Шатровая крыша своими руками: от создания проекта до монтажа

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.

Утепление шатровой крыши

Необходимость утепления шатровой крыши особенно актуальна, если конструкция предусматривает оборудование мансардного помещения.

Однако, не лишним будет, если утепление производить и без жилого пространства непосредственно под кровлей.

Распространенными утеплителями для кровля являются: минеральная вата, пеноплекс, пенополистирол и другие.

Самым популярным материалом является минвата. При утеплении шатровой крыши пласты материала укладывают между стропильными брусьями сверху вниз так, чтобы не образовывались зазоры. Так укладывают утеплитель по всем скатам кровли.

Утеплитель должен иметь ряд характеристик, которые могут способствовать обеспечению надежного утепления:

• Низкая теплопроводность;
• прочность при сжатии;
• плотность;
• огнестойкость;
• паронепроницаемость;
• воздухопроницаемость.

Утепление

Шатровая кровля своими руками

В начале работ по всему периметру дома укладывается брус для более равномерного распределения массы по всей поверхности. Его еще называют мауэрлат. Его необходимо закрепить на стену дома с помощью специальных шпилек.

Далее нужно сделать следующее:

• разметить ось с торца каркасного дома по верхней обвязке;
• рассчитать половину толщины конькового бруса и отметить место установки первоначального элемента системы стропил;
• один конец замерной рейки приложить к отмеченной линии и отметить место промежуточного стропила;
• для расчета свеса стропил, один конец бруса нужно поставить на свес крыши, а второй – на угол с внешней стороны стены дома;
• рассчитать расположение прочих элементов стропил центрального типа можно с помощью перемещения рейки по боковой стене дома и разметкой положения каждого стропила;
• на остальных углах повторяется то же самое;
• материалы для кровли купить вы сможете в специальных строительных магазинах. На сегодняшний день на рынке представлен широкий выбор кровельных покрытий оптимального качества по доступной цене.

Расчет элементов шатровой крыши

Для данного расчета вам понадобится специальная замерная рейка. Она выполняется из стандартной фанеры шириной 5 см. Существует специальная таблица соотношений длины и расположения стропил.

Благодаря этим данным, которые подробно представлены в таблице, длина ноги стропил является произведением промежуточного либо углового коэффициента ее проекции. Для увеличения точности и достоверности расчетов обязательно пользуйтесь данной таблицей. Рассмотрим пример расчета кровли крыши, вы замеряли при помощи рейки горизонтальную проекцию стропил промежуточного типа.

По таблице вы найдете угол наклона, который подойдет под ваш случай, и умножите данные.

Рассчитать длину свеса стропил вы сможете так же. Нужно умножить горизонтальную проекцию на определенный коэффициент. Также эти данные можно рассчитать и по теореме Пифагора для прямоугольного треугольника по формуле: a2+b2=c2. Где а и b – это горизонтальные и вертикальные проекции.

Угловые элементы

У всех стропил с одной стороны имеется косой срез, необходимый для крепления к коньковому брусу. Конек имеет специальный подрез с двойным скосом для более надежной фиксации деталей и элементов по углам дома.

А расчет стропил углового типа производится следующим образом:

• от угла нужно отмерять полную длину стропил;
• проекцией его будет являться произведение квадратов длин стропильных центральных проекций.

Полученное число нужно умножить на коэффициент, указанный в таблице, и получится длина углового стропила.

Затем рассчитывается площадь треугольных скатов. Вычисляются они также по теореме Пифагора. Чтобы упростить расчеты нужно представить скат в виде двух прямоугольных треугольников. Далее рассчитать по формуле площадь трапеции боковой поверхности крыши дома.

И уже в самом конце рассчитываем кровлю. Показатели всех площадей нужно суммировать, и получится минимальная площадь крыши.

Инструменты и строительные материалы

Вы можете построить шатровую конструкцию стандартного типа, либо удлиненной в одну сторону или в виде усеченной пирамиды.

Монтаж каркаса своими руками

Первоначально монтируются вертикали для конькового бруса. После этого начинается установка диагональных стропил одинаковых по длине.

Далее идет установка накосных стропил, а затем и рядовых с определенным шагом в 60 см, которые закрепляются при помощи врубки к коньку и мауэрлату. Вы можете делать врубку как своими руками, так и специальным электроинструментом.

Затем на диагональных направляющих закрепляются нарожники, для связки накосных брусьев и мауэрлата под определенным углом относительно конька крыши.

Важный момент, рядовые брусья ни в коем случае не должны касаться точек соединения мауэрлата.

Усиление крыши напрямую будет зависеть от габаритов дома. Укладывается добавочный шпренгель, т.е. брус между смежными сторонами стропил. И уже на нем устанавливают стойку или шпренгельную ферму. При очень большой площади дома для диагоналей применяют двойные балки. Двускатная кровля и односкатная монтируется похожим образом.

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. »

Монтаж стропил шатровой крыши своими руками

Перед началом монтажа шатровой крыши обязательно проводится проверка геометрии стен. Они должны быть одинаковой высоты, а углы равны точно 90 градусам.

Если обнаружены отклонения, то мауэрлат монтируется так, чтобы их устранить. Для этого нужно провести дополнительные расчеты. В противном случае накосные стропила не сойдутся в одной точке. В кирпичных строениях, для того чтобы выровнять стены рекомендуется стяжка, в которую закладываются детали для крепления мауэрлата. До начала монтажа стропильной системы нужно пропитать все подготовленные составляющие из дерева огнезащитным и антибактерицидным раствором.

Сборка стропильной системы шатровой крыши ведется с установки основания. На стяжку расстилается прокладочный материал (влагостойкий), на него уже ложатся лежни. Затем укладываются мауэрлаты по всему периметру строения. Это и будет основанием для дальнейшей установки стропил и опорного столба (если он предусмотрен).

Для деревянных строений мауэрлатом является верхняя часть сруба или обвязки.

Затем проводится разметка дальнейших работ.

По способу монтажа стропильные системы можно разделить на два вида: с наличием центрального столба для большей прочности конструкции и с его отсутствием. Сборка системы с опорным столбом намного проще. Ее возведение начинается с монтажа из углов накосных стропил (парами) и креплением их в месте конькового узла. Они устанавливаются на мауэрлат посредством коротких шпренгелей. Далее монтируются остальные части конструкции. При соединении стропил с мауэрлатом не следует производить в нем врубки, это может его значительно ослабить. Для этого применяют врезные балки.

В системе с отсутствием центрального столба диагональные стропила соединяют попарно на земле, а затем уже поднимают наверх посредством техники.

Далее устанавливаются центральные стропила, под которые укладываются шпренгели для усиления жесткости. Крепятся они к мауэрлату и к коньковому элементу.

Промежуточные стропила соединяются со стропильными ногами в разбег. При этом верхняя часть стропила спиливается и крепится к ноге с помощью гвоздей.

Затем устанавливаются стойки и подкосы, которые фиксируются болтами. Они выполняют роль некоторой разгрузки стропил. Для защиты стен от избытка воды делаются свесы (от 50 до 100 см). Если длина стропил не позволяет это сделать, то их наращивают, прибив дополнительные доски.

Стропила должны быть скреплены со стенами дома. В случае кирпичной кладки пользуются хомутами из проволоки (6 мм), которые надевают на стропила и крепят на штырь в стене. Если здание сделано из дерева, используются скобы.

Чтобы усилить прочность смонтированной конструкции, можно установить поперечную балку, которая позволяет соединить центральные стропила, прикрепив ее к перекрытию стойками. Некоторые специалисты при монтаже системы с опорным столбом советуют начинать работу с установки центральных нарожников, а не с диагональных стропил. Это вполне допустимо и в какой-то мере даже облегчает процесс сборки.

Расчёт стропильной системы шатровой крыши

За основу расчёта принимают такие исходные данные:

• длину дома;
• ширину дома
• высоту конька.

Рассмотрим порядок и формулы расчёты на условном примере, пользуясь геометрическим изображением шатровой крыши (см. выше):

• длина дома: AB = DC = 9 м;
• ширина дома: AD = BC = 8 м;
• высота конька, расположенного в геометрическом центре кровли: KF = 2 м.

Расчёт длин стропильных элементов

1. Длина балок мауэрлата.

AB + DC + AD + BC = 9 + 8 + 9 + 8 = 34 м

2. Центральные стропила (без учета свесов). Являются гипотенузой прямоугольного треугольника, в котором один катет — высота конька, а второй — половина ширины (8 / 2 = 4 м) или длины (9 / 2 = 4,5 м) дома.

Вспоминаем теормему Пифагора:

3. Накосные стропила (без учёта свесов). Являются гипотенузой прямоугольного треугольника, в котором один катет — половина ширины или длины дома, а второй — соответствующее центральное стропило. Для кровли с коньком в геометрическом центре кровли длины накосных стропил одинаковы.

4. Нарожники. Укороченные стропила расположены параллельно центральному, с шагом, зависящим от длины стропил. Рассмотрим таблицу, составленную с учётом погодных нагрузок для Московской области.

Таблица 1. Данные соответствуют атмосферным нагрузкам Московского региона

Шаг стропил, см	Длина стропил, м
3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0
215	100х150	100х175	100х200	100х200	100х250	100х250	—
175	75х150	75х200	75х200	100х200	100х200	100х200	100х250
140	75х125	75х125	75х200	75х200	75х200	100х200	100х200
110	75х150	75х150	75х175	75х175	75х200	75х200	100х200
90	50х150	50х175	50х200	75х175	75х175	75х200	75х200
60	40х150	40х175	50х150	50х150	50х175	50х200	50х200

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

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

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

MN = (АВ · MC) / АС

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

Таблица 2. Расчёт пиломатериалов на нарожники

Шаг нарожников, см	Сечение бруса, мм	Нарожники длинной стороны: АС = 4,5 м, АВ = 4,472 м	Нарожники короткой стороны: АС = 4,0 м, АВ = 4,9242 м
кол-во в полускате	AM, м	длины в полускате, м	объём пиломатериалов на два ската, м3	кол-во в полускате	AM, м	длины в полускате, м	объём пиломатериалов на два ската, м3
215	100х175	1	2,25	2,356	0,165	1	2,0	2,461	0,172
175	75х200	2	1,5	2,981 + 1,491	0,268	1	2,0	2,461	0,148
140	75х175	2	1,5	2,981 + 1,491	0,235	2	1,333	3,282 + 1,641	0,258
110	75х150	3	1,125	3,354 + 2,236 + 1,118	0,302	3	1,0	3,693 + 2,462 + 1,231	0,332
90	50х175	4	0,9	3,578 + 2,683 + 1,789 + 0,894	0,313	3	1,0	3,693 + 2,462 + 1,231	0,259
60	40х175	6	0,643	3,834 + 3,195 + 2,556 + 1,917 + 1,278 + 0,639	0,376	6	0,571	4,218 + 3,515 + 2,812 + 2,109 + 1,406 + 0,703	0,413

Очевидно, что менее затратными для нашего примера являются варианты с длинными шагами. Однако следует также учитывать требования к крепежу кровельного материала и затраты на обрешётку. С этой точки зрения ответ не будет столь очевидным.

Расчёт площади кровли с учётом свесов

Так как предыдущий расчёт был выполнен без учёта карнизного свеса, который в нашем примере выполняется с использованием кобылок, рассмотрим эту часть кровли опять как простую геометрическую фигуру.

Карнизный свес

Примем длину свеса (DC) равной 0,5 м. Для определения площади ската снова воспользуемся знаниями о свойствах подобных треугольников:

EF / BC = AG / AD

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

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

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

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

Площадь ската рассчитывается по формуле:

• S = (EF ∙ AG) / 2
• S = (8,812 ∙ 5,424) / 2 = 23,9 м2 — для короткой стороны
• S = (10,006 ∙ 4,972) / 2 = 24,88 м2 — для длинной стороны

Общая площадь кровельного материала:

2 (23,9 + 24,88) = 97,56 м2.

Совет! При расчёте материала учитывайте раскрой, особенно в случае, если это листовой материал, как шифер или профнастил.

Внимание! В статье рассмотрен расчёт только основных элементов стропильной системы, который может помочь в составлении предварительного бюджета стройки. рмнт.ру

рмнт.ру

Расчет размеров конструкции крыши и необходимой длины стропила

Расчеты, связанные с шатровой крышей, это не только вычисление площади крыши или расчет карнизного свеса, о которых пойдет далее в этой статье. Сюда можно отнести  и выбор подходящих размеров крыши, а также определение необходимой длины стропильных ног.

Начнем с того, что все основные элементы стропильной системы, в которую входят сами стропила, а также различные опоры, подкосы и так далее, должны изготавливаться только из самых качественных пород древесины, в которой должны отсутствовать сучки.

Дерево должно быть полностью сухим, при этом не допустимо наличие каких-либо трещин.

Для шатровой крыши могут быть использованы разные виды стропил. В разных случаях используют разные стропила: составные и еще один вид, который называется — спаренный:

Составные — это две доски, которые раздвигаются на определенное расстояние, равное толщине вкладыша.

Спаренные — это такие стропила, между которыми не должно быть никаких просветов. Данные стропила очень часто применяются при установке кровли наряду с другими конструктивными элементами, такими как брусья и бревна.

У разных стропил, может быть и разное сечение. Такие различия обуславливаются следующими факторами:

• размеры предполагаемого пролета;
• предполагаемая снеговая нагрузка, которая будет воздействовать на кровлю;
• необходимый шаг, с которым будут укладываться стропила;
• важным также является угол наклона крыши.

Для составления правильных расчетов необходимо знать и основные параметры стропил, так как это очень важно для целостности и надежного функционирования всей кровли:

• при длине ног стропил не более 3-х метров: шаг стропил  110 — 135 см, диаметр бревна 10 см, толщина доски 8, а ширина 10 см;
• при длине ног стропил 3 — 4 метра: шаг стропил  140 — 170 см, диаметр бревна 15 см, толщина доски 9, а ширина 10 см;
• при длине ног стропил 4 — 5 метра: шаг стропил  110 — 135 см, диаметр бревна 20 см, толщина доски 8, а ширина 20 см;
• при длине ног стропил 5 – 6.5 метра: шаг стропил  110 — 140 см, диаметр бревна 24 см, толщина доски 12, а ширина 22 см;

Есть и другие правила применения тех или иных параметров.

Кроме того, помните о том, что сегодня в сети Интернет имеется очень широкий выбор специальных программ, которые помогут вам выполнить расчеты разных элементов конструкции стропил и сделать риск ошибки минимальным.

Размеры для  прогонов: бревно 16 см в диаметре или брус с сечением 10 х 5 см.

Размеры для изготовления мауэрлата: бревна 12 см в диаметре, брус с сечением 10 х 5 см.

Материал, который применяется для подкосов, стоек и ригелей: бревна 12 см в диаметре, брус с сечением10 х 5 см.

Угол от 40 и до 60° — это наиболее популярное значение угла наклона для шатровых крыш. Однако он зависит и от выбранного материала и может быть несколько другим.

Для черепицы угол наклона составит от 30 и до 60°.

Для асбестоцементных и листовых материалов он будет от 14 и до 60°.

Для рулонных материалов – от 8 и до 18°.

Кровельный пирог

Пирог кровли — это последовательно смонтированные слои материалов для обустройства кровли.

Для шатровой крыши пирог состоит из таких слоев:

• Стропильная система. Изготавливается из деревянных брусьев, служит массивным каркасов всей системы;
• пароизоляция. Слой, предотвращающий образование конденсата;
• обрешетка. Система из досок, которая обеспечивает прочность конструкции и является основой для крепления слоев пирога;
• утеплитель. Служит для утепления кровли и здания в целом;
• гидроизоляция. Материал, который препятствует попаданию влаги из вне;
• контробрешетка. Деревянная конструкция, которая служит для обеспечения вентиляционного зазора между кровельным материалом и слоями пирога, а также для крепления внешнего покрытия;
• кровельный материал. Внешнее покрытие — главная защита от внешних факторов.

ОСТОРОЖНО!
Правильная последовательность уложенных слоев пирога обеспечивает его надежность и создание комфортного микроклимата. Если допущены ошибки по обустройству хотя бы одного слоя, это может стать причиной разрушения всей кровли.. Фото схемы шатровой крыши:

Фото схемы шатровой крыши:

Схема