Вальмовая крыша своими руками – устройство стропильной системы

Шатровая крыша может быть одно- и двухуровневой, иметь четыре и более скатов. Для правильного выбора сечений её элементов необходимо выполнить эскиз и корректный расчёт, который сводится к нескольким формулам. В статье мы расскажем о конструкции шатровой крыши и методике расчёта её стропильной системы.

Какую систему выбрать – наслонного или висячего типа

Висячий тип стропильных систем можно выбрать, если соблюсти несколько важных условий. Во-первых, посередине дома не должно быть несущей стены. Во-вторых, расстояние от одной наружной стены до другой не должно превышать 10 м. Главное преимущество при использовании висячей стропильной системы – это отсутствие необходимости монтировать стойки и закреплять коньковый брус.

При монтаже висячей конструкции важно верхние части соседствующих стропил запилить под углом. Между собой стропила следует сбить гвоздями. При этом нижние части стропильных ног создают упор на внешнюю стену. То, что отсутствуют стойки – это очень удобно в случае, когда планируется обустроить мансарду. Балки перекрытия стягивают конструкцию, выполняя функцию затяжек. Сделать крышу прочнее можно, если установить верхнюю затяжку в полуметре от конька. В чём состоит разница между наслонной и висячей системой стропил, вы можете посмотреть на рисунке ниже:

Если в конструкции дома присутствует центральная несущая стена, рекомендуется использовать наслонную стропсистему. Технология монтажа предполагает укладку на стену, лежня. После этого на лежень следует закрепить опорные стойки. А уже на стойки нужно прибить коньковый брус. Монтаж наслонной стропильной системы отличается экономичностью и простотой в применении.

При проектировании разноуровневых потолков вместо стоек используют кирпичную стену. В таком случае с помощью стены чердачное пространство делится на 2 половины.

Укладка кровельного покрытия

Кровельное покрытие должно быть плотным. Лучше всего подходят водостойкие материалы, которые не боятся воды. Если оно изготавливается из дерева, требуется дополнительная обработка лакированными составами.

Для шатровых крыш наиболее часто используют:

  1. Профнастил. Металлический профилированный лист. Сверху покрывается слоем плотного полимера, который не дает стали ржаветь и повреждаться. Средний срок эксплуатации– 50 лет. Для крепления используется специальный кровельный саморез с резиновой шляпкой.
  2. Листовая медь. Тонкий лист меди голый или оксидированный. Не склонен к гниению и ржавчине. Как и профильный настил требует дополнительной звукоизоляции, так как при дожде сильно слышны удары капель.
  3. Металлочерепица. Кровля, схожая по качествам с профильным настилом. Лист стали покрыт слоем полимера. Позволяет гибко огибать фигурную крышу. Подойдет для крыши с кукушкой.
  4. Черепица. Керамика хорошо подходит для создания красивой, аутентичной крыши. Для установки можно сделать предварительное покрытие древесными плитами, как ОСБ или фанера.

При изготовлении крыши для беседки своими руками подойдет  натуральное дерево, покрытое водостойким лаком.

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.

Читайте также:  Инструкция монтажа кровли из ондулина, отличия материала от подделки

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.

Чем крепить стропила к мауэрлату?

Крепление хоть и осуществляют различными способами, но крепежные элементы стандартны для всех методов.

  • Крепежные стальные уголки, предназначенные для крепления всевозможных металлических конструкций;
  • Гвозди;
  • Соединительные металлические пластины;
  • Анкерные крепежные уголки;
  • Крепежные пластины;
  • Монтажные пластины;
  • Опоры балок и бруса;
  • Угловой соединитель;
  • Монтажный профиль;
  • Анкер, регулируемый по высоте.

Все эти крепления могут быть использованы при таких работах. Чаще всего применяют уголок КР. Он является самым распространенным крепежным элементом стропильной системы. Он прекрасно скрепляет подобные конструкции, добавляет им прочности. Монтируется саморезами.

Читайте также:  Виды утеплителя для крыши: выбор лучшего материала + фото

Заключение

Крыша это третий конструктив дома (фундамент, стены, крыша). Этот конструктив осуществляет главную защитно-декоративную обязанность. Крыша оберегает весь дом от внешних климатический факторов и сохраняет тепло в доме. А ещё она создаёт притягательность дома за счёт эстетических объёмов, которые отвечают избранному зодческому образу.

Именно она извлекает и добивается приличного вида дома с однообразной и неинтересной коробкой стен.

Кровля это одна из конструкций крыши. Этот конструктив — финишное покрытие крыши. Её задачи защитно-декоративные.

Все крыши делятся на:

  • плоские,
  • и скатные.

Как правило, многие застройщики строят дома без проектов. Поэтому рекомендую хотя бы выполнить схему дома. Не только стен и перегородок, но и крыши до начала основного строительства, чтобы итог его в конце не огорчил Вас. Ведь Вы всю оставшуюся жизнь будете жить в доме, который построите сами. И дай Вам бог…

Будьте здоровы!

Строительство трехскатной крыши своими руками

Перед укладкой мауэрлата обустраивают армопояс

Перед началом работ составляют чертеж и схему конструкции. Указываются габариты основных составных частей постройки.

Последовательность работ при самостоятельном возведении кровли будет выглядеть так:

  1. Начинают с монтажа мауэрлата. Особенности процесса зависят от материала постройки. При работе с газосиликатным зданием или стенами из кирпича нужно предварительно создать поясную конструкцию из бетона с армированием. В ее стяжке ставят шпильки из металла. При работе с постройкой из дерева крепежные бруски закрепляются болтами-анкерами, монтируемыми в верхней части сруба. Чтобы изолировать стыковые места стеновых конструкций и мауэрлата, используют двойную рубероидную прослойку. Фиксация производится анкерами или арматурными скобками.
  2. Устанавливаются стойки под конек. Они должны находиться четко под прямым углом. Добиваются этого использованием временных подкосов до стягивания брусом. Угол монтажа регулярно проверяют уровнем. Стоечные элементы закрывают прогоном конька и скрепляют гвоздями либо уголками.
  3. Укладывают ноги стропил. По снятым меркам подготавливают шаблон и запиливают пяточные опорные пазы по парам. Поднимают стропила к дощечке конька и упирают в мауэрлат. Для ровности установки в начале закрепляют две крайние пары и протягивают между ними лесу. Последняя становится ориентиром, помогающим выровнять оставшиеся стропила. Если длина брусков превышает 4,5 м, к стойкам укрепляют подкосы с наклоном 45 градусов. Рядовые элементы монтируются с шагом, вычисленным исходя из ожидаемой нагрузки.
  4. Закрепляют диагональные стропила. Эта операция довольно трудна в исполнении. Обычно принято монтировать 3 ноги с дистанцией между ними 0,6-0,9 м. Если в кровле планируется сделать окно, нужна добавочная поддержка, для которой ставят еще один элемент. Для полувальмового варианта диагональные компоненты крепятся не на балку, а на опорную доску. Ее прибивают к начальной паре рядовых брусков стропил. Строение такой доски напоминает ригельную балку, но опорник в данном случае не врезают в тело элемента, а прибивают наверх.
  5. Монтируют нарожники. Их крепят к диагональным элементам с помощью уголков из металла или простых гвоздей. Чтобы соединение было крепче, возможно сделать подпил в нижней части.
  6. Монтируют кобылки и украшения для карниза, обустраивают крепежи для стока воды. Устанавливают ветровые доски.

На кровле монтируют гидроизоляцию с помощью степлера. Пленочное покрытие режут полосами требуемых габаритов и закрепляют на стропилах. Верхний слой должен на 0,1-0,15 м перекрывать нижний. После этого закрепляют контробрешетку из тонких реек и саму обрешеточную конструкцию традиционным способом. Конечные два стропила протягивают через ее плоскость и закрепляют к вертикальной стене.

Строение обрешетки зависит от выбранного кровельного покрытия. Для мягкой крыши необходим сплошной вариант, для профнастила или металлической черепицы подойдет решетчатая конструкция.

Настил кровельного материала

Укладка штучной черепицы производится снизу вверх

Покрытие монтируется от нижних частей крыши к верхним, при этом каждый следующий лист или фрагмент должен ложиться с нахлестом не менее 0,1 м.

Стыковые участки заделываются герметиком на силиконе.

Используются крепежные детали, которые поставляются вместе с покрытием. Если оно металлическое, крепежи обычно снабжаются шляпками, уплощающимися при забивании и предотвращающими проникновение жидкости в отверстие или между компонентами соединения.

Чертеж стропильной системы вальмовой крыши

Итогом разработки проекта и расчетов будет схема-чертеж стропильной системы вальмовой крыши. Не бывает похожих чертежей, готовых к применению без учета особенностей конкретного строения и места его постройки.

Разработку предварительной схемы можно выполнить самостоятельно (простой эскиз позволит определить направление проекта). Но, чертеж лучше доверить специалистам или воспользоваться специальными программами для расчета. Следует помнить, что чем сложнее конструкция крыши, тем точнее нужно выполнить расчет стропильной системы: конфигурации и материалов. Это также повлияет на стоимость и длительность монтажных работ.

Чертеж вальмовой крыши должен включать в себя указание назначения материала, место его установки и способ крепления. Ключевые узлы стропильной системы вальмовой крыши, например, примыкание диагональных опор к коньковому брусу или установка стропильных ног на мауэрлат целесообразно вынести в отдельный чертеж и описать их подробнее.

Чертеж вальмовой крыши (наслонные стропила с упором на два прогона)

Схема деревянных наслонных стропил с упором на два прогона для вальмовой крыши

Чертеж стропильной системы вальмовой крыши с эркером

Схема с размерами стропильной системы вальмовой крыши с эркером

Наличие схематического чертежа станет хорошим подспорьем при изготовлении заготовок и последующем монтаже крыши.

Вальмовая крыша своими руками пошагово – видео

В программе показан процесс монтажа стропильной системы двухскатной вальмовой крыши с центральным эркером по короткой стене.

После того, как стропильная система готова можно приступать к монтажу кровельного покрытия, специфика крепления которого определяет необходимость монтажа обрешетки на стропильных ногах.

Монтаж стропильной системы вальмовой крыши – длительный процесс, который требует внимание к каждому этапу выполнения работ – от расчета и выбора материала, до установки деталей и усиления узлов крепления. Но, при правильном выполнении всех этапов, результатом станет красивая и надежная крыша для частного дома.

Проведение строительных мероприятий

Материал для каркаса должен быть хорошо просушенным. Влажность древесины ограничивается 20 %. Порядок выполнения работ:

  • Первый шаг – укладка мауэрлата. Если стены – каменные, основанием для элемента служит железобетонный пояс с гидроизоляцией.
  • Установка лежня необходима в наслонной стропильной системе. Для этой цели используют брус сечением 100×200.
  • К лежню вертикально крепят стойки. Если внутренние стены отсутствуют, столбы устанавливают на балки перекрытий. Для временной фиксации элементов рекомендуется сделать подпорки, которые при помощи саморезов удерживают стойки в ровном вертикальном положении. Шаг столбов – не менее 2 метров. Шатровая крыша предусматривает установку опор на диагоналях.
  • Прогон вальмовой системы крепится на вершинах стоек.
  • Первыми возводятся диагональные стропила, которые придают жесткости центральным опорам и соединяют коньковый брус с мауэрлатом. Для крепления промежуточных стропил используют уголки и скобы.
  • Последними в каркасе возводят шпренгели. Эти элементы принимают на себя нагрузку нижней четверти угловых стропил.
  • Последний этап – укладка обрешетки под кровлю. Она крепится перпендикулярно поверх стропил. Оптимальный шаг – 50 см.

Профессиональный подход в сборке прочного каркаса определяет эксплуатационные качества четырехскатной крыши. От надежности конструкции зависит сопротивляемость погодным условиям и срок службы сооружения в целом.

Крепление мауэрлата

Данный элемент является важной составляющей любой скатной кровли. Существует два варианта его установки – армировать или использовать бетонные блоки, деревянное основание.

Первый вариант подразумевает собой укладку армопояса на прочных стенах из бетонных материалов. В бетон вставляются шпильки для монтажа мауэрлата. Укладывается пояс уже, чем стены, чтобы осталось место для утеплителя. Перед установкой мауэрлата прокладывается гидроизоляция.

Второй способ – для крепления можно использовать скобы, шпильки, проволоку.