Правила монтажа стропильной системы вальмовых крыш

ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ Facebook Twitter Ok Google+ Pinterest Vk

Шатровая крыша: конструкционные особенности ↑

Шатровая крыша – конструкция, напоминающая многогранную пирамиду с прямоугольником или квадратом в основании. Она состоит из треугольных скатов, вершины которых объединены в общей точке, напоминает шатер, считается оригинальным видом крыши со сложной стропильной системой. За счет отсутствия фронтов позволяет значительно экономить стеновой материал.

Возвести ее сложнее, чем двускатную или односкатную кровлю, но, вопреки этому, ей отдают предпочтение чаще всего. Причина этому – наилучший отвод воды, обеспечивающийся за счет устройства скатов с наклоном, как результат – длительный срок эксплуатации кровельных материалов, гидро- и теплоизоляции, используемых для монтажа крыши. Кроме того, шатровая крыша смотрится презентабельнее и оригинальнее в сравнении с другими видами конструкций.

Шатровая кровля характеризуется как одна из самых надежных и практичных

Шатровая крыша: конструкционные особенности ↑

Основные детали оригинального сооружения ↑

Конструкция шатровой крыши должна быть строго симметричной. Она может монтироваться на любом строении, но намного проще, если оно имеет форму квадрата или прямоугольника. Основой рассматриваемой крыши считается стропильная система, сложная и замысловатая. Чтобы ее возвести правильно, необходимо предварительно произвести тщательный расчет. Любая ошибка в его ходе может привести к необратимым последствиям. Если планируется возведение шатровой кровли на квадратном основании, тогда у конструкции будет четыре абсолютно одинаковых ската. Чтобы рассчитать в таком случае площадь кровли, рекомендуется определить площадь скатов и умножить полученный показатель на 4. Результат, полученный в ходе подсчетов, необходимо увеличить на площадь карнизных свесов.

Важно! Чтобы определить площадь карнизного свеса, необходимо использовать следующую форму: Sкарн.=(BC+EF)/2*DG. Площадь крыши определяется так: Sкрыши = (Sската + Sкарн)*4.

Перед тем как приступить к возведению шатровой крыши, необходимо учесть важные детали

Расчет крыши шатрового типа ↑

Шатровая крыша: конструкционные особенности ↑

Шатровая крыша своими руками будет устроена безупречно, если расчет стропильной системы сделан правильно. Если в основе конструкции лежит квадрат, то прежде всего необходимо определить угол наклона скатов, ширину и длину основания, затем, используя полученные данные, определить площадь всех четырех скатов.

Если в основе крыши лежит прямоугольник, то начинать расчет следует с определения высоты трапеции и треугольника, из которых конструкция и состоит. Этот показатель равен длине вальмовых стропил. После того как высота определена, можно приступить к вычислению площадей данных фигур. Их суммарный показатель позволит получить площадь скатов кровли. Немаловажно предельно точно рассчитать и площадь карнизного свеса. Чтобы это сделать, необходимо высоту фигуры увеличить на ½ суммы длины основания.

Важно знать! Расчеты последнего показателя можно вести, используя длину крыши и высоту конька или учитывая длину стропильных ног и длину крыши.

После того как площадь крыши и скатов рассчитаны, можно рассчитать основные элементы стропильной системы.

Расчет шатровой крыши должен быть максимально точным

Шатровая крыша: конструкционные особенности ↑

Желательно данный промежуток работ доверить специалистам. Они составят максимально грамотный и точный чертеж, по которому будет элементарно просто определить количество материалов, требуемых для устройства шатровой крыши своими руками, длину стропил и последовательность работ.

Проектирование конструкции

Как выбрать угол ската:

  • Боковые углы и вальмовые скаты чаще всего имеют одинаковый уклон, но могут и различаться. Если уклон одинаков, то нагрузка будет распределяться равномерно.
  • Угол уклона должен быть от 20 до 45 градусов. Если крыша монтируется в регионах с большой снеговой нагрузкой, то скат делают круче. Если дом будет находиться в месте, где дуют сильные ветра, то уклон должен быть не больше 30 градусов.
  • Нижние границы скатов будет зависеть и от типа кровли.
  • Для вальмовых крыш лучше использовать штучный кровельный материал, потому что при монтаже листовой кровли будет много отходов.

Как рассчитывается высота конька:

  • К коньку будет сходиться промежуточные стропила и они же, только размещенные по диагонали.
  • Высоту конька следует находить по формуле:H= d*tqα Где d – это ширина здания, tqα – угол ската.
  • Конек должен размещаться строго по оси продольной.

Как определить длину конькового прогона:

  • Если угол уклона вальмового и бокового ската одинаковый, то длина стропил в центре системы также должна быть одинаковой.
  • Край конькового прогона должен находиться от торца стены здания на том же расстоянии, что и прогон от параллельных торцов.
  • Рассчитать длину конькового бруса можно, если вычесть из длины дома его ширину. Находиться он должен только по центру.
  • Коньковый прогон делается из тех же материалов, что и стропильные ноги в центральной части. Вырезаться вертикальные стойки должны с учетом ширины брусков. Верхний край конька размещается на высчитанной высоте.
  • Коньковую раму лучше всего усилить, используя диагональные подкосы.

Как определить длину стропильных ног в центре:

  • Если будет определена высота конькового прогона и его промежуток от мауэрлата, то можно высчитать и длину стропил, находящихся в центре.
  • Расчет ведется по теореме Пифагора. Нужно высчитать гипотенузу, она и будет длиной стропил в центре. Высота – это катеты, ширина – это основание.
  • Длина промежуточных стропил рассчитывается точно так же.
  • Чтобы соединить стропила, необходимо высчитать его угол, по следующей формуле: В=90◦-α.
  • Соединить их можно и по-другому – внахлест, тогда коньковый прогон будет находиться снизу. Но в этом случае надо рассчитывать размеры и высоту, как стропил, так и стоек. Высшая точка тогда – это прямое пересечение досок, находящихся вверху во всей стропильной системе.
  • Можно определить и удлинение стропил, если они понадобятся для формирования карнизного свеса. Существует для этого формула: ▲L=k/cos α, где k – это ширина карнизного свеса, а cos α – угол уклона кровельного покрытия.
  • Общую длину ноги стопил можно найти, суммировав L и ▲L.
  • Длина ног стропильных по диагонали находится с помощью теоремы Пифагора. Где стропило, находящиеся по диагонали – это гипотенуза с основанием, которая будет равняться ½ ширины дома, а высота приравнивается к длине центральной вальмовой стропилы.
Читайте также:  Как сделать вентиляцию в гараже — особенности системы проветривания

Как определить шаг установки стропил:

  • Нагрузка на крышу в основном приходится на стропильные ноги. Если их шаг будет небольшим, то в сечении будет использоваться поменьше пиломатериалов.
  • Определить шаг можно по специальной таблице. Найти ее можно в любой строительной методичке либо форумах.

Расчет нагрузки на стропильные ноги:

  • Нужно знать следующие параметры:
    • Угол ската;
    • Вид покрытия крыши;
    • Снеговую нагрузку;
    • Уровень ветра.
    • Высоту строения в коньке;
    • Степень открытости земельного надела;
    • Шаг стропил.
  • Определяется нагрузка.

Расчет длины нарожников и шаг их установки:

Чтобы рассчитать эти данные, необходимо знать длину центрального стропила и использовать формулу:

L1=2/3 * L

Рассчитав все эти параметры, можно определиться с количеством материала. Чтобы закупить нужное количество кровельного материала, нужно высчитать площадь покрытия: ΣS=ΣL*(2B +4 k), где ΣL –сумма длин стропил, В – длина дома, k – ширина карнизного свеса.

Материалы для установки:

  • Стропильные ноги из бруса;
  • Мауэрлат из бруса различных параметров от 100*100 до 150*150;
  • Коньковые брусы, прогоны, лежаки различных параметров;
  • Ригели из досок 50*100 либо 50*150;
  • Кобылки и подкосы из доски 50*100;
  • Стойки из бруса 100*100 либо 150*150;
  • Доски подшивные, ветровые или торцевые – 20*100 либо 25*150;
  • Деревянная обрешетка.
  • Слой пароизоляции.
  • Теплоизоляционное покрытие.
  • Слой гидроизоляции.
  • Дощечки деревянные для обрешетки.
  • Сама кровля.

Виды стропильных конструкций

Система стропил шатровой крыши – опорная система, состоящая из бруса, стоек, опор и прочих конструктивных компонентов. Она считается не только основой для крепежа материала для кровельных работ и прочих компонентов кровли, но и укрепляющим компонентом всего строения. Отличают висячие и наслонные конструкции. При важном пролете, когда возможность подпереть стропилины внутренними опорами отсутствует, используется висячая конструкция. Она подразумевает монтаж конструкционных компонентов кровли на стены с наружной стороны и учитывает установку железных затяжек или затяжек из древесины. Висячие стропилины снизу опираются на стены с наружной стороны, а поверх – между собой соединяются.

Есть несколько видов стропильных конструкций шатровой крыши

Наслонная конструкция подразумевает монтаж стропилин как на стены с наружной стороны, так и на внутреннюю несущую стенку или добавочные опоры. По максимуму допустимый пролет между опорами – 4,5 метра. Если он может достигать 6-ти метров, тогда нужно ставить под стропилины подкосы. К превосходствам этого вида системы стропил относят экономность, легкость и практичность.

Стропильная система вальмовой крыши: основные элементы

Каркас вальмовой крыши представляет собой коньковый брус и систему различных стропил. Беря во внимание то, что скаты и вальмы имеют разный уклон, различают несколько видов стропильных ног. К основным составляющим конструкции относят:

  • угловые стропила (накосные) – основные несущие элементы конструкции, расположенные по углам каркаса. Накосные стропильные ноги имеют меньший уклон относительно других промежуточных стропил;
  • центральные стропила – они крепятся к концам конькового бруса: с каждой стороны по три элемента. Их называют центральными промежуточными стропилами;
  • промежуточные стропила – располагаются между центральными стропилами, берут начало от обвязки и заканчиваются на коньке;

Монтаж стропильной системы вальмовой крыши

  • короткие стропила (нарожные) – элементы крепятся одним концом к накосным стропилам, другим – к обвязке. Нарожные стропила отличаются по длине, но имеют одинаковый уклон;
  • коньковый прогон – горизонтально расположенный ригель, служащий верхней опорой для накосных и центральных стропил;
  • мауэрлат – брус, закрепленный сверху наружных стен. Он служит для равномерного распределения сосредоточенной нагрузки стропильных ног. Мауэрлат является своего рода основанием стропильной системы и связывает каркас крыши со стенами дома. Так как площадь крыши большая, такая привязка позволяет крыше не «улететь» при сильных порывах ветра;
  • подкос – наклонный брус, применяемый в качестве подпорки для стропил большого пролета, воспринимающий горизонтальные нагрузки. Используя подкосы можно перекрывать существенно больший пролет и экономить сечение основных несущих балок. В конструкции вальмовых крыш угол наклона подкосов составляет 45 или 60 градусов;

Стропила кровли вальмовой конструкции

  • бабака – вертикальная опора, на которую опираются стропильные ноги;
  • затяжка – деревянный брус, выполняющий роль дополнительной опоры для стропильных ног и не дающий им разъезжаться. Для затяжки обычно используют брус меньшего сечения, чем для стропил;
  • шпренгель – горизонтальные элементы, укладываемые по диагонали в углах стен. Шпренгель выполняет роль опоры под стойку для накосных стропил. Такой элемент используется в случае, когда нет технической возможности установить стойку на перекрытие;
  • обрешетка – слой досок небольшого сечения, которые укладываются перпендикулярно поверх стропил. Выполняет роль основы под кровельное покрытие. Доски обрешетки укладывают с небольшим шагом (примерно в одну доску). В местах расположения ендовы или карниза обрешетку выполняют сплошной;
  • контробрешетка – элементы, устанавливаемые поверх и параллельно стропилам до обрешетки. Служат для создания вентиляционного зазора между обрешеткой, гидроизоляцией и кровельным материалом;
  • кобылка — небольшой отрезок доски, с помощью которого удлиняют стропильную ногу для создания карнизного свеса. Он предназначен для отвода дождевой и талой воды от стен дома, а также защиты цоколя и откосов от косого дождя.
Читайте также:  Бюджетная вентиляция в каркасном доме своими руками

Стропильная система вальмовой крыши

Расчет вальмовой крыши

Для того, чтобы устройство стропильной системы вальмовой крыши обеспечивало безопасность, долговечность, надежность и привлекательность нужно правильно провести расчеты, которые позволят осуществить грамотную разметку, тем самым исключив погрешности. При этом, помимо того, что проводится расчет стропильной системы вальмовой крыши и параметров стропил, необходимо выполнить расчеты нужные размеры всех других элементов, которые будут использоваться в этом сооружении. Разметку нужно проводить чрезвычайно точно с обозначением тех мест, в которых будут фиксироваться стропила. Эта разметка должна включать в себя отметки для 2 основных точек на мауэрлате (нижней обвязке) и в по центру конькового бруса. Как раз здесь и будут укладываться центральные стропила.

Для сооружения подобной кровли нужно использовать доски толщиной не менее 50 мм. Связывается это с тем, что подобные доски смогут выдержать совокупные нагрузки снега, ветра, а также собственного веса.

Советуем почитать:

  • Устройство крыши дома;
  • Какой должен быть минимальный угол наклона у крыши из профнастила;
  • Узлы прохода вентиляции через кровлю.

Стропильная система

Технические параметры

Стропильная система

Давайте изучим горизонтальную проекцию и основные элементы стропильной системы.

Стропильная система вальмовой крыши.

Стропильная система

Какие функции выполняет каждый элемент?

Иллюстрация Описание
Мауэрлат. Опоясывает дом по периметру и служит для крепления нижнего края стропил.
Лежень и установленные на него стойки являются основой для конька, воспринимают нагрузку от собственно кровли, снега, а также ветровое давление.

Лежень необходим в том случае, если перекрытие между жилым помещением и чердаком использует деревянные балки перекрытия. Он распределяет нагрузку от массы кровли и лежащего на ней снега по всем балкам.

Установка стоек непосредственно на балку снежной зимой может вызвать ее прогиб и даже разрушение.

Стойки соединяются с лежнем и коньком оцинкованным уголком. Вот типичные сечения элементов, на которых собирается крыша:

  • Лежень, стойки — 150х150 мм;
  • Конек — 200х100 мм. Доска конькового прогона устанавливается на стойки в вертикальном положении: в этом случае ее несущая способность больше.

Для фиксации стоек и конька своими руками до монтажа стропил используются временные укосы.

Накосные стропила соединяют края конька с углами дома. На них опираются верхним концом нарожники — стропила вальмы.

Поскольку на промежуточные стропила нагрузка максимальна, они усиливаются промежуточными стойками — шпренгелями.

На верхней обвязке стропило обрезается под косым углом и соединяется с ним уже знакомым нам крепежом — оцинкованным уголком. Аналогично монтируется соединение диагональных стропил с мауэрлатом.

Врубка стропила нежелательна: уменьшение сечения бруса заметно ослабит конструкцию.

Накосные стропила усиливаются промежуточными стойками — шпренгелями, опирающимися на балки или укос, установленный по диагонали между брусьями мауэрлата.

Примыкание нарожных стропил к накосным выполняется так же, как примыкание боковых стропил к коньку.

Стропильная система

Расчет

Как вычислить длину бруса для стропил? Давайте еще раз посмотрим чертеж крыши без несущих стен и разобьем ее стропильную систему на простые геометрические фигуры — прямоугольные треугольники.

Стропильная система

Для простого расчета стропил крыша разбивается на простые геометрические фигуры.

  1. Один катет треугольника с боковыми стропилами в качестве гипотенузы будет равным высоте конька, второй — половине ширины крыши;
  2. Для накосных стропил длина катетов равна высоте конька и расстоянию по горизонтали от края конька до угла здания.
Стропильная система

Согласно теореме Пифагора квадрат гипотенузы прямоугольного треугольника равен сумме квадратов катета. Так, для крыши дома шириной 8 метров с высотой конька 3,5 метра длина бокового стропила без учета свеса будет равна квадратному корню из (8/2)^2 + 3.5^2, то есть примерно 5,3 метра. Свесы добавляют к длине стропил 0,4 — 0,5 метра.

Теорема Пифагора поможет вычислить длину центральных стропил.

Стропильная система

Сечение стропил определяется их длиной:

Длина стропильной ноги, м Сечение, мм
3 180х40, 160х60, 140х80
4 200х60, 180х80
5 220х80
Стропильная система

Использование замерной рейки облегчает работы на кровле.

Кровельные материалы шатровой крыши

Прекрасным плюсом шатровой крыши является тот факт, что для ее изготовления можно использовать множество строительных материалов:

  • профнастил;
  • металлочерепица;
  • дерево;
  • ондулин и т. д.

Отличительной чертой является тот факт, что для шатровой крыши можно остановить свой выбор на тяжелом строительном материале, так как она может выдержать большие нагрузки. Поэтому у застройщиков появляется возможность выбирать строительный материал в зависимости от своих предпочтений (тихая кровля, внешний вид, срок службы).

В крыше должен быть адаптирован вентиляционный канал с вытяжкой. При желании может быть адаптирован чердак, и подсобное помещение, в них могут быть окна.

Когда все перечисленные работы выполнены, строительство шатровой крыши можно считать завершенным. Работы по реконструкции и ремонту такой крыше понадобятся не раньше, чем через десять лет.

Стропильная система четырехскатной крыши: составные элементы и преимущества конструкции

Четырехскатная крыша состоит из прямоугольного основания и четырех наклонных скатов. Две торцевые поверхности имеют треугольную форму. Они заменяют фронтоны, как на двухскатной крыше. Два других ската называют фасадными. Их форма напоминает трапецию. Угол наклона поверхностей находится в диапазоне от 15 до 60 град. На наклонных скатах располагают мансардные или слуховые окна, эркеры, кукушки, что создает еще более респектабельный вид кровли.

Стропильная система четырехскатной крыши: составные элементы и преимущества конструкции

При строительстве четырехскатной крыши используется древесина, что позволяет подобрать любой кровельный материал

Данная конструкция имеет свои преимущества перед другими видами мансардных крыш:

  • конструкция более устойчива к интенсивным порывам ветра, что происходит из-за отсутствия фронтонов;
  • благодаря большому количеству скатов с поверхности крыши более эффективно отводится дождевая и талая вода;
  • особая конструкция стропильного каркаса позволяет получить просторное мансардное помещение, что особо актуально для одноэтажных домов с четырехскатной крышей;
  • благодаря использованию древесины для создания каркаса крыши и возможности подобрать любой кровельный материал, строительство четырехскатной конструкции будет не намного дороже, чем возведение двухскатной.

В состав конструкции четырехскатной крыши входят следующие обязательные элементы:

Стропильная система четырехскатной крыши: составные элементы и преимущества конструкции
  • конек, который располагается на вершине кровли и является местом пересечения наклонных скатов;
  • четыре наклонные поверхности, которые располагаются под определенным углом к прямоугольному основанию кровли и покрываемые кровельным материалом;

Стропильный каркас формирует геометрию кровли

  • свесы представляют собой части крыши, сформированные за счет кобылок или удлинения стропильных ног, выступающих за ее периметр, которые защищают стены от воздействия влаги;
  • стропильный каркас, формирующий геометрию кровли и скрытый под кровельным материалом;
  • кровельный пирог, состоящий из гидро-, тепло- и пароизроляционного слоя, который устраивается на стропильный каркас с целью утепления здания и защиты его от негативных воздействий окружающей среды;
  • водосточная система, которая обеспечивает отведение лишней воды с поверхности крыши. Представлена внешним водостоком, который имеет в своем составе водосточный желоб, водоприемную воронку и вертикальную трубу;
  • снегозадержатели представляют собой небольшие горизонтальные бортики, расположенные по краям наклонных скатов и предотвращающие обрушение накопившейся на крыше снежной массы.
Стропильная система четырехскатной крыши: составные элементы и преимущества конструкции

Схема четырехскатной крыши позволяет более наглядно и детально изучить ее конструкцию.

Схема стропильной системы четырехскатной крыши позволяет точно рассчитать все размеры и количество необходимого материала

Устройство стропильной системы крыши из деревянных элементов

Стропильная система четырехскатной крыши: составные элементы и преимущества конструкции
  • мауэрлат в виде четырех брусов сечением 10×10 см или 15×15 см, расположенных по периметру несущих стен, предназначен для восприятия нагрузки от кровли и равномерного ее распределения на несущие стены здания;
  • лежень – деревянный брус, который размещается на внутренней несущей стене и служит опорой для стоек, используемых в наслонной стропильной системе;
  • стропильные ноги в виде деревянных досок сечением 5×5 см или 10×15 см задают геометрию наклонных скатов и являются основой для кровельного пирога.
  • коньковый прогон является высшей точкой крыши и представлен деревянным брусом, опирающимся на вертикальные стойки. К ним крепятся стропильные ноги;

Детали для крепления стропил и обрешетки

  • стойки представлены вертикальными подпорками, установленными на лежень, и служат для поддержания конькового прогона и середины стропильной ноги;
  • подкосы, деревянные бруски, крепящиеся к стропильным ногам под углом и предотвращающие их прогибание;
  • ригель и затяжка представлены горизонтальными перемычками из металла или дерева, которые соединяют пары стропил, снижая при этом распирающую на стены нагрузку. Ригель устанавливается в верхней части стропильных ног, а затяжка – в нижней.
  • шпренгельные фермы – вертикальные стояки для накосных стропил;
  • обрешетка является основанием для монтажа кровельного материала. Может быть сплошной или решетчатой, что определяется видом кровельного покрытия.
Стропильная система четырехскатной крыши: составные элементы и преимущества конструкции

Во время монтажа стропильной системы четырехскатной крыши используются наслонные, нарожные и рядовые стропила. Наслонные элементы расходятся от конька в два противоположных угла дома. Они образуют треугольные торцевые наклонные поверхности. Рядовые стропила монтируются вдоль конькового прогона парами. Они формируют трапециевидные фасадные скаты. Нарожные элементы, имея разную длину, опираются на наслонные стропила своей верхней частью.

Шпренгельные фермы монтируются способом врубки или же с помощью специальных креплений

Советы и рекомендации

Чтобы у шатровой кровли возросла прочность к нагрузкам, специалисты рекомендуют предпринять ряд мер:

  • Для усиления углов каркаса на стропилах устанавливают штренгели рядом с мауэрлатом. Элементы делают из бруса. Если надо еще усилить конструкцию, дополнительно создают фермы.
  • Перекрытие с брусом соединяют дополнительными стойками. Элементы помогают равномернее распределить нагрузку.
  • Длинные накосные стропила лучше делать не из бруса, а использовать сдвоенные балки.
  • Надежная обрешетка на шатровой кровле получится, если ее изготовить из бруса сечением 40х40 мм.
  • Все деревянные элементы каркаса крыши обрабатывают пропитками, защищающими древесину от влаги и вредителей.
  • Пиломатериалы с повышенной влажностью для возведения крыши нельзя использовать. Во время высыхания они начнут «играть», искривляться, что приведет к деформации кровли.
  • Элементы обрешетки крепят только перпендикулярно стропильным ногам. Нельзя располагать бруски под уклоном.
Советы и рекомендации

Если шатровая кровля возведена по правильным расчетам без допущения ошибок, она прослужит много времени, не требуя ремонта.

Как правильно монтируется стропильная система шатровой крыши наслонного типа

Данный вариант возведения кровли относится к наиболее сложным в выполнении конструкциям. Но множество владельцев все равно отдают ей предпочтение, ссылаясь в своих доводах на ее преимущества перед прочими вариантами. Во-первых, она намного экономичнее в плане трат на расходные материалы. Во-вторых, она способна выдержать более тяжелые нагрузки. В-третьих, ее конструкция располагает к легкому схождению осадков и препятствует их накапливанию на плоскостях.

Как правильно монтируется стропильная система шатровой крыши наслонного типа