Устройство стропильной системы шатровой крыши, чертежи и фото

Проектирование вальмовой крыши

Разработка проекта производится на основе действующих нормативов — СП 17.13330.2011, СП 31-101-97, СП 20.13330.2010, СП 70.13330.2011 и других. Параметры кровли рассчитываются исходя из действующих нагрузок и известных характеристик дома — длины, ширины, толщины стен и их высоты. Изначально нужно выбрать кровельное покрытие, от которого будет зависеть тип обрешетки — сплошной под мягкое или разреженный под жесткое.

Стропильная система вальмовой крыши состоит из элементов:

• мауэрлат;
• основные стропила;
• коньковая балка, на которую опираются основные стропила;
• угловые стропила (накосные стропила, ендовая балка), где стыкуются 2 ската;
• короткие стропила — нарожники, длина их зависит от расстояния между стеной и ендовой балкой.

При расчете определяются их сечения, длина и способы крепления. Чтобы каждый раз не проделывать большую работу, для средней полосы рекомендуются оптимальные параметры типовых конструкций:

• угол наклона — 20-45%;
• длина карнизного свеса — 50-100 см;
• фронтонный выпуск — 40-70 см;
• сечение мауэрлата — 100х150, 150х150, 200х200 мм;
• стропила — 50х150, 50х200 мм;
• отношение глубины запила к ширине стропил — 1/4-1/3;
• шаг стропил — 0,6-1 м;
• обрешетка — 25х100, 40х150 мм;
• контробрешетка — 30х50 мм;
• шаг обрешетки под мягкую кровлю 10-100 мм, металлочерепицу и профнастил 300-650 мм;
• толщина теплоизоляции — 100-200 мм;
• нахлест гидроизоляции — 100-200 мм.

Принимая эти рекомендуемые значения для составляющих своей кровли, можно по геометрическим формулам найти длину всех элементов стропильной системы.

Поскольку расчет достаточно объемный, требует профессиональной подготовки и знания теоретической базы, для упрощения задачи рекомендуется использовать онлайн программы для вальмовых крыш.

Скаты и вальмы могут располагаться с одинаковым уклоном или под разными углами. Равноугольную конструкцию рассчитать гораздо проще, достаточно знаний геометрии и обычного калькулятора.

Подготовка: проектирование, расчеты, инструменты, материалы

конструкция имеет много сложных элементов, которые нужно идеально подгонять

Для того, чтобы начать строительство требуется использовать готовый чертеж.

В нем должны быть указаны все точные размеры (длина, толщина) балок, а также материалы, которые будут применяться для кровли. Чертеж делается на основе конструкции стен, а также из расчетов погодных условий в регионе (осадки и ветер).

Хорошим вариантом при проектировании считается использование 3D модели крыши, особенно если она имеет ломанную форму. При расчете рисуется схематическое изображение кровли, которое требуется разделить на простые геометрические фигуры. Это поможет более правильно рассчитать необходимые материалы.

Например, при большом количестве снега зимой следует делать более крутой наклон, но при этом возрастает парусность конструкции, из-за чего сопротивление ветру будет ниже. Также на кровельных материалах указывается допустимый угол наклона, при котором их можно использовать.

Для постройки требуется:

• пила по дереву с разным сечением зубьев;
• стамески;
• молотки;
• болгарка (для обрезки анкерных креплений);
• дрель с набором длинных сверл по дереву;
• рубероид для гидроизоляции балок;
• анкерные крепежи и гвозди;
• кровельный материал.

А также деревянные балки под:

• мауэрлат (не меньше 150 мм);
• перекрытия (от 200 мм);
• прогоны и подкосы (50х150 мм);
• диагональные стропила (100х150 мм);
• ригеля (50х200 мм);
• подвесные стойки (25х150 мм).

Также в зависимости от конструкции крыши могут пригодиться металлические скобы и саморезы.

Делаем сами шатровую крышу

Несмотря на всю сложность конструкции шатровой кровли, сделать такой тип крыши самостоятельно вполне возможно.

Порядок сооружения шатровой крыши включает в себя несколько последовательно выполняемых действий:

1. Создание проекта шатровой кровли и проведение всех необходимых расчётов.
2. Приобретение требуемых материалов и приготовление инструмента.
3. Крепление мауэрлата по всему периметру основания строения.
4. Установка опорной балки для стропил параллельно мауэрлату (допустимое расстояние между ними 450 см).
5. Крепление диагональных элементов, раскосов, подкосов к основе стропил.
6. Утепление крыши.
7. Монтаж финишной кровли и дополнительных элементов для стока, вентиляции и др.

Полезные советы по строительству шатровой кровли

Профессионалы плотницкого дела делятся советами, которые обязательно нужно принимать во внимание при строительстве шатровой крыши:

• не использовать древесину разных пород;
• не собирать несущие элементы кровли из реек размером менее 150 на 50 мм;
• не крепить к опорной стойке коньковой части короткие детали, их закрепляют по углам;
• обязательно применять промежуточные стропильные ноги (в центре кровли).

Пошаговая инструкция по возведению шатровой крыши

Рассмотрим строительство шатровой восьмискатной кровли на конкретном примере. Крыша будет предназначена для постройки размерами 10 на 10 метров с перегородкой посередине (несущая конструкция).

1. Устанавливаем мауэрлаты. Для этого используем брус с сечением 100*150 или 150*150 мм) и крепление при помощи шпилек (резьба более М12).
2. Укладываем балки перекрытия и выноса, двигаясь от центра к краям и сохраняя одинаковое расстояние между ними (не меньше одного метра или восьмидесяти сантиметров).
3. Применяя брус 150 на 150 мм, монтируем центральную опорную стойку в коньковой части крыши. При этом обязательно проверяем вертикальность при помощи отвеса и рейки. Фиксируем стойку при помощи временных укосин, которые демонтируются после установки центральных стропил.
4. Прикрепляем четыре центральных стропила. «Сшивают» эти элементы металлическими уголками или при помощи гвоздей.
5. Монтируем диагональные стропила, соблюдая необходимый уклон. Если эти элементы стыкуют из двух частей, то в месте соединения деталей делается дополнительная опора. Чтобы снизить нагрузки на балки, крепёж таких стоек желательно сместить к несущим стенам.
6. Укладываем и крепим рядовые стропила, опора при этом идёт на мауэрлаты и опорный брус коньковой части. Расстояние между стропилами — около 600 мм.
7. Прикрепляем нарожники, стараясь сохранять параллельность между ними и стропилами. Если крыша монтируется с выносами, то под нарожники в этой части кровли делаем подпорки.
8. Делаем обрешётку, применяя бруски (50 на 50 мм) или доски толщиной 20–25 см.
9. Укладываем материалы для тепло- и гидроизоляции.
10. Пришиваем при помощи саморезов к обрешётке кровельный материал.
11. Подшиваем карнизы, устанавливаем водостоки, вентиляционные элементы.

Видео: строим сами шатровую крышу

Взвесив все положительные и отрицательные моменты в эксплуатации шатровой крыши, можно решиться на её постройку своими силами. Главное — всё просчитать и следовать чётким инструкциям, которые дают профессионалы строительного дела.

Голландская крыша и ее особенности

Устройство двускатной полувальмовой крыши в голландском варианте обычно таково, что под потолком мансарды находится чердак, в котором освещение и вентиляция обеспечиваются слуховыми окошками, монтируемыми во фронтонах.

При данном исполнении мансарда выходит намного удобнее, ее потолок будет скошен только в двух местах, в датском варианте – в четырех.

Монтаж стропильной системы крыши голландского типа

Голландская крыша имеет довольно сложное устройство, к тому же, требующее большого количества материалов.

Взглянув на схему стропильной системы полувальмовой крыши, легко убедиться, что при ее возведении используется очень много элементов: различные стропила, упоры, подкосы, шпренгели. Все это очень затрудняет ее монтаж.

Поэтому независимо от того, знаете ли вы, как делать полувальмовые крыши или нет, прежде чем приступить к работе, нужно составить точный проект, в котором будет отображена ее конструкция и проведены расчеты.

При устройстве стропильной системы следует соблюдать следующий порядок:

1. Перед укладкой мауэрлата по всему периметру здания делают бетонный армированный пояс с одновременным закладыванием в него креплений под брус. В качестве крепления пользуются шпильками, располагают их с шагом 100-120 мм. Для упрощения монтажа желательно шпильки устанавливать в местах, не совпадающих с креплением стропил к брусу.
2. Далее укладывается слой утеплителя и монтируется мауэрлат. Это брус, выступающий в качестве привязки стен к крыше дома и распределяющий нагрузку от стропил на всю верхнюю часть строения. Фиксация мауэрлата происходит при помощи гаек и шайб, закручиваемых на шпильки. В данном варианте конструкции крыши мауэрлат укладывается на боковые скаты как в обычной вальмовой, а на вальмовых скатах он ложится на верх фронтонов и крепится анкерами.
3. Устройство продолжается установкой конькового бруса (или прогона). Это очень важный элемент стропильной системы. Он представляет собой горизонтальную балку, установленную в самой вершине крыши. Располагается между торцевых скатов и служит для соединения или опоры стропил. Для его изготовления используют тот же материал, что для мауэрлата и стропил.
4. В полувальмовой крыше голландского типа скаты вальмы монтируются с использование накосных и угловых стропил (нарожников), длина которых варьируется в соответствии с конструкцией. Накосные (диагональные) стропила устанавливаются от углов здания к торцу конькового прогона. На них приходится самая большая нагрузка.
5. Накосные стропила устанавливаются одним концом на мауэрлат фронтонов, расположенных под вальмой, а другим крепятся к торцу бруса конька.
6. Рядовые стропила боковых (основных) скатов соединяются с основным мауэрлатом и коньковым прогоном.
7. Нарожные стропила (боковых скатов и вальм) в свою очередь крепятся к накосным.

Если вы решили построить двухскатную полувальмовую крышу своими руками, нужно очень ответственно подходить к выбору материала для изготовления элементов стропильной системы.

Стандартный материал для стропил доска с сечением 150 мм на 50 мм, желательно хвойных смолистых пород дерева, лучше всего сосны. Из лиственных пород предпочтительнее использовать лиственницу. Материал должен быть сухим, во избежание деформации системы в процессе дальнейшей эксплуатации. Также нужно провести обработку дерева специальным противомикробным средством.

При наличии больших пролетов, необходимо усиление системы при помощи подкосов и упоров, а накосные стропила усиливают, как правило, при помощи шпренгелей (или ферм).

Все эти элементы упираются либо на плиты, либо на балки перекрытия с использованием специальных затяжек.

Далее приступают к заключительному этапу строительства: монтаж обрешетки, гидроизоляции, пароизоляции, теплоизоляции и наконец, кровли.

«Конверт». Беседка

Наиболее интересным примером может послужить кровля с четырьмя скатами для беседки. Хотя вариантов для применения подобной конструкции множество.

Несколько изменится последовательность работ:

• Сначала делается установка ног стропил по диагонали;
• На высоте по проекту проводится монтаж сдвоенных перемычек. Это своеобразные ригели ферм стропил. Квадратную форму образуют перемычки, где стороны строго симметричны;
• У вальм центральные части и перемычки скрепляются;
• Нижняя часть приделывается к мауэрлату, то есть веранде по ее обвязке;
• Проводится разметка точек для установки нарожников;
• Их спилы должны примыкать к диагоналям. Крепятся они гвоздями.
• Для вальмы можно выполнить один шаблон;
• Верхние спилы потребуют нескольких шаблонов. Это стропилины для ног, а также элементов к диагоналям;
• Купол выполняется на ровной поверхности, после чего поднимается;
• Стены каркаса миниатюры обтягиваются сеткой. Она может быть металлической или полимерной.

Упрощенный расчет стропильной системы шатровой крыши и выбор типа ее конструкции

Рассчитывается стропильная система шатровой крыши на основе основных показателей высот и длин будущих элементов конструкции. Все подсчеты проводятся максимально точно (с учетом даже нескольких сантиметров), округлять показатели нельзя. Для того чтобы определиться с количеством требуемого материала необходимо узнать общую площадь поверхностей будущей конструкции. Рассмотрим вычисления для стропильной системы шатровой крыши на определенном примере:

1. Наклон конструкции будет сделан под углом в 40˚ (наклон ската относительно плоскости, размещенной на стенах дома). Здание имеет правильную геометрическую форму — равносторонний прямоугольник (квадрат). Длина одной его стороны 8м.

2. Сначала необходимо просчитать на какую высоту будет поднят конек кровли над зданием. Для этого разделяем длину стены пополам и умножаем на тангенс выбранного угла наклона: 8/2*0,8391=3,3564 м.

3. Скат кровли (одна из ее сторон) условно разделяется на две геометрические фигуры: треугольник и трапеция. Треугольник – это часть ската от конька до верхнего основания стен дома. Трапеция – часть ската, выходящая за пределы внешних стен (так называемый карнизный свес).

4. Необходимо найти площадь треугольника. Для этого определяем его высоту при помощи разделения высоты подъема конька на синус угла наклона ската: 3,3564/0,6428=5,2215 м. Площадь его высчитываем путем умножения стороны стены на найденную высоту и разделением этого показателя на два: 8*5,2215/2=20,886 м2.

5. Для нахождения площади трапеции необходимо найти длину ее нижнего основания. К длине стены прибавляем высоту, умноженную на сумму котангенсов нижних углов. Так как форма трапеции у нас правильная, то углы нижние равны 45˚. Длина свеса должна быть не менее 50 см, лучше больше. Итак, считаем: 8+0,5*(1+1)=9 м. Площадь вычисляется посредством суммирования двух оснований, разделения их надвое и умножения на высоту: (8+9)/2*0,5=4,25 м2.

6. Общая площадь поверхностей кровли вычисляется посредством суммирования площадей вышеназванных фигур и умножения на количество основных составляющих (скатов). Получается следующее: (20,886+4,25)*4= 100,544 м2.

расчет стропильной системы стропильная система шатровой крыши — схема узлы стропильной системы

Неизвестные вам показатели синусов и тангенсов указаны в математических таблицах.

Конечно, приведенные расчеты очень примитивны и не отражают всех параметров, которые учитывают профессиональные инженеры при проектировании кровли. Они служат лишь для наглядности процесса, расчета количества требуемых материалов и не являются рекомендацией. Для расчета несущей способности будущей кровли стоит обратиться к специалистам.

Возвести кровлю такого плана можно двумя способами: при использовании конструкции наслонного типа или висячего. Последний вариант применяется крайне редко из-за чрезмерной сложности исполнения, может быть использован только в крайних случаях, когда нет возможности опереть систему на внутренние подпорки (внутренние несущие стены или прочие опоры).

Вальмовые конструкции крыш

Плоскостной план вальмовой крыши. C его помощью можно быстро рассчитать площадь кровли.

Прежде чем приступать к устройству вальмовой крыши, необходимо выполнить чертеж стропильной системы. Это облегчит производство монтажа и поможет выполнить расчет необходимого количества строительного материала. Для этого нужно определиться с будущим уклоном скатов крыши. Больше материалов необходимо для обустройства крыши с большим уклоном. Точный расчет будет гарантией долговечности службы вашей крыши, ее надежности и внешнего вида.

Устройство стропильной системы вальмовой крыши следует начать с мауэрлата, на который будут опираться стропила. Под мауэрлат необходимо оборудовать армирующий пояс из железобетона, он поможет усилить несущую способность стены.

Формула расчета вальмовой крыши. Угол наклона скатов трапецивидной формы является определяющим.

Поверх кирпичной стены устанавливается опалубка, в которую располагают арматурный каркас, после чего горизонтально заливают бетон. В процессе работы в каркас крепятся из оцинкованного металла шпильки 10 мм диаметром. Они должны выступать из мауэрлата на 3 см. После застывания бетона верхнюю его часть обрабатывают горячим битумом и клеят рубероид. Это поможет сохранить древесину мауэрлата от гниения. Сверлят отверстия в брусе и насаживают его на выступающие шпильки, и затягивают гайки.

Для мауэрлата используется, как правило, деревянный брус, предварительно обработанный антисептиком, сечением 100*150 мм или 150*150 мм. Параллельно будущему коньку на мауэрлат укладывают центральную балку. Позже на эту балку будут устанавливаться стойки, которые будут поддерживать конек.

Составляющие конструкции каркаса

Стропильная система четырехскатной крыши – это каркас, который состоит из различных стропил вальмовой крыши: рядовых, накосных, диагональных, нарожников, затяжек, подкосов. Для усиления накосных стропил иногда используется такой конструктивный элемент, как шпренгель.

Шпренгель представляет собой балку из бруса, прокинутую на угол по пересекающимся стенам наружи. Для того чтобы балка не прогибалась, устанавливают два подкоса в шпренгельную конструкцию. Такую опору называют шпренгельная ферма.

Схема разметки крыши вальмового типа.

Все стропила изготавливаются из хвойных пород древесины, они должны быть высушены до 20% влажности. Методом спаривания двух досок удлиняют стропильные ноги, что придает дополнительную прочность. Антисептическим средством обязательно должны обрабатываться все элементы стропильной системы из дерева. Устройство стропильной системы начинают с установки вертикальных стоек, которые поддерживают прогон (коньковый брус). Стойки крепятся к центральной балке. После выполняют монтаж диагональных стропил.

Стропилом можно быть обрезная доска сечением 50*150 мм. Главным элементом стропильной системы является накосная нога или диагональное стропило, которое несут основную нагрузку. Диагональные стропила должны быть одинаковой длины. Свесы кровли делаются в пределах 60 см, но могут доходить до метра в местах больших ветровых нагрузок.

Сложнее всего состыковать правильно диагональные стропила, коньковый брус и центральное стропило с торцевой части дома. В первую очередь устанавливаются накосные стропила, потом рядовые с расстоянием в пределах 60 см. К коньковому брусу и мауэрлату рядовые стропила крепят способом врубки, дополнительно фиксируют постановкой верхних ригелей и стяжек; к диагональным стропилам крепятся с каждой стороны, которые скрепляют накосные стропила с мауэрлатом.

Монтаж рядовых нарожников и стропил выполняется под углом 90 градусов к коньку параллельно друг другу. Шпренгель – брус, который укладывают на две стены, сходящиеся углом. На брус устанавливают вертикальную стойку.

Фронтоны вальмовых крыш

Фронтоны представляют ограничения концов фасада здания между двумя скатами или карниз основания. На вальмовой кровле фронтоны предусматриваются проектом и могут иметь разную форму. Чаще всего – это геометрические фигуры, например, трапеция, полукруг или треугольник. Но бывают с прерванным карнизом для вставки окна, по форме корабельного носа, разорванным основанием под площадку для вазы с цветами и др.

Выстроить фронтоны можно до или после возведения крыши. Главное, определить его форму, внести данные в проект, установить вертикальную мачту и по натянутым от нее веревкам можно начинать строить фронтон. Популярным для вальмовой крыши является наличие трех фронтонов, как показано на фото.

Основные этапы монтажа

Далее кратко пробежимся по основным моментам, на которые нужно обратить внимание при монтажных работах. Когда все расчеты проведены, то можно смело начинать строительство! С чего же нужно в первую очередь начинать строительные работы по возведению шатровой крыши?. Прежде всего, нужно понять, что какой бы ни был тип крыши, он должен на что-то опираться

Прежде всего, нужно понять, что какой бы ни был тип крыши, он должен на что-то опираться.

Если это деревянная постройка, то опора идет на верхнюю обвязку, которую специально сооружают для этого.

В зданиях из кирпича опорой служит мауэрлат. А если это сруб, то- на венцы, которые находятся вверху крыши.

Перед укладкой мауэрлата сначала заливают стяжку, а также монтируют другие необходимые элементы для прочного крепления мауэрлата.

Фиксация мауэрлата

На выровненную поверхность укладывается мауэрлат или опорные брусья. В зданиях из кирпича между кладкой и мауэрлатом требуется прослойка материала, который не пропускает влагу.

Брус для опоры укладывается по всему периметру дома, так как он является основой для конькового элемента крыши и стропильной системы.

Затем устанавливаются стропила. При возведении шатровой крыши, как уже описывалось ранее, используется несколько видов стропил. Это могут быть как конструкции, содержащие в себе наслонные стропила, так и системы висячих стропил.

Как только установлены накосные стропила, вторым этапом можно начинать установку центральных. Располагать их рекомендуется параллельно относительно друг к другу. При этом один край необходимо закрепить к мауэрлату, а второй прикрепить к коньку.

Если в конструкции крыши предполагается использование дополнительных сложных узлов, тогда к их расчету и монтажу следует быть особенно внимательным.

Затем угловые стропила крепятся к диагональным. Чтобы достигнуть этой цели, с одной и другой стороны накосных стропил закрепляют специальный элемент — черепковый брус. При этом нужно, чтобы крепления были в разных местах диагональных стропил.

Чтобы конструкция шатровой крыши была очень прочной, устанавливают и еще один элемент — поперечную балку. Она нужна для того, чтобы еще более надежно скрепить остальные центральные стропила. Прикрепляется она к перекрытиям при помощи специальных стоек.

После всех работ по монтажу каркаса стоит приступить к другим видам работ по укладке кровельных материалов, а также к монтажу разнообразных защитных слоев от непредсказуемых погодных условий.

Лучше всего начать с гидроизоляции. Расстилать ее необходимо в строгой последовательн ости: снизу вверх, при этом желательно, чтобы края находили друг на друга внахлест (около 10 сантиметров).

Контробрешетка, которую набивают на пленку сверху, может выполнять сразу две важные функции: вентилирует крышу и удерживает слой гидроизоляции. Помогают в этом бруски высотой от 2 до 5 см, которые прибивают вдоль стропильных ног.

После этого набивается обрешетка и стелется кровельный материал на данный тип крыши.  Утеплитель  укладывается изнутри кровли, а затем накрывается пароизоляцией. Если есть желание, тогда можно сверху изоляции еще закрыть или шпоном, или вагонкой, или чем-нибудь другим, подходящим для этих целей.

В заключении хочется отметить, что при расчете шатровых крыш нужно сделать правильно ее чертеж и очень тщательно рассчитать все, лист за листом. Профильные листы имеют на первой волне особую капиллярную канавку. Чтобы расчет шатровой крыши был сделан верно, нужно знать размеры основания и плюс – предполагаемый угол наклона скатов шатровой кровли.

Неправильно выполненный расчет стропильной системы шатровой кровли может привести к обрушению. Поэтому  такую сложную работу стоит доверить профессионалам своего дела.

Такая шатровая крыша, конструкция которой была продумана и рассчитана по всем правилам, будет построена легко и быстро. Она, несомненно, получится красивой и прочной, а прослужит своим владельцам не одно десятилетие.

Установка обрешетки, гидроизоляции и пароизоляции

Метод монтажа обрешетки напрямую зависит от кровельного покрытия: если предусмотрена мягкая кровля, что целесообразно монтировать сплошную обрешетку, если жесткая — разреженную.

Обрешетку выполняют из досок, ширина которых не более 150 мм, а толщина — около 2,5 см. Доски устанавливают на слой пароизоляции поверх стропил (вдоль). Выполняют обрешетку по всему периметру кровли.

Гидроизоляционный слой представляет собой мембраны, которые не пропускают влагу внутрь кровли со стороны кровельного покрытия. Гидроизоляцией может служить рубероид, другие рулонные мембраны, а также современные «умные» (дышащие) мембраны, которые препятствуют попаданию атмосферной влаги в утеплитель.

Гидроизоляцию крепят скобами к стропильным ногам. Стыковочное соединение производят внахлест (не менее 10 см), и места стыков проклеивают скотчем. Укладывают пленку таким способом, чтобы нижний свес материала находился на карнизной планке, а верх — около верхушки.

Пароизоляцию выполняют из специально предназначенных пленок, которые препятствуют попаданию капель конденсата в утеплитель кровли из помещения. В качестве пароизоляции используются пароизоляционные мембраны, пленки, специальные полиэтиленовые и пропиле новые пленки.

Пароизоляцию крепят на обрешетку внахлест скобами таким образом, чтобы не образовывалось сильное натяжение. Стыки проклеивают липкой лентой (скотчем). Закрепляют пленку досками обрешетки.

После крепления обрешетки между ее досками укладывают утеплитель.

Укладывание гидроизоляции

Установка обрешетки