Правильный расчет шатровой крыши — залог ее надежности

Шатровые крыши все чаще применяются при строительстве загородных домов. Такой небывалой популярности есть и свои объяснения. Крыша имеет необычную форму, у нее масса плюсов и при желании ее можно построить собственными силами.

Особое внимание следует уделить точности расчетов при возведении данного типа кровли, так как это самый важный этап в проектировании. Данный тип крыши имеет свои особенности в конструкции, и, если их не учесть, то крыша будет ненадежной, а в худшем случае, может и вовсе просто развалиться.

Обо всех особенностях расчета шатровых крыш ( их основных узлов) читайте далее, здесь же будут раскрыты и некоторые секреты, которые специалисты часто используют при монтаже шатровой крыши.

В чем отличие конструкции шатровой кровли от других?

Дом с элементами шатровой крыши
Дом с элементами шатровой крыши

Если попробовать понять, что же такое шатровая крыша, то разгадку этого вопроса стоит искать в ее названии. Крыша имеет форму равнобедренной пирамиды (шатра) с разным количеством граней, т.е. чаще всего она состоит из нескольких равнобедренных треугольников, которые сходятся к центру (к вершине пирамиды).

Обычно крыша имеет четыре ската, но иногда, она может иметь и другие формы: может быть круглой или многоскатной. Главное, что отличает именно этот вид кровли от остальных так это то, что она должна быть идеально симметричной.

У данного типа крыши есть несколько весомых преимуществ, одним из которых является отсутствие фронтонов, что позволяет иногда при постройке весьма существенно сэкономить на строительных материалах.

Красивая форма, привлекательный внешний вид украсят вид любого дома, а поэтому она становиться все более популярной год от года.

Конструктивные узлы и вся стропильная система являются достаточно сложными в построении. Именно поэтому расчет крыши является главной составляющей в успехе возведения таких крыш.

Обратите внимание!

При минимальных навыках выполнения расчетов и строительных работ не стоит даже начинать возведение данного типа кровли самостоятельно. Лучше, в таком случае, если есть свободные деньги, нанять опытных специалистов, которые помогут, как с проведение расчетной составляющей проекта, так и при строительстве шатровой кровли.

Так как для этого типа крыши важным моментом в строительстве всей конструкции является симметричность дома (предпочтительнее с квадратным основанием). Впрочем, если все расчеты выполнить верно, тогда ее можно попробовать сделать и более сложной формы, например, в виде шестигранной или восьмигранной пирамиды.

Что касается стропильной системы, о которой пойдет речь далее, то для возведения она считается достаточно сложной. Поэтому с постройкой такой крыши не стоит торопиться, а лучше сосредоточиться на этапах, которые предшествуют ее возведению.

Стропильная система — надежный «скелет» всей крыши

Чтобы понять, как правильно производить расчеты, которые связаны с конструкцией шатровой крыши, необходимо знать особенности ее возведения, в том числе и используемых стропильных систем.

При строительстве стропил для этого типа крыши можно использовать и применять, практически, любые виды стропил.

Можно применять висячие стропила, а можно использовать и наслонные. В зависимости от угла наклонов крыши и длины пролетов, используют тот или иной вид.

Висячие стропила, в основном, находят применение, когда внутренние пролеты чересчур большие, и не представляется возможным установить внутри различные опоры, которые бы взяли часть нагрузки на дополнительные несущие стены. В данном случае опорами являются лишь наружные стены, на которые и падает вся нагрузка.

Обратите внимание!

Для максимального уменьшения нагрузки на наружные стены устанавливают различного вида дополнительные элементы в виде затяжек, исполненные из металла или дерева.

Нижние концы такой системы упираются в наружные стены, а верхние концы должны иметь надежное соединение между собой. Применение висячих стропил в конструктивных особенностях шатровой крыши можно встретить достаточно редко, так как требуется очень много усилий при их монтаже.

Рассматривая наслонную систему стропил, нужно сказать, что в конструктивном исполнении она является более простой. Чтобы ее установить, нужна дополнительная внутренняя несущая стена, которая могла бы служить опорой посередине здания для разгрузки кровли. Эта система снижает нагрузку на всю кровлю, так как имеет не менее трех точек опоры.

Пример стропильной системы шатровой крыши
Пример стропильной системы шатровой крыши

Размер пролетов в различных случаях может варьироваться. В разных конструкциях домов он может быть от четырех метров и даже более. Если пролеты предполагается делать намного больше, например, пять метро или длиннее, то в стропильную систему вносятся коррективы и изменения, а также ставятся дополнительные подкосы.

Довольно часто в шатровых крышах используют именно наслонную стропильную систему, так как с точки зрения расходования материала она считается наиболее выгодной, а значит и более подходящей.

Конструкции стропильной системы шатровых крыш имеют следующие элементы:

  • накосные стропила — это стропилан, которые обычно располагаются в углах всего каркаса;
  • специальные балки, на которые устанавливают нижние концы стропил (мауэрлат);
  • нарожники, они прикрепляются к накосным стропилам;
  • балки, которые служат опорой для ног (подкосы);
  • также для обеспечения наибольшей жесткости конструкции используют и другие элементы, такие как ригели, разнообразные дополнительные опоры, а также часто используемые прогоны.

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.
Обратите внимание!

Лучше всего для изготовления основных элементов стропильной системы использовать качественную древесину. Примером, в этом плане, может послужить хвоя. Другими словами, древесина должна отвечать требованиям прочности и критериям устойчивости к повреждениям различного характера, в том числе и к механическим воздействиям.

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.

Обратите внимание!

Нужно, чтобы длина стропильных ног была одинаковой, необходима стыковка нарожников вразбежку.

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°.

Как рассчитать площадь шатровой крыши?

Расчет площади 1-го ската шатровой крыши
Расчет площади 1-го ската шатровой крыши

Ответ на этот вопрос, лежит на поверхности. Чтобы правильно сделать все расчеты, нужно определиться с шириной и длиной основания, а также учесть углы наклона каждого ската.

Чаще всего в основании у дома, для которого предполагается возведение шатровой крыши, находится квадрат, а сами скаты имеют вид треугольников с равными бедрами. Для нахождения площади всей будущей конструкции, а, значит, и необходимой ее высоты нужно вычислить площадь одного ската, а затем увеличить ее в четыре раза.

Если же в основании здания лежит прямоугольник, тогда задача немного усложняется, но не сильно. При помощи математических школьных формул это можно сделать без особых проблем.

В этом случае крыша должна состоять как из равных по величине треугольников, так и из равных трапеций. В этом случае нужно будет лишь найти высоту и треугольников, и трапеций.

Так можно найти необходимую длину вальмовых стропил, а затем, подставив в формулы известные значения длины и ширины крыши, находим площадь одной и другой фигуры (трапеции и треугольника). Сложив эти числа, результат умножаем на два. Таким образом, можно получить общую площадь всех скатов крыши.

Площадь треугольного ската можно определить по известной любому школьнику формуле:

S1 = 2 * (A * H)

где S1 –это площадь треугольника; A – длина его основания; H – высота треугольного ската.

Далее выясним площадь ската в виде равнобедренной трапеции. Для этого нам потребуется другая формула из школьного курса:

S2 = 2 * ( (В + С) * H)

где S2 –это площадь трапеции; В и С – длины ее оснований; H – высота трапеции.

После этого вычисляется общая площадь крыши:

S = 2 * (S1 + S2)

При этом можно проводить расчеты двумя популярными способами:

  • когда известны высота конька и длина основания крыши;
  • когда имеем длину основания и длину диагональной стропильной ноги.
Обратите внимание!

Если нет уверенности в определении всех расчетов самостоятельно, то лучше прибегнуть к помощи профессионалов. Заказав в надежной и проверенной фирме чертежи шатровой крыши, можно уже с уверенностью «двигаться дальше», определившись с остальными этапами и планами постройки.

Два варианта расчета площади шатровой крыши

Рассмотрим расчет площади шатровой крыши  в двух вариантах, зависящих от известных параметров крыши, которые и  берем для выполнения расчета.

Далее приводятся примеры расчета площади крыши для данных вариантов расчета:

  • для вычисления используется длина стропильной диагональной ноги и длина основания кровли;
  • для вычисления используется высота конька кровли и длина ее основания.

Пример

Имеем дом с размерами — 6 х 6 м (А), высоту конька кровли — 2,97 (Н1), длину стропильной диагональной ноги — 5,21 м (L1), угол ската — 35 градусов (В), ширину карнизного свеса — 0,6 м.

Исходные данные:

А = 6 м -длина стороны основания крыши.

L1 =5,21 м.- длина диагональной стропильной ноги.

Чтобы узнать длину высоты Н2,  вычисляем ее по теореме Пифагора:

Н2 = sqrt(L1 * L1  – (А/2) * (А/2)),

где sqrt – квадратный корень (см  Таблица квадратных корней)

(А/2) – половина длины основания кровли

(А/2) = 6/2 = 3 м

Получаем

Н2 = sqrt (5,21 * 5,21 –3 * 3) = sqrt (27,04- 9) ? 4,24 метра

Площадь ската крыши

S1 = ( А * Н2) / 2 = (6 x 4,24) / 2 =12,72 кв. м .

Общая площадь крыши

S = S1 * 4 = 12,72 * 4 = 50,88 кв.м .

Основные этапы монтажа

Далее кратко пробежимся по основным моментам, на которые нужно обратить внимание при монтажных работах. Когда все расчеты проведены, то можно смело начинать строительство! С чего же нужно в первую очередь начинать строительные работы по возведению шатровой крыши?

Прежде всего, нужно понять, что какой бы ни был тип крыши, он должен на что-то опираться.

Если это деревянная постройка, то опора идет на верхнюю обвязку, которую специально сооружают для этого.

В зданиях из кирпича опорой служит мауэрлат. А если это сруб, то- на венцы, которые находятся вверху крыши.

Перед укладкой мауэрлата сначала заливают стяжку, а также монтируют другие необходимые элементы для прочного крепления мауэрлата.

Фиксация мауэрлата
Фиксация мауэрлата

На выровненную поверхность укладывается мауэрлат или опорные брусья. В зданиях из кирпича между кладкой и мауэрлатом требуется прослойка материала, который не пропускает влагу.

Брус для опоры укладывается по всему периметру дома, так как он является основой для конькового элемента крыши и стропильной системы.

Затем устанавливаются стропила. При возведении шатровой крыши, как уже описывалось ранее, используется несколько видов стропил. Это могут быть как конструкции, содержащие в себе наслонные стропила, так и системы висячих стропил.

Обратите внимание!

При возведении стропильной системы очень важно устанавливать их очень точно. Ведь стропила напрямую определяют не только то, насколько тот или иной скат будет ровным и прямым, но и то, как нагрузка от осадков будет распределяться по всей поверхности крыши. Основное внимание стоит обратить на длину и расчет углов наклона.

Как только установлены накосные стропила, вторым этапом можно начинать установку центральных. Располагать их рекомендуется параллельно относительно друг к другу. При этом один край необходимо закрепить к мауэрлату, а второй прикрепить к коньку.

Если в конструкции крыши предполагается использование дополнительных сложных узлов, тогда к их расчету и монтажу следует быть особенно внимательным.

Затем угловые стропила крепятся к диагональным. Чтобы достигнуть этой цели, с одной и другой стороны накосных стропил закрепляют специальный элемент — черепковый брус. При этом нужно, чтобы крепления были в разных местах диагональных стропил.

Чтобы конструкция шатровой крыши была очень прочной, устанавливают и еще один элемент — поперечную балку. Она нужна для того, чтобы еще более надежно скрепить остальные центральные стропила. Прикрепляется она к перекрытиям при помощи специальных стоек.

Обратите внимание!

Все деревянные элементы в конструкции крыши лучше всего, в целях безопасности, обработать специальными защитными средствами.

После всех работ по монтажу каркаса стоит приступить к другим видам работ по укладке кровельных материалов, а также к монтажу разнообразных защитных слоев от непредсказуемых погодных условий.

Лучше всего начать с гидроизоляции. Расстилать ее необходимо в строгой последовательн ости: снизу вверх, при этом желательно, чтобы края находили друг на друга внахлест (около 10 сантиметров).

Контробрешетка, которую набивают на пленку сверху, может выполнять сразу две важные функции: вентилирует крышу и удерживает слой гидроизоляции. Помогают в этом бруски высотой от 2 до 5 см, которые прибивают вдоль стропильных ног.

После этого набивается обрешетка и стелется кровельный материал на данный тип крыши.  Утеплитель  укладывается изнутри кровли, а затем накрывается пароизоляцией. Если есть желание, тогда можно сверху изоляции еще закрыть или шпоном, или вагонкой, или чем-нибудь другим, подходящим для этих целей.

В заключении хочется отметить, что при расчете шатровых крыш нужно сделать правильно ее чертеж и очень тщательно рассчитать все, лист за листом. Профильные листы имеют на первой волне особую капиллярную канавку. Чтобы расчет шатровой крыши был сделан верно, нужно знать размеры основания и плюс – предполагаемый угол наклона скатов шатровой кровли.

Неправильно выполненный расчет стропильной системы шатровой кровли может привести к обрушению. Поэтому  такую сложную работу стоит доверить профессионалам своего дела.

Такая шатровая крыша, конструкция которой была продумана и рассчитана по всем правилам, будет построена легко и быстро. Она, несомненно, получится красивой и прочной, а прослужит своим владельцам не одно десятилетие.

Логотип сайта roof-tops.ru

Увы, комментариев пока нет. Станьте первым!

Добавить комментарий

Данные не разглашаются