Установка стропил шатровой крыши своими руками

Устройство стропильной системы шатровой крыши, чертежи и фото

Шатровые кровли известны человеческой цивилизации практически с начала её существования. Оригинальное решение верхнего ограждения дома привлекает застройщиков своей простотой и эстетичностью внешнего вида.

Несущий каркас представляет собой сложную на первый взгляд стропильную систему, состоящую из множества деревянных деталей. Однако при более детальном рассмотрении, что это далеко не так.

Общее устройство

Прежде чем изучать устройство стропильной системы шатровой крыши, нужно узнать, что такое вальма. Вальмой называют наклонный фрагмент многоскатной кровли в форме треугольника, где её сторонами являются накосные или диагональные стропила, основанием служит мауэрлат (деревянные балки, уложенные по периметру верха внешних стен дома), а в качестве опорной основы под кровельное покрытие выступают укороченные стропила – нарожники.

Объединив 4 или более вальм в единое сооружение, получают шатровую кровлю. Кровли такого типа возводят на зданиях и сооружениях, которые в плане имеют форму квадрата, равностороннего многоугольника или круга. Помимо стропил, каркас усиливают такими элементами, как шпренгели, стойки и подкосы.

Нижние концы стропил и нарожников должны выступать за периметр дома на 300 – 400 мм. В противном случае их удлиняют отрезками из того же пиломатериала для формирования свесов. Эта архитектурная деталь играет большую роль в защите фасадов и окон от негативных атмосферных явлений.

О том, какая крыша лучше, вальмовая или шатровая, мы писали здесь.

Разновидности каркасов кровли

Существует два варианта стропильных систем шатровых конструкций. Варианты отличаются способом опирания диагональных стропил – это наслонные и висячие стропилины.

В первом случае несущие балки имеют две точки опоры – вверху и внизу. Это возможно при наличии центральной внутренней стены. На неё устанавливают стойку, которая поддерживает коньковый узел шатра.

При больших расстояниях между стенами от 6 метров их перекрывают балками по диагоналям проёма. Из центра узла пересечения балок выводят вверх стойку.

Второй вариант предусматривает опирание висячих стропил только внизу на мауэрлат.

Минимальное количество вальм в шатре – это 4 ската. Но их может быть и 6, и 8 штук, всё зависит от фантазии архитектора и финансовых возможностей заказчика. Что касается угла наклона вальм, то он может небольшим в местах с сильными ветрами и достигать максимальной величины в районах с большим количеством снежных осадков.

Особенности возведения

Как и любые другие кровельные конструкции, шатровые кровли имеют свои особенности каксательно монтажа основных и дополнительных опор, нарожников, вариантов решения «конькового» узла.

Выбор способа монтажа

Способ монтажа стропильной системы шатровой крыши во многом зависит от габаритов самого деревянного каркаса. Например:

• Для садовой беседки размером в плане 3х3 м шатёр собирают на земле, а затем с помощью тали либо другого подъёмника устанавливают его сверху на стены беседки.
• При средних размерах здания в плане застройщик может заказать изготовление вальм в заводских условиях. Изделия доставят на место строительства и соединят в единый шатровый каркас на стенах дома.

В случае, когда невозможны первые два варианта монтажа стропильного каркаса шатровой крыши, каркас собирают поэлементно непосредственно наверху здания.

Накосные стропила и нарожники

Накосные (диагональные) стропила изготавливают из бруса сечением 100х100 мм или 100х50 мм. Также в дело идут сдвоенные доски 120 х 50 мм. Конечно, это не догма.

В каждом конкретном случае вид пиломатериала и его сечение уточняется при расчёте несущей способности накосных балок. В большинстве случаев диагональные рёбра вальм делают висячими. То есть вершины треугольных скатов сводятся в один коньковый узел, а нижние концы запилами врезаются в балки мауэрлата (о том, что такое запилы читайте ниже).

Что касается нарожников, то они выполняют функцию опорной решётки для кровельного покрытия между диагональными стропилами. Центральный нарожник вверху упирается в коньковый узел, остальные балки по его сторонам становятся короче по мере удаления от него.

Если внизу нарожники опираются на балку мауэрлата запилами, то к накосным стропилам крепятся боковой стороной. Для этого делают специальные спилы, чтобы нарожники плотно прилегали к боковой стороне диагональных стропил.

Все нарожники крепят к стропилам и мауэрлату гвоздями. Для более надёжного крепления прибивают черепные бруски и привинчивают шуруповёртом металлические уголки.

Дополнительные опоры для накосных балок

При больших пролётах между противоположными стенами здания стропильный каркас нуждается в дополнительных опорах для висячих стропил.

При наличии внутренних стен на их поверхность укладывают лежни (так называют мауэрлат внутри домов). На лежнях устанавливают стойки и подкосы, которые разгружают накосные стропила, передавая нагрузку от кровли на внутренние стены. Подкосы и стойки крепят нагелями и металлическими скобами.

Узлы крепления дополнительных опор для накосных стропил:

В углах мауэрлата дополнительно встраивают разгрузочные фермы – шпренгели. Шпренгель — это деревянная конструкция, позволяющая разгрузить диагональную балку и передать нагрузку через мауэрлат на стены здания.

Варианты решения конькового узла

По причине особенностей стропильной системы шатровой крыши в её конструкции нет места для конькового ригеля. Вместо него формируют коньковый узел, который представляет собой сочленение верхних концов диагональных стропил.

Их скрепляют между собой или опирают на своеобразный венец в виде кольца. Это может быть металлическая конструкция или деревянная рама. При наличии центральной стойки накосные стропила крепят к ней с помощью нагелей, скоб, болтов и пр.

Нюансы установки нарожников

Особенностью этого вида стропил является то, что все они попарно имеют разную длину. Длина меняется из-за того, что верхние концы балок опираются на диагональные стропила под наклоном.

К накосным балкам нарожники прибивают гвоздями. Для плотного примыкания их концы запиливают, делая вверху боковой и вертикальный, а внизу пяточный срез. Нюансы этих соединений видны на нижнем рисунке.

Последовательность сборки

Монтаж стропильного каркаса шатровой крыши выполняют поэтапно:

1. Укладка мауэрлата и лежней.
2. Перекрытие.
3. Подготовка стропил и нарожников.
4. Монтаж стропильного каркаса.

Укладка мауэрлата и лежней

Мауэрлат – это деревянный обвязочный брус. Их укладывают по верхнему периметру внешних стен дома. Для этого берут брус сечением 100 х 100 мм или два бруса 100 х 50 мм либо используют пиломатериал другого профиля с расчётным сечением. Квадратная или многоугольная деревянная рама воспринимает нагрузку в углах от накосных стропил и по периметру от нарожников.

Если по проекту коньковый узел опирают на стойку, то под неё укладывают лежень на внутреннюю стену. Лежень – балка того же сечения, что и мауэрлат. В результате нагрузка от кровли будет равномерно «растекаться» по всему периметру внешних стен.

Предназначение мауэрлата заключается в удержании крыши от срыва при сильном ветре. Поэтому балки крепят к верхнему торцу стен анкерными болтами. Иногда мауэрлат складывают из двух брусьев или досок. Тогда верхний профиль крепят к нижней балке саморезами.

Перекрытие

Подкровельную площадку формируют из железобетонных плит перекрытия или укладывают деревянные балки с последующей обшивкой досками снизу. Плиты изготавливают стандартных размеров. Из 3-х, 6-ти и 12-ти метровых изделий для перекрытий шатровых крыш в основном выбирают 6-ти метровые панели. При таком варианте коньковый узел опирают на стойку перекрытия.

Деревянное перекрытие устраивают из уложенных балок на противоположные стены дома. Их связывают поперечными ригелями. Снизу конструкцию подшивают листовым материалом таким, как: OSB, ДСП, ДВП или фанерой.

Подготовка несущих элементов

Главная задача состоит в том, чтобы подготовить контактные поверхности балок для получения плотных примыканий деталей в узлах системы. Чтобы качественно выполнить боковые, вертикальные и пяточные срезы на концах нарожников (см. выше главу «Нюансы установки нарожников»), изготавливают шаблоны.

Монтаж каркаса

Поступают следующим образом:

• Для формирования конькового узла устанавливают временную опору;
• На верхний конец стойки опирают диагональные стропила и соединяют их в единый узел. В некоторых случаях соединение осуществляют опиранием на венец.
• К накосным стропилам и мауэрлату крепят нарожники.
• Устанавливают шпренгели, подкосы и стойки.

Если кровлю собирают из готовых вальм заводского изготовления, то их сразу крепят к мауэрлату и соединяют вверху между собой. Этот способ является самым быстрым методом возведения шатровой крыши.

Как запиливать элементы под различными углами?

Правильно выполненные запилы помогут избежать неприятностей из-за нестыковки элементов стропильного каркаса во время их монтажа. Для выполнения таких операций используют пилы с электроприводом.

Можно выпиливать пазы электролобзиком, но при больших объёмах работ не хватит ни терпения, ни пилок. Застройщики запиливают концы стропил редко цепной пилой, чаще ручной или стационарной дисковой пилой.

При помощи цепной пилы

Лучшим инструментом для запиливания стропил будет не бензиновая, а электрическая пила. Она мало весит, и ею легко манипулировать на высоте.

Для выполнения точных торцовых срезов нарожников и накосных стропил необходимо изготовить шаблоны. Их можно сделать из подручных материалов – досок, бруса или реек. Один из вариантов заключается в выполнении следующих действий.

Из двух брусочков собирают две «лыжи». Они будут служить прокладкой при запиле нарожника стороной, примыкающей к диагональной стропилине.

Один из двух шаблонов:

В направляющей шине цепной пилы просверливают два отверстия. Через них саморезами крепят два шаблона – «лыжи».

К накосной балке прикладывают отрезок фанеры, на которую затем опирают шину пилы с «лыжами». Выполняют запил.

Запил нарожника по шаблону:

После этого убираю фанеру. Нарожник придвигают вплотную к диагональной балке шатровой крыши и крепят его саморезами.

Результат запила по шаблону цепной пилой:

Под углом вручную

Не все запилы можно делать внизу. Большинство операций выполняют наверху – на крыше. Так, например, для стыковки диагональных стропил в коньковом узле часто пользуются ручной пилой.

Шаблон прикладывают к верхнему концу накосного стропила и обводят маркером линию среза.

Разметка по шаблону:

По линии разметки производят запил ручной пилой.

Запиливание под углом вручную:

Для того чтобы выполнить надёжные плотные крепления стропил и нарожников с помощью запилов, можно взять в аренду торцовочную пилу. С помощью этого станка можно сделать большое количество запилов высокой точности.

Ошибки и рекомендации по строительству

Основные ошибки, допускаемые на монтаже стропильной системы шатровой крыши, а также рекомендации , как их избежать можно представить следующим перечнем:

• Неправильный расчёт «на глазок» угла наклона скатов приводит к тому, что кровля не выдерживает снеговой нагрузки и теряет свою целостность. Нужно обязательно рассчитывать степень наклона вальм шатровой крыши, пользуясь нормами СНиП 2.01.07-85.
• Со временем элементы стропильного каркаса могут деформироваться, загнить от плесени, грибков и от насекомых древоточцев. Перед началом монтажа стропила, нарожники и все деревянные элементы надо обработать антисептиком.
• Некачественный крепёж может привести к обрушению кровли. Для соединения деталей нужно использовать качественные метизы и в надлежащем количестве.

Заключение

Шатровая крыша – это надёжная защита для помещений дома от непогоды, зимней стужи и летней жары. Если не хватает сил и опыта возвести стропильный каркас своими руками, то лучшим выходом из положения будет обращение за помощью к профессионалам.

Источник

Как построить шатровую крышу своими руками

В своем исполнении шатровая крыша экономичная и очень красивая, но в тоже время практически самая сложная из всех скатных конструкций. Она имеет пирамидальную форму и похожа на шатер, отсюда и ее название. Такие крыши можно увидеть на старинных замках, церквях. Все скаты имеют форму треугольника и соединяются вершинами в центре. У такой кровли отсутствуют фронтоны, что позволяет сэкономить на строительных материалах. Применяется она в основном для построек равносторонней формы и небольшого размера.

Чаще всего монтируется четыре ската, но встречаются и нестандартные варианты, например, с большим количеством скатов или круглые. У шатровой крыши нет конька, все скаты соединяются коньковым узлом.

Строительство шатровой крыши широко применяется в малоэтажных проектах благодаря своему привлекательному исполнению и свойствам, которые позволяют противостоять сильным ветрам, попаданию холода и влаги на чердаки, а также хорошему отводу дождевой и талой воды. По всем показателям они превосходят крыши плоских видов.

Ниже вы можете увидеть несколько фото шатровых крыш на малоэтажных домах и других постройках:

Конструкция и узлы шатровой крыши

При возведении крыши данного вида особое внимание уделяется правильному монтажу стропил. Это достаточно сложный и трудоемкий процесс. Поэтому перед тем как построить шатровую крышу своими руками, а точнее, начать кровельные работы, нужно сделать проект, расчеты и чертежи конструкции будущей крыши. Это нужно и для того, чтобы подсчитать, сколько и какого материала потребуется.

Проект в данном случае составляется, начиная с расчетов стропил. От особенностей строения здания, а также предполагаемых нагрузок, какие будет нести крыша, и угла ее уклона, будет зависеть их вид (висячие или наслонные), сечение, а также размер шага между ними. Далее определяются с тем, какие элементы будут нужны дополнительно для прочности конструкции.

Если есть возможность установить стойку под коньковым узлом, то применяются наслонные стропила. В других случаях монтируют висячие стропила.

Висячая стропильная система шатровой крыши сложна в изготовлении. И если при эксплуатации потребуется ремонт, он будет достаточно трудоемок. Поэтому ее применяют лишь в тех случаях, если в здании отсутствуют внутренние опоры. Для того чтобы уменьшить горизонтальное усилие, создающееся из-за того, что данные стропила опираются только на внешние стены, используют специальные затяжки.

Наиболее распространена наслонная система монтажа стропил. Устройство шатровой крыши с наслонными стропилами является более простым. Такая крыша легче в монтаже и экономичнее. Применяется при наличии в строении внутренних несущих стен или других опор, при этом угол ската не должен превышать 40 градусов. Правильно смонтированная наслонная система, как правило, безраспорная конструкция.

Для монтажа наслонной стропильной системы потребуются:

• диагональные стропила,
• мауэрлаты,
• нарожники,
• подкосы,
• лежни,
• прогоны,
• шпренгели и ригели.

Накосные (диагональные) стропила – основные детали системы, отвечающие за прочность и устойчивость всей конструкции. Диагональные стропила, как правило, длиннее обычных, так как служат опорой нарожникам и принимают на себя большую нагрузку. Для достижения требуемой длины брусья сращивают с применением болтов (12-14 мм), а в местах стыков обязательно устанавливают опору.

Мауэрлаты – опоры, принимающие на себя нагрузку всей кровли.

Нарожники – это стропильные ноги (укороченные), опирающиеся на накосную ногу с одного конца и на мауэрлат с другого. В зависимости от ширины здания, они могут быть составными (многопролетными). Делятся на центральные и промежуточные, устанавливаются обычно параллельно друг другу.

Подкосы — опоры для стропильной ноги.

Лежни — горизонтальные брусья, опоры для стоек и подкосов, расположенные в самом основании системы.

Прогоны – главные (опорные) балки параллельные мауэрлату, дополнительные опоры для стропил. Рекомендуемое расстояние от мауэрлата до прогона не более четырех с половиной метров.

Шпренгели – дополнительные стержневые конструкции, применяющиеся для усиления основной и снижающие нагрузку на мауэрлаты.

Ригели — горизонтальные элементы, соединяют стропила, используются в случае, когда стропила опираются одни на другие в коньковом элементе.

Расчет параметров крыши

Выбор высоты шатровой крыши не зависит ни от размера стен, ни от выбранного материала кровли. В основном отталкиваются от своего видения пропорций и вкусовых предпочтений. Но во избежание проблем в процессе эксплуатации все же нужно учитывать некоторые рекомендации.

Выбор угла наклона шатровой крыши производят исходя из предполагаемой снеговой нагрузки и материала для кровли. Он варьируется в пределах 5 — 60 градусов. При высоких нагрузках снега и частых дождях нужен большой угол уклона (45 — 60 градусов), так как более пологая крыша будет задерживать схождение осадков, что может привести к ее преждевременной порче. В то же время, если такой необходимости нет, то не стоит делать ее слишком высокой, так как это приводит к усложнению монтажа, к использованию дополнительного материала и соответственно к увеличению финансовых расходов.

По типу кровли существуют следующие параметры:

• рулонная — 8 — 20 градусов;
• асбестоцементные листы и сталь — 15 — 60 градусов;
• черепица — 25 — 60 градусов (иначе в стыки попадают осадки).

Если здание возводится на местности с частыми ветрами, выбирается небольшой угол уклона. От выбора угла наклона напрямую зависит и конечная стоимость крыши, чем больше угол наклона, тем больше материала потребуется и для кровли.

Выбрав угол наклона, можно рассчитать высоту крыши. Для этого величину половины диагонали между углами здания умножить на тангенс выбранного угла наклона. А затем можно определить и длину стропил, разделив высоту крыши на синус угла наклона.

В традиционном случае шатровая крыша состоит из четырех треугольников (равнобедренных). В таком варианте рассчитать площадь крыши довольно просто, достаточно высчитать площадь одного треугольника и умножить ее на четыре.

Площадь треугольника будет равна произведению длины основания данного треугольника, умноженного на его высоту и разделенного на два. Полученную величину умножаем на четыре и получаем величину площади всей крыши.

Исходя из вычисленных величин, можно произвести расчет требующегося строительного и кровельного материала для возведения выбранной конструкции.

Выбираем материал для стропил

При выборе материала для стропил в строительстве шатровой крыши своими руками, преимущество отдается деревянным. Это обусловлено легкостью монтажа, а также хорошей теплоизоляцией, что позволяет снизить расходы на отопление. В основном используется брус хвойных пород, так как он хорошо поддается обработке. Выбирайте смолистый материал, он прослужит значительно дольше. Содержа в себе антисептик, он создает защиту от различных вредных микроорганизмов.

Материал должен быть достаточно вылежанным, чтобы после монтажа крыши не произошло деформации, и была обеспечена должная устойчивость.

Металлические системы используются в основном в промышленном и многоэтажном строительстве, так как они совершенно не сохраняют тепло. Если есть возможность, узнайте, в какое время была заготовлена древесина, в каких условиях была высушена и где хранилась.

Для монтажа шатровой крыши используется в основном брус с сечением 50 на 150 мм. Во избежание ошибки в размере накосных стропил следует их сделать немного длиннее, излишки можно убрать после монтажа.

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.

Источник