Монтаж шатровой крыши своими руками

Содержание

Как сделать шатровую крышу: от расчета до монтажа
Содержание
Расчет шатровой крыши
Сбор нагрузок
Постоянные нагрузки
Переменные нагрузки
Расчет стропил
Как сделать чертеж шатровой крыши
Как построить шатровую крышу своими руками
Шатровая крыша своими руками: от создания проекта до монтажа
Конструкция шатровой крыши
Этапы строительства
Создание проекта
Конструкция стропильной системы
Ход монтажных работ

Как сделать шатровую крышу: от расчета до монтажа

Шатровая крыша — одна из самых сложных в монтаже. Если у вальмовой кровли есть конек, пусть и немного укороченный, то у шатровой накосные и центральные стропила сходятся в одной точке — коньковом узле. Поэтому даже небольшая ошибка при монтаже стропильной системы может привести к неравномерному распределению нагрузки и большим проблемам с крышей снежной зимой. В этой статье мы расскажем, как сделать шатровую крышу и избежать таких ошибок. Во всяком случае, самых распространенных из них. И начнем с основ — с расчета кровли.

Содержание

Расчет шатровой крыши

Перед тем как делать шатровую крышу, нужно рассчитать ее стропильную систему. Даже если вы купили готовый проект коттеджа с шатровой крышей, этот расчет все равно нужен — дом может быть спроектирован под другой регион, в котором снеговые и ветровые нагрузки могут отличаться.

В первую очередь собирают все воздействующие на кровлю нагрузки. И только после этого, в соответствии с получившимся значением, подбирают сечение элементов стропильной системы и их расположение.

Сбор нагрузок

Нагрузки на кровлю могут быть постоянными и переменными.

Постоянные нагрузки

Постоянная нагрузка — это общий вес элементов кровельного пирога и оборудования, которое установлено на крыше. Чтобы узнать ее, нужно рассчитать вес на 1 м 2 каждого слоя кровли — от внутренней обрешетки до кровельного покрытия. Полученные значения складывают, итоговая сумма — необходимая нам постоянная нагрузка.

В теории все просто, но на практике это значит, что еще до начала расчета у вас должен быть чертеж шатровой крыши или хотя бы понимание, из каких пиломатериалов будет сделана стропильная система и с каким шагом ее элементы будут установлены. Например, при одном и том же сечении стропильные ноги, поставленные с шагом 0,8 м, дают примерно на 30% большую нагрузку на 1 м 2 , чем стропила, закрепленные через каждые 1,2 м.

Поэтому обычно при расчете берут стандартные сечения элементов стропильной системы, типовое расстояние между ними и делают чертежи отдельных узлов шатровой крыши. Это нужно, чтобы было наглядно видно, для какой именно конструкции сделан расчет. Например, для стропил стандартные значения можно взять из таблицы ниже.

Затем рассчитывают нагрузку и проверяют, выдержит ли ее такая конфигурация крыши. Если несущая способность каркаса по типовому проекту шатровой крыши будет недостаточной или, наоборот, чересчур высокой, сечение или шаг проблемных элементов меняют и снова пересчитывают нагрузку. Так повторяют до тех пор, пока несущая способность стропильной системы не будет приемлемой.

Переменные нагрузки

К переменным относятся снеговая нагрузка и ветровое давление. Их рассчитывают по СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».

Снеговую нагрузку S₀ считают по формуле:

Здесь S_g — табличное значение, которое зависит от снегового района.

Снеговые районы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
S_g, кН/м 2	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0

В свою очередь, снеговой район определяют по карте.

Второй символ в формуле μ — это поправочный коэффициент, который зависит от формы кровли. К сожалению, в самом нормативе для шатровой кровли μ не указан. Поэтому его обычно считают по правилам для двускатной крыши. Согласно им:

µ=1 при уклоне ската меньше 30°;
µ=0 при уклоне ската больше 60°;
µ=(60°-α)/(60°-30°), если уклон ската 30°≤α≤60°.

Это не совсем правильно, поскольку из-за формы шатровой крыши снег с одного ската может сдувать на соседний. Поэтому для надежности полученный коэффициент µ умножают на 1,1.

Ветровую нагрузку w_m считают по формуле:

Значение w₀ берут из таблицы ниже.

Ветровые районы	Ia	I	II	III	IV	V	VI	VII
w₀, кПа	0,17	0,23	0,3	0,38	0,48	0,6	0,73	0,85

А ветровой район выбирают по карте.

Коэффициент k(z_e) отражает высоту дома и тип местности, в которой он построен. Его выбирают в таблице ниже.

Высота z_e, м	Тип местности
Высота z_e, м	А	В	С
≤ 5	0,75	0,5	0,4
10	1,0	0,65	0,4
20	1,25	0,85	0,55
40	1,5	1,1	0,8
60	1,7	1,3	1,0
80	1,85	1,45	1,15
100	2,0	1,6	1,25
150	2,25	1,9	1,55
200	2,45	2,1	1,8
250	2,65	2,3	2,0
300	2,75	2,5	2,2

А — открытая местность, на которой могут быть единичные препятствия высотой до 10 м.
В — местность, равномерно покрытая препятствиями высотой больше 10 м. Это могут быть как здания, так и деревья, холмы, скалы.
С — плотно застроенные участки города, в которых есть строения больше 25 м в высоту.

Аэродинамический коэффициент тоже зависит от формы кровли. Для расчета нагрузки для шатровой крыши его берут равным 0,8.

Чтобы получить общую переменную нагрузку, снеговую и ветровую нагрузки нужно сложить. Причем меньшую перед сложением умножают на понижающий коэффициент 0,9. Затем переменную нагрузку складывают с постоянной. Эту сумму и используют для дальнейшего выбора конструкции шатровой крыши и создания чертежа.

Расчет стропил

Элементы деревянной стропильной системы рассчитываются по двум нормативам: все тому же СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» и СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции». Это очень сложные для неподготовленного человека расчеты. Поэтому, если вы не сталкивались с сопроматом на практике, рекомендуем воспользоваться онлайн-калькулятором или специализированной программой.

Для тех, кто твердо решил считать шатровую крышу вручную, приведем пример расчета сечения стропил для кровли со скатами, наклоненными под углом 35°, с шагом крепления и рабочей длиной стропильных ног 0,8 м и 3,5 м, соответственно.

Сразу оговоримся, для того чтобы сделать шатровую крышу, нужно посчитать сечение только одной стропильной ноги — центральной. На эти стропила приходится максимальная нагрузка, поэтому остальные просто делают такими же.

Согласно нормативам, прогиб стропильной ноги не должен превышать 1/200 от длины прогона. То есть стропило длиной 5 м может прогибаться не более чем на 2,5 см (5/200).

Первый этап расчета — перевод нагрузки Q из единиц площади в единицы длины стропил Q_r. Делается это по формуле:

Здесь А — это шаг стропил в метрах. То есть если суммарная нагрузка на шатровую крышу после предыдущего этапа расчетов равна 250 кг/м 2 , на стропила будет приходиться 200 кг/м веса (250·0,8).

Дальше под этот вес подбирают сечение стропил. Формула зависит от угла наклона скатов:

Здесь H_min — минимальная высота стропил, B — их ширина, L_max — рабочая длина, R_изб — сопротивление на изгиб материала. Для сосны его можно посмотреть в таблице ниже.

Для нашего примера возьмем доски стандартной ширины — 5 см — из сосны первого сорта. В этом случае R_изб будет равно 14 МПа или приблизительно 143 кгс/см 2 . Рассчитаем минимальную высоту стропил для шатровой крыши:

Так как вы собираетесь сделать шатровую крышу своими руками, нужен запас прочности, поэтому для стропил лучше взять доску 200×50 мм. Проверим, вписывается ли она в условие по прогибу. Это делается по формуле:

Для нашего примера:

Неравенство выполняется, поэтому выбранное сечение и шаг стропил подходят. Если в вашем случае левая часть неравенства больше единицы, попробуйте увеличить сечение доски или уменьшить рабочую длину стропильной ноги, добавив подпорку.

Мауэрлат считается по этим же нормативам, но чаще всего его делают стандартного сечения из бруса 150×200 мм или 200×200 мм.

Как сделать чертеж шатровой крыши

Для расчета устройства шатровой крыши частного дома было достаточно примерной схемы расположения элементов стропильной системы, но для возведения кровли нужен подробный чертеж. Вот три базовых правила, которым он должен соответствовать:

на чертеже шатровой крыши должны быть обозначены расстояния между всеми элементами (напрямую или косвенно, с возможностью расчета);
обязательно нужно привести схемы узлов кровли;
● чертеж должен быть масштабным, то есть должна быть возможность получить любой размер, просто измерив расстояние линейкой.

Вот пример правильной схемы крыши шатрового типа:

Желательно, чтобы чертежи были минимум в двух проекциях: сверху и сбоку.

Как построить шатровую крышу своими руками

Кровельный пирог шатровой кровли ничем не отличается от обычного. Для утепленной крыши монтируют слой теплоизоляции, который снизу закрывают паробарьером, а сверху — гидроизоляционной мембраной. Потом вдоль стропил набивают контробрешетку, на нее — обрешетку и, наконец, укладывают кровельное покрытие.

А вот со стропильной системой сложнее. Поэтому подробно расскажем, как правильно делать каркас шатровой крыши. Порядок действий такой:

устанавливаем мауэрлат;
на мауэрлат крепим балки перекрытия;
ставим выносы;
в центре устанавливаем вертикально стойку под коньковый узел (обычно из бруса 150×150 мм) и закрепляем ее двумя укосинами;
ставим центральные стропила, их количество равно количеству скатов;
крепим ветровые доски;
устанавливаем угловые выносы;
убираем укосины;
устанавливаем накосные стропила;
крепим оставшиеся выносы в углах;
ставим стойки или подкосы для стропил, если необходимо;
устанавливаем нарожники;
ставим подпорки для нарожников на мауэрлате;
крепим ригели, если они нужны.

Стропила обязательно ставятся с вырубкой (до 1/3 от высоты доски) и крепятся с помощью гвоздей и металлических пластин либо уголков. Уголки желательно брать усиленные, с выдавленным ребром жесткости по центру.

Источник

Шатровая крыша своими руками: от создания проекта до монтажа

В процессе строительства дома или беседки неизбежно встает вопрос о том, какую конструкцию кровли предпочесть. Если возводимое сооружением имеет четырехугольную, а лучше всего квадратную форму, дизайнеры и архитекторы нередко останавливают выбор на шатровой четырехскатной крыше. Сложность этой конструкции с торицей окупается оригинальным внешним видом, прекрасными термоизолирующими и аэродинамическими качествами. Эта статья расскажет, как конструируется и монтируется шатровая крыша своими руками.

Конструкция шатровой крыши

В строительстве принято рассматривать шатровую крышу как вариацию вальмовой четырехскатной, в которой коньковое соединение трансформировалось в коньковый узел, то есть видоизменилось из линии в точку. Крыша шатрового типа представляет собой пирамиду, стороны которой образованы четырьмя скатами в виде равнобедренных треугольников. Для монтажа подойдет любое четырехугольное здание, однако квадратная форма позволяет добиться идеальной симметрии, благодаря чему достигается наилучший результат.

Скаты. Шатровая крыша состоит из четырех наклонных плоскостей скатов треугольной формы. Диапазон их угла наклона лежит в пределах 20-50 градусов, однако опытные кровельные мастера считают оптимальным угол 40 градусов.

Стропильная система. Каркас, служащий для поддержки конструкции кровли. Стропильная система несет на себе и распределяет вес кровельного пирога, задает геометрию скатов. Она строится основе треугольников, самых жестких и устойчивых фигур, которые гарантируют стабильность, надежность крыши.

Кровельное покрытие. Материал в виде рулонов, листов, отдельных модулей или элементов, обладающий высокой износостойкостью, хорошими гидроизоляционными характеристиками. В этих целях используют металлочерепицу, профнастил, ондулин, рубероид или шифер.

Свес. Свесы крыши выступают за периметр основания и защищают стены от воды во время дождя и ветра. Свес длиной 40-50 см считают достаточным для эффективного выполнения своих задач.

Этапы строительства

Создание проекта

Шатровая крыша своими руками строится только на основании грамотно составленного проекта, гарантирующего ее надёжность. Перед тем как сделать чертежи, необходимо вспомнить школьный курс геометрии, чтобы сделать расчеты угла наклона скатов, высоты конька и площади скатов. Для выполнения вычислений есть простая инструкция:

Следующий этап – вычисление высоты расположения конькового узла. Для этого расчета требуется знать размеры основания крыши и угол наклона ее скатов. Если представить шатровую крышу как пирамиду, то прямая соединяющая ее основание и конек под прямым углом будет ее высотой, а вычислить ее длину можно с помощью теоремы Пифагора.

Зная угол наклона, высоту и размеры основания можно выяснить длину стропильных ног и площадь скатов. Эти расчеты нужны для вычисления необходимого строительного материала – дерева для стропильной системы и кровельного покрытия.

Не забывайте, что у шатровой крыши с прямоугольным основанием, в отличии от такой же конструкции с квадратным, скаты будут иметь различный уклон и разную длину стропильных ног. Следует учитывать это в расчетах и монтаже!

Проект создают вручную или с помощью компьютерной программы, которая не только выполнит за вас расчеты длины элементов стропильной системы, но и подберёт их толщину. Результат этапа конструирования – схема с размерами и взаимным расположением элементов крыши, которая станет опорой для монтажных работ.

Конструкция стропильной системы

Стропильная система шатровой изготавливается из древесины хвойных пород и состоит из следующих основных и дополнительных элементов:

Мауэрлат и лежень. Опоры из бруса, необходимые для распределения нагрузки по периметру несущих стен. Мауэрлат укладывают на внешние перегородки, а лежень на внутренние. В деревянных домах роль опорного бруса исполняет верхний венец из бруса или бревна. Сооружения из кирпича и блоков требуют обустройства армированного бетонного пояса, в которой вмуровывают металлические шпильки, на которые через слой гидроизоляции укладывают мауэрлат.
Стойки. Вертикально устанавливаемые опоры, которые поддерживают коньковый узел или стропильные ноги.
Накосные стропильные ноги. Они отходят от конькового узла к углам сооружения и образуют ребра скатов шатровой крыши. Накосные ноги длиннее обычных и подвергаются повышенной нагрузке, поэтому их толщина также должна быть больше в два раза.

Нарожники. Стропила разной длины, прикрепляемые к накосным ногам и мауэрлату, формирующие поверхность скатов.

Подкосы. Расположенный под углом 45 градусов к стропилам элемент стропильной системы, который предотвращает провисание стропильных ног.

Затяжка, ригель. Горизонтально расположенная перемычка между двумя стропилами, которая гасит распирающее действие, которое они оказывают на стены.

Обрешетка. Основание, на которое настилают кровельное покрытие. В зависимости от типа которого, применяют решетчатый или сплошной вид обрешетки.

В строительстве шатровой крыши используют висячую или наслонную стропильную систему, в зависимости от возможностей планировки сооружения. Однако, опытные кровельные мастера не советуют использовать наслонный тип, если уклон скатов превышает 40 градусов.

Ход монтажных работ

Когда проект утвержден и материалы закуплены, можно сделать монтаж шатровой крыши своими руками:

Ровно посередине будущей шатровой крыши устанавливают центральную стойку, для нее используют брус толщиной 150х150 мм или более. Чтобы она сохраняла вертикальное положение ее временно закрепляют двумя укосинами.

Устанавливают центральные стропила. В верхней части закрепляем их к стойке металлическими накладками, а в нижней к мауэрлату. Натянув для ориентира от конькового узла к углам мауэрлата шнур, монтируют накосные стропильные ноги Для их установки на верхней части делают двойную врезку. Свесы стропил связывают ветровой доской. Если есть необходимость устанавливают подкосы и ригели.

Далее напиливают и приколачивают все нарожники. Нарожники, опирающиеся на балки выноса дополнительно укрепляют стойками, чтобы разгрузить их. Карнизы подшивают доской или влагостойкой фанерой.

На стропила полосами настилают гидроизоляционную пленку, нахлестывая в местах стыках ее на 15-20 см. Крепят пленку строительным степлером, а вдоль стропильных ног фиксируют рейками контр-обрешетки. Монтируют обрешетку. Если запланирована сплошная, то необходимы фанерные листы, а если решетчатая – необрезная доска размером 40х150 мм.

Настилают кровельное покрытие. Для этого сначала производят раскрой с учетом того. Что листы и полосы крепятся не в стык, а в нахлест. В качестве крепежа необходимо использовать специальные, поставляемые в комплекте с материалом кровли, оцинкованные саморезы или гвозди с каучуковой шляпкой, которая после вкручивания деформируется и закрывает отверстие.

Завершающий этап — установка водосточной системы, состоящей из водоприемной воронки, желоба и трубы водостока, и снегозадержателей.

Некоторые элементы стропильной системы шатровой крыши имеют длину, превосходящие 6 метров, стандартную величину пиломатериалов. Поэтому необходимо изготавливать наборные стропила, составляемые из нескольких частей, или клееные.

Строительство шатровой крыши своими руками – тяжелая, трудоёмкая работа, однако полученные результат, выделяющий дом или беседку среди однотипных соседей, вознаградит вас за старания и потраченные силы!

Источник