерт, молоток, гвозди, саморезы, уровень, рулетка, мерная  рейка и т.д.


Схема четырехскатной крыши предполагает наличие стропил, опорных брусьев, раскосов, и других элементов, необходимых для придания всей конструкции жесткости.

Стропила, имеющие сечение от 5?15 см придадут надежность конструкции. Когда пойдете за покупкой пиломатериала на стропила, не выбирайте мокрый, крученый или с серьезными изъянами.

Монтаж кровли всегда производят снизу вверх. Первым делом укладывают опорные балки (мауэрлат), на которые впоследствии  устанавливают стропила. Так у вас получится нижний каркас, который должен выходит за пределы стен на 40-50 см. Не желательно, чтобы выпирание стропил от краев стен превышало оговоренные выше пределы, иначе объект будет выглядеть негармонично.

Если у здания деревянные стены, опорные балки не нужны, так как в роли мауэрлата будет выступать  верхний  венец сруба.

Устройство и расчет диагональных стропил

После из каждого угла здания устанавливаются каркасные стропильные ноги, они называются накосными (диагональными). Верхние части стропильных ног, если необходимо, можно придержать системой из раскосов и стоек.Их главная задача — разгрузить стропила, путем перераспределения нагрузки по внутренним стенам или опорным столбам, а также — придать всей конструкции достаточную жесткость.

Следует с особой тщательностью отнестись к узлам присоединения стропильных ног к мауэрлату. Это главные точки, которые отвечают за прочность стропильной системы в целом. Свес четырехскатной крыши  регулируется посредством  длины диагональных стропил.

В тех местах, где отсутствуют несущие стены, пятки стропил можно разместить на продольных балках (боковых прогонах). Кроме этого монтируется балка в центре, она крепится на трех подпорках: посередине и с двух концов.

Если у вас большая площадь крыши, не обойтись без обустройства шпренгельных ферм, которые примут на себя часть нагрузки  от накосных стропил. Шпренгельные фермы нуждаются в устройстве затяжек, на которые они будут опираться.  Иногда их можно закрепить на имеющихся поперечных или продольных балках.

Параметры, связанные с высотой и степенью наклона кровли определяются именно высотой накосных стропил и горизонтальной верхней балкой (коньковым прогоном).

После того, как установили направляющие стропила, приступайте к постройке основного каркаса. Наклонные (нарожные) стропила закрепите к опорным балкам, а также коньковому прогону.

Устанавливать их следует с шагом 40-50 см, не больше.В случае, если промежутки будут слишком большими, стропильная система,возможно, не выдержит нагрузок от выпавшего снега.Схема стропильной системы четырехскатной крыши обязательно должна учитывать этот факт.

Основные рекомендации по установке вальмовой конструкции:

  • дабы свести вероятность возникновения ошибок к минимуму, используйте при замерах не рулетку, а специальную мерную рейку;
  • наметьте осевую линию по верхней обвязке торцевой стены. После этого замерьте половину толщины конькового бруса, нанесите линию размещения первого из всех центральных промежуточных стропил;
  • совместите конец рейки и линию размещения того из стропил, которое вы пометили чуть раньше. На другой конец мерной рейки скопируйте линию внутреннего контура боковой стены (тем самым вы произведете заложение промежуточного стропила). Перенесите линию наружного контура стены и свес крыши на мерную рейку;
  • для определения будущего места нахождения второго из центральных стропил, передвиньте мерную рейку на стену сбоку, перенесите на неё нужное заложение стропила от внутреннего угла верхней обвязки;
  • повторите весь алгоритм действий в каждом из углов. Придерживаясь этой схемы, вы определите расположение концов конькового бруса, а также всех центральных промежуточных стропил.

После установки стропильной системы в соответствии с планом, делают обрешетку, пароизоляцию, гидроизоляцию, контробрешетку, а также утепление кровли.

Кровельные элементы изделия

Стандартная технология предполагает наличие следующих деталей, без которых невозможно выполнить строительство:

  1. Коньковый узел. Считается наисложнейшим элементом кровли в монтаже, правда, если крыша не квадратная.
  2. Нарожники. Для вспомогательной разгрузки давления и укрепления накосных балок служат нарожники.
  3. Мауэрлат. Эта часть крыши является основанием. Выбираются брусья большого диаметра, устанавливаются на поверхность короба дома, закрепляются между собой, а затем на них выполняется монтаж всей системы.
  4. Накосные стропила. Для распределения нагрузки всей кровельной системы предназначаются специальные доски, которые монтируются по углам всего каркаса. Эти детали считаются наидлиннейшими стропильными элементами.
  5. Подкосы. Они играют роль опорных деталей для стропильных ног.
  6. Основные стропила. Этот кровельный элемент выполняет функцию соединения между коньковой частью и накосными стропилами. Они также влияют на то, какой будет высота шатровой крыши.

Вспомогательными деталями для стропильной системы служат прогоны, ригели, опоры, лежни. Они предназначаются для дополнительного укрепления всех соединений на крыше. Если климат региона ветреный, то без них не обойтись.

Перед подобными работами всегда создается чертеж, на котором все уже заранее рассчитано и подогнано по размерам.

Кровельные работы ↑

При перекрытии шатровых крыш лучше всего использовать битумную черепицу или другой штучный кровельный материал. При использовании длинных листов металлочерепицы или профнастила будет больший перерасход, вследствие кроения под треугольные формы скатов.

Монтаж проводят, следуя рекомендациям производителей конкретного типа материала, и соответствующего крепежа.

Завершает кровельную эпопею установка снегозадержателей и водосточных систем.

И если по второму пункту стоит придерживаться общепринятых методов сборки, то устройства подбираются исходя с индивидуальных параметров крыши.

На скатах с крутыми наклонами преимущественно монтируются барьерные типы устройств снегового сдерживания, а если угол уклона небольшой, нужны пропускные снегорезы.

Обратите внимание Отдельно подбираются конструкции для мягких крыш, на которых чаще всего монтируют несколько рядов бугелей (снегосдерживающих крючьев). Такие точечные системы применяются на скатах с уклоном до 30°.. Сборка любой крыши требует точного соблюдения нормативных правил, для чего на всех этапах от расчетов до кровельных работ обязательно следуют рекомендациям

Сборка любой крыши требует точного соблюдения нормативных правил, для чего на всех этапах от расчетов до кровельных работ обязательно следуют рекомендациям.

https://youtube.com/watch?v=7pCBQfbyBWs%3F

2020 stylekrov.ru


С этим читают