Устройство шатровой стропильной системы

Преимущества и недостатки шатровой крыши

В отличие от флигелей с двускатной крышей, шатровые дома смотрятся красивее, больше популярны среди застройщиков. Чтобы убедиться, нужно ли возводить такую крышу, надо знать ее положительные и отрицательные стороны.

Плюсы:

• Основным преимуществом является повышенная прочность шатровой конструкции. Крыша отличается хорошим сопротивлением ветру и снеговым накоплениям. Выдерживает даже ураганы. Прочность достигается за счет того, что ребра скатов поддерживают друг друга.
• Несмотря на объемную форму, шатровая конструкция создает небольшую нагрузку на стены и цоколь здания. Давление от каждого ската равномерно распределяется на все элементы постройки.
• В случае обледенения или большого накопления снега крыша выдерживает большие нагрузки, снижая риск разрушения стропильной системы.
• При правильном обустройстве угла наклона скатов, с кровли быстрее сходит вода и снег.
• Большим преимуществом считается высокий показатель энергосбережения, если кровля правильно утеплена.
• Внешний вид шатровой конструкции смотрится презентабельно. Здания с круглыми или многогранными шпилями напоминают сказочные домики.

Минусы:

Основным недостатком считается сложность возведения крыши. Чем больше предусмотрено граней, тем труднее выполнять расчеты

Во время строительства важно правильно определить центр, чтобы добиться симметрии конструкции. Часто для расчетов и возведения кровли приходится приглашать наемных специалистов.
Вторым минусом является ограничение объема чердачного пространства

Недостаток проявляется, когда застройщик предусматривает мансардный этаж. Сделать его можно и под такой крышей, но придется увеличить уклон скатов. Конструкция приобретет большую парусность, что плохо для ветреных регионов. Для решения проблемы придется вновь обращаться за помощью к специалистам.

В остальных случаях шатровая кровля считается удачно продуманной конструкцией. Недостатки уходят на второй план. Главное, застройщик получает надежную и красивую крышу для своего дома.

Что из себя представляет шатровая стропильная система?

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

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

Шатровая крыша не всегда прямоугольная в плане – она может опираться на шесть, восемь и даже больше углов

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

Пирамида с квадратом в основании.

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

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

Для прямоугольного здания лучше подойдет вальмовая стропильная система, которая сродни шатровой, но все же имеет коньковый горизонтальный прогон

Шатровая форма крыши дает немало значимых преимуществ:

Шатровая крыша – это не только внешняя оригинальность здания, но и масса других важных достоинств

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

Желание совместить шатровую систему и мансарду – выполнимо, но серьезно усложняет всю конструкцию крыши.

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

Монтаж кровли

Каркас крыши шатрового типа содержит следующие элементы:

• стропила диагональные;
• опорный брус (мауэрлат);
• боковые и коньковые прогоны;
• подкосы и раскосы.

При обустройстве шатровой крыши могут использоваться следующие виды диагональных стропил:

• стропила висячего типа, опирающиеся на стены и создающие распирающее усилие по горизонтали (используются при отсутствии внутренних несущих перегородок);
• наслонные стропила, опирающиеся не только на стены, но и на внутренние опоры (несущие перегородки).

В деревянных каркасных строениях вся стропильная система опирается на верхнюю обвязку основания здания (в срубах – прямо на верхние венцы конструкции).

В домах из кирпича в качестве опоры используется мауэрлат или специальный опорный брус, укладываемый на заранее подготовленные для этого стены. Их подготовка сводится обычно к выравниванию поверхности верхнего ряда кладки и заливке её стяжкой. Иногда (в целях лучшей привязки мауэрлата) в эту поверхность монтируются закладные элементы.

Сверху на неё по всему периметру здания монтируются опорные брусья и лежни, причём между кирпичной кладкой и мауэрлатом обязательно укладывается слой гидроизоляционного материала.

При подготовке шатровой крыши вам придётся использовать несколько типов стропильных ферм. Прежде всего, это скаты обычной формы, которые соединяются в коньке. Дополнительно могут использоваться боковые треугольные и диагональные стропила

При их монтаже основное внимание уделяется отсутствию расхождений по длине и углу наклона этих элементов, которые должны быть чётко выверены для всех четырех сторон. При этом длина свеса выбирается обычно исходя из особенностей конструкции и может достигать одного метра. После монтажа накосных стропил можно перейти к закреплению центральных (промежуточных)

При этом не следует забывать о том, что они должны быть одного размера и размещаться строго параллельно. Один их конец крепится к мауэрлату, а другой – к коньку кровли

После монтажа накосных стропил можно перейти к закреплению центральных (промежуточных). При этом не следует забывать о том, что они должны быть одного размера и размещаться строго параллельно. Один их конец крепится к мауэрлату, а другой – к коньку кровли.

После этого вы можете приступить к креплению угловых стропил к стропилам диагонального типа. С этой целью с обеих сторон накосных стропил устанавливается специальный черепковый брус.

В целях повышения прочности шатровой конструкции при монтаже может использоваться поперечная балка, укрепляющая систему центральных стропил.

В заключение вам остаётся лишь набить обрешётку и застелить кровельный материал.

До застилки кровельного покрытия требуется подготовить слой утеплителя, а также паро- и гидроизоляцию крыши, причём начинать такую подготовку рекомендуется с укладки гидроизоляции. Ее расстилают обычно по направлению снизу вверх с перекрытием листов на 10 см.

Поверху набивается контробрешётка, фиксирующая систему гидроизоляции и образующая зазор для вентиляции подкровельного пространства. С внутренней (нижней) стороны стропил укладывается утеплитель, закрываемый сверху слоем пароизоляции.

На фото представлены различные варианты строительства шатровой кровли:

Сложная форма шатровой крыши

Крыша загородного дома

Крыша срубного дома

Процесс строительства шатровой конструкции

Шатровая крыша из черепицы

Для старого дома

С элементами стекла

Устройство стропил шатровой крыши

На предоставленных чертежах указываются различные конструкции шатровой крыши. Их можно взять за основу будущей новой кровли:

Чертеж шатровой кровли

Монтаж стропильной системы

Примерная схема шатровой кровли

Установка пароизоляции, обрешетки и гидроизоляции

Существует два способа монтажа обрешетки: для твердого и мягкого кровельного покрытия. В первом случае допускается делать небольшой зазор между досками, а во втором — применяются листы ДСП, поскольку материал для покрытия крыши будет наплавляемым. По стандарту толщина досок должна составлять 25 мм, а ширина — 150 мм. Но под обрешеткой предварительно устилается слой пароизоляции.

В качестве гидроизоляции можно выбрать специальную мембрану. Но также можно применить обычный рубероид. В первом случае материал качественнее, а срок службы — выше. Есть разные варианты: дышащие, утепляющие и другие. Гидроизоляционный слой закрепляется при помощи степлера и укладывается внахлест на 10 см. Внизу обязательно надо оставить выпуск на 15 см.

Для предотвращения конденсата изнутри крыши применяют специальные пленки, которые продаются в любом строительном магазине. Например, можно использовать полиэтилен, специальные мембраны или пропиленовое покрытие. При помощи степлера производится закрепление. Устанавливается обрешетка, а ячейки заполняются утеплительным материалом — пенопластом или минеральной ватой.

Особенности устройства шатровой кровли

Конструкция шатровой крыши — это сочетание нескольких скатов треугольной (реже — трапециевидной) формы. Количество их может меняться в зависимости от архитектурных особенностей строения. Чаще всего встречаются четырёхскатные шатровые кровли, но владельцы зданий могут построить крышу и с большим количеством скатов.

Архитектура постройки определяет форму крыши с шестью скатами

Классический вариант шатровой крыши — это пирамида с квадратным основанием. Опора скатов кровли идёт в основном на стены постройки, иногда выходя за их границы. Свесы могут выступать за пределы здания на 400–500 мм, тем самым предохраняя архитектурное сооружение от неблагоприятного воздействия погоды.

Чаще всего в индивидуальном строительстве применяют классический вариант четырёхскатной шатровой крыщши

Отличия вальмовой и шатровой кровли

Ещё одно название шатровой кровли — крыша конвертом. Такой тип является разновидностью вальмовой крыши. Конверт с прямоугольным основанием — основа вальмового типа кровли, а квадрат чаще используется в шатровом варианте.

Вальмовая конструкция — это сочетание двух скатов в виде трапеции и двух скатов в треугольной форме. В кровле-шатре соединяются треугольные скаты.

Типичный вариант вальмовой кровли состоит из двух треугольных и двух трапециевидных скатов

Если в вальмовой крыше есть конёк, то кровля шатровая монтируется без этого элемента. Вершины всех скатов шатровой конструкции соединяются в единой точке. Это происходит в виде их наслоения друг на друга или крепления к отдельной опоре. Конёк как таковой в этом случае отсутствует.

Плюсы и минусы шатровой конструкции

1. Основное преимущество шатровой кровельной конструкции — её уверенное противостояние порывистым ветрам. Аэродинамические «способности» крыши проявляются в том, что воздушные потоки практически не попадают в чердачную часть, они уходят вниз по треугольным скатам.
2. Ещё один большой плюс шатровой крыши состоит в отсутствии фронтонов. Это отличный повод для экономии, ведь строительных и отделочных материалов для кровли понадобится гораздо меньше.
3. Многие пользователи строений с шатровой крышей отмечают быструю прогреваемость помещений именно благодаря такой конструкции кровли. Дождевые и сточные воды не задерживаются на конверте из треугольных скатов, а стекают вниз. Это продлевает срок бесперебойной службы крыши.

Но есть в шатровой кровле и отрицательные моменты:

1. Сложная конструкция каркаса.
2. Малые размеры мансарды.
3. Большое количество отходов строительных материалов из-за конструктивных особенностей кровли.

Схема конструкции шатровой крыши

При расчёте и строительстве шатровой кровли обязательно нужно располагать основными сведениями о её составляющих элементах.

Чтобы правильно спроектировать шатровую крышу, нужно знать все основные элементы её конструкции

Опорная часть кровли — мауэрлат, размещаемый по периметру строения. Он крепится на стены постройки с наружной стороны. В кирпичных домах мауэрлат может монтироваться с внутренней стороны. Материалом для этого элемента кровельной системы служит брус с большим сечением. Накосные стропила предназначены для образования кровельного угла, собственно благодаря им и получается пирамидальная форма крыши. Самым сложным в конструкции шатровой крыши считается коньковый узел. В коньковом узле вместе с накосными стропилами соединяются стропила центральные, которые регулируют высоту каждого ската. Параллельно центральным стропилам устанавливают нарожники. Они всегда короче центральных стропил и укладываются на определённом расстоянии друг от друга.

Процесс монтажа конструкции наслонного типа на кирпичном здании

Монтируется стропильная система шатровой крыши следующим образом:

1. На верхнее основание стен укладывается подкладочный материал, который способен противостоять воздействию влаги и защитит от гниения деревянные балки, укладываемые на них.

2. Далее укладываются по контуру балки и поперечные лежни. Не стоит соединять их при помощи скоб или шурупов. Нарушая целостность древесины, мы снижаем ее показатели прочности, что вовсе нежелательно, так как основная нагрузка от веса конструкции приходится именно на них. Соединение выполняется посредством врезки деталей друг в друга (шип-паз).

3. На уложенные лежни поперек монтируются подмости.

пример строительства шатровой кровли 1-4 этапы 5-7 схема крепления стропил к кирпичной стене пример шатровой крыши

4. В центре площадки устанавливается вертикальная опора на лежне. На ее верхней части делаются пазы под закладку в них шипов с угловых стропил.

5. На углах площадки устанавливаются нижние края угловых наклонных элементов. В стропилах делают пазы в месте стыковки с горизонтальными балками, именно ними они и будут фиксироваться. На концах их делаются шипы-крючки, которыми они будут в коньке зацепляться за вертикальную центральную опору.

6. Поднятые наклонные элементы соединяются между собой посредством стяжек – горизонтальные перекладины, концы которых скрепляют два рядом стоящих стропила. Монтируются при помощи саморезов.

7. К угловым наклонным элементам (вдоль их сторон) крепятся нарожники при помощи гвоздей. К последним будут прикрепляться подкосы. Они служат опорой для основных деталей, снимают с них часть нагрузки, дабы избежать разлома по их длине.

Как монтируется стропильная система четырехскатной крыши .

8. Под подкосы устанавливают шпрингели для увеличения их прочности.

9. Учтите, что главные элементы, выходящие из углов под наклоном, должны монтироваться под прямым углом. В данном случае имеется в виду схождение друг с другом двух элементов размещенных по диагонали. Их стыковка проводится под прямым углом.

10. Если угловые элементы устанавливались вровень с краем стен, то их удлиняют при помощи кобылок. Именно на них будет монтироваться отвес, защищающий стены от осадков.

11. Далее на площадках монтируется обрешетка, которая будет гидроизолироваться и покрываться кровельными материалами.

Завершительным этапом будет фиксация стропил непосредственно к стенам здания. Для этого понадобится проволока толщиной около 5 мм, из нее вяжут хомут, накидывают его на ногу и затягивают. Свободный конец проволоки необходимо закрепить на металлическом крюке, который вбит в стену немного ниже от ее верха. Минимальное расстояние от ерша (крюка) до мауэрлата – 300 мм. Крепление производится через 1 стропильную ногу.

Интересное на сайте

Строительство собственного дома может законно претендовать на звание одного из самых главных событий в жизни. Важным решением является выбор материала и технологии строительства, поэтому будем …далее. »

Основанием для монолитного дома может служить свайный или ленточный фундамент. Хорошим решением является основа из плит. Итоговый выбор напрямую зависит от анализа рельефа и грунта, …далее. »

Строительные технологические процессы регулярно совершенствуются. На смену привычному панельному и кирпичному строительству пришел монолит. Многие застройщики оценили этот метод и применяют его чаще всего в …далее. »

Оценивая благоприятное воздействие на организм водных процедур с парением в сауне, многие хозяева загораются идеей строительства своей баньки. Некоторые мужчины берут за основу свою баню, …далее. »

Четырехскатная крыша чертеж

В начале любых строительных работ лучше всего произвести расчёты, чтобы потом уже при строительстве не переделывать конструкцию. Поэтому, даже если строительство стропильной системы четырёхскатной крыши у вас получится выполнить своими руками, то расчёт самого проекта четырёхскатной крыши лучше всего сразу доверить профессиональному архитектору.

Составляя проект четырехскатной крыши, нельзя ошибиться, так как он включает в себя огромное количество элементов и все они несут свою нужную функцию. Архитектор, который будет выполнять проект, а впоследствии и чертеж четырёхскатной крыши, обязательно даст подробное описание всех узлов и соединений, что существенно ускорит монтаж конструкции. Вам останется только приобрести необходимые материалы и инструменты и можно приступать к монтажу.

При составлении проекта важно помнить про уклон. Обычно он варьируется от 5 до 60 градусов. От угла наклона зависит и выбор кровельного материала

Если угол наклона в доме до 10 градусов, то рекомендуют использовать асбестоцементные листы или рулонное покрытие. При угле наклона от 14 до 60 градусов лучше всего подойдёт кровельный металл, а при наклоне от 30 до 60 градусов смело можете делать черепичную крышу

От угла наклона зависит и выбор кровельного материала. Если угол наклона в доме до 10 градусов, то рекомендуют использовать асбестоцементные листы или рулонное покрытие. При угле наклона от 14 до 60 градусов лучше всего подойдёт кровельный металл, а при наклоне от 30 до 60 градусов смело можете делать черепичную крышу.

Устройство четырёхскатной крыши таково, что чем больше угол наклона, тем больше кровельного материала пойдёт на строительство и, наоборот, чем меньше угол наклона, тем более мощный каркас необходимо сооружать, так как на такую крышу будет более сильная погодная нагрузка.

Делая расчёт, архитектор сразу учитывает, какие стропила будут использованы при строительстве: висячие или наклонные, нужны ли вам будут дополнительные элементы для поддержания прочности, а также всевозможные нагрузки на стропила. При расчёте нагрузок учитывают:

• вес кровельного материала;
• вес материала для утепления, паро- и гидроизоляции;
• погодные условия;
• оборудование или устройства, которые, возможно, будут установлены на крышу.

Параметры нагрузок изменяются в зависимости от различных факторов. В основном учитывают климат местности, в которой планируется возведение. А общую массу всей крыши рассчитывают, учитывая итоговое количество всех материалов, которое будет использовано при строительстве и площадь всего сооружения. Обязательно делают расчёт прочности стропил и степени возможной деформации от различных внешних и погодных изменений.

В качестве стропил профессионалы рекомендуют использовать прямоугольные бруса с сечением из пиломатериалов хвойных пород, обработанных специальным антисептическим составом. Для повышения устойчивости системы четырёхскатной крыши вводят дополнительные стальные элементы.

Поэтому, даже если вы решили начать строительство четырёхскатной крыши своими руками, не поленитесь воспользоваться советами опытных мастеров. Если все расчёты будут выполнены правильно и без ошибок, это позволит возвести привлекательную конструкцию с хорошими эксплуатационными характеристиками.

https://youtube.com/watch?v=bp9HsbknNQY

Как сделать силовой каркас?

Стропильной системе уделяется особое внимание: все несущие конструкции по возможности имеют одинаковое сечение и надежно фиксируются. Основные сложности возникают при соединении стропил в центре, вне зависимости от назначения крыши способ обустройства этого узла выбирается заранее

Мауэрлат и лежень

Функции мауэрлата выполняет цельный брус (в жилых домах – с сечением не менее 150 мм), по возможности квадратный, закрепляемый у наружной стороны несущих стен по всему периметру дома. В домах со стенами из пористых или малопрочных материалов под мауэрлатом дополнительно закладывается ж/б армопояс, в деревянных срубах основанием каркаса может быть верхний венец.

В ходе крепления мауэрлата выполняется 3 обязательных требования:

• Брус укладывается после проверки уровня стен и исключения любых дефектов основания.
• Деревянный брус и другие материалы разделяются гидроизоляционной отсечкой (2 слоями рубероида или мембран, толстым слоем обмазочной мастики).
• Элемент привязывается к стенам сквозными шпильками или анкерами с шагом не реже 80-90 см. Арматура для крепления закладывается в стенах заранее, одновременно с верхними рядами.

Схожим образом на внутренних перегородках закрепляется лежень – горизонтальный брус, удерживающий центральную опору в системах с наслонными стропилами.

Установка опоры и вальмовых стропипьных ног

Центральная опора также закладывается из цельного бруса с сечением от 150 мм и фиксируется металлическими уголками. Лучшую устойчивость имеют конструкции, укрепленные дополнительными подпорками в нижней части, но такое исполнение не всегда возможно.

Вальмовые стропильные ноги выпиливаются по единому шаблону из доски с толщиной от 50 мм и крепятся к внешним сторонам мауэрлата. Усилить каркас помогают скобы или деревянные бруски-упоры по бокам.

Как закрепить диагональные стропилины?

Диагональные стропила крепятся схожим образом – с закреплением на внешней стороне угла и с упором на вертикальную стойку в верхней точке. В ряде случаев их приходится наращивать или сдваивать (в этом случае сечение вальмовых стропил также закладывают с запасом), при расстоянии между стенами более 9 м угловые стропила усиливаются подкосами или доп.опорами, закрепляемыми под углом в 45°.

Вершина кровельной системы

В системах с наслонным типом стропила просто крепятся к опорному вертикальному брусу, с помощью П-образных перфорированных пластин или длинных гвоздей, при необходимости усиливаясь ригелями. В висячих — работы усложняются – правильно свести в центре 8 стропильных ног могут только специалисты.

Способы обустройства узла бывают разными, включая:

• Подрезку верхушек стропил под углом и крепление гвоздями.
• То же, с попарной связкой противоположных стропил ригелями (в особо крутых и габаритных крышах – дерево заменяется металлом).
• Крепление к восьмиугольному или круглому бруску в центре.

Изготовление и монтаж нарожников

Укороченные стропила, формирующие плоскость скатов, крепятся к диагональным стропилам и мауэрлату. При неизменных общих требованиях (равномерный шаг, одинаковое сечение досок, использование качественной древесины) в отличие от других конструкций их рекомендуют смещать в разных скатах друг от друга. При отсутствии такой возможности нарожники укрепляются черепным бруском или уголками.

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.

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

• 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.