Стропильная система четырехскатной крыши: главные особенности каркаса

Шатровая крыша является оптимальным решением для квадратных строений. Но, что она собой представляет и как устроена ее стропильная система? Предлагаю далее разобраться со всеми основными нюансами такой кровли, что позволит вам самостоятельно возвести прочную и надежную конструкцию.

Особенности шатровой кровли

Внешне шатровая кровля похожа на пирамиду с квадратным основанием: опора приходится на внешние стены постройки; предусмотрены и свесы, выступающие на 450-500 мм за пределы дома. Они необходимы для защиты от неблагоприятного атмосферного воздействия.

Классический вариант — это крыша с четырьмя скатами, однако ничто не запрещает увеличить количество сторон кровли.

Важно! Шатровая крыша дома и вальмовая — это разные конструкции, которые зачастую путают. Основное отличие заключается в форме основания. У вальмовой кровли это прямоугольник, а у шатровой — квадрат.

Как выполнить расчеты шатровой крыши

Основная цель расчета такой крыши – нахождение объема материалов, требуемых для ее возведения (подкровельный, кровельный материал), обрешетка и монтаж стропильной системы по определенным параметрам. Помимо объемных параметров, выполняется расчет угла наклона ската, а также общая динамическая прочность системы.

Естественно, по количеству параметров расчет довольно сложный и объемный, поэтому лучше всего воспользоваться онлайн-калькулятором, который Вы легко найдете в сети.

В результате такого расчета Вы получите следующие данные:

  • общая площадь поверхности крыши (с учетом свесов);
  • углы наклона боковых стропил;
  • длины боковых, диагональных и накосных стропил;
  • необходимое количество стропил для устройства системы;
  • рекомендуемое стропильное сечение;
  • количество рядов обрешетки;
  • объемы бруса для стропил.

Шатровая крыша

Конструкция шатровой крыши характерна таким устройством, при которой скаты выполнены в форме треугольников с общей точкой соединения четырех вершин.

Количества треугольников в конструкции шатровой крыши может быть и больше, но все они должны иметь общую вершину. Идеальным вариантом постройки помещения под шатровую кровлю является четырехугольная форма, при которой вершина кровли образуется в центре.

Но шатровая система не обязательно может иметь вершину в центре конструкции. Кровля может быть смонтирована таким образом, что вершина смещена от центра в сторону. В такой конструкции длина сторон двух противоположных скатов при четырехскатной системе различна.

По конструктивным особенностям строения стропильной системы шатровые крыши могут быть:

  • Наслонные. Имеют опорные точки на внешних и внутренних стенах, расстояние между которыми не больше 4,5 метров;
  • висячие. Сооружают при небольшом пролете и без необходимости дополнительных внутренних опор.
Шатровая крыша

Независимо от того, какая стропильная система смонтирована при обустройстве шатровой крыши, ее внешняя форма остается неизменной.

Кроме того, по конструктивным особенностям шатровые крыши могут быть:

Шатровая крыша
  • Ломаные. Чаще устанавливают под мансарду, при этом имеется изменение угла наклона на скате на меньший;
  • с эркером (ендовые). Шатровая кровля при этом является дополнением к эркеру;
  • мансардные. При этом мансардные выступы располагаются на скатах кровли.

Независимо от конструкции шатровой системы, форма крыши похожа на шатер: отсюда и название.

Шатровая крыша

Шатровая крыша частного дома

Несколько слов о технологии сборки

На первый взгляд изготовление каркаса шатровой кровли связано с рядом сложностей. Но, если вы внимательно изучите чертежи, то заметите, что на самом деле не все так сложно.

Далее вкратце рассмотрим как выполнить монтаж конструкции своими руками:

Несколько слов о технологии сборки
Иллюстрации Действия
Монтаж угловых ног:
  • В первую очередь устанавливаются по диагонали две ответные ноги, которые в коньковом узле опираются на стойку или друг на друга;
  • Затем устанавливается вторая пара угловых ног. Они фиксируются на установленных стропилах так же, как стропила щипцовой системы на коньковой доске;
  • Затем монтируются центральные ноги, которые в коньковом узле вклиниваются между этом устройство конькового узла завершено.
Монтаж промежуточных ног. Теперь, когда основа каркаса уже есть, нужно установить нарожники. Как я уже говорил они монтируются между мауэрлатом и накосными ногами. Самое сложное на данном этапе – это правильно зарезать торцы ног, чтобы спил полностью прилегал к накосным стропилам.

Для выполнения таких спилов зарежьте одну ногу по месту, и затем используйте ее как шаблон для разметки остальных стропил.

Для соединения всех элементов каркаса можно использовать стальные уголки и шурупы.

Читайте также:  Какая плотность утеплителя нужна для мансарды

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.

Укладка кровельного покрытия

Укладка кровельного покрытия

Для шатровых крыш наиболее часто используют:

Укладка кровельного покрытия
  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.
Укладка кровельного покрытия

Укладка кровельного покрытия

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

Укладка кровельного покрытия

Конструкция стропильной системы шатровой кровли

Классическая шатровая стропильная система подобна пирамиде: ее вершину и углы соединяют угловые (диагональные) стропила, без которых нельзя построить четырехскатный дом.

Каждое стропило несет одинаково большую нагрузку. Данные элементы – самые длинные в шатровом сооружении, их верхняя часть служит опорой для нарожников.

Последние представляют собой укороченные стропильные ноги, предназначение которых сводится к поддерживанию участка ската между диагональными стропилами и свесом крыши.

Иногда для сооружения конструкции пирамидальной крыши требуются слишком длинные диагональные стропила, за неимением указанных элементов с нужными параметрами их изготавливают путем наращивания.

К примеру, если для стропильной системы нужны угловые стропила длиной более 4,5 метра, то их сооружают из двух брусьев, которые сшивают метровым отрезком такого же материала.

Конструкция стропильной системы шатровой кровли

Видео:

Изначально накосная нога сбивалась из двух досок, используемых для изготовления укороченных стропил.

Сооружая крышу-«конверт» для жилого дома, нужно заранее планировать вентиляцию кровли в виде 2-3 см зазора.

Преследуя данную цель, необходимо правильно выбрать ширину досок, с применением которых будет строиться стропильная система.

Вентиляционный зазор формируется между верхней плоскостью ската и плитами утеплителя, при этом если теплоизоляционный материал имеет толщину 125 мм, то доска должна иметь ширину 150 мм.

Если же толщина приобретенного утеплителя практически соответствует ширине доски, то на стропила монтируется контробрешетка.

Так как диагональные стропила имеют значительную длину, то они могут провисать. Исключить возникновение подобной проблемы можно, если повысить их жесткость посредством монтажа дополнительных опор.

Количество и тип дополнительных поддерживающих элементов зависит от длины пролета, который перекрывает угловая стропилина.

При длине пролета в 7 – 7,5 м достаточно того, что жесткость угловому элементу обеспечивает вверху конструкции подкос.

Конструкция стропильной системы шатровой кровли

Схема каркаса

Если указанное расстояние достигает 9 м, то, помимо подкоса, в нижней части конструкции (четверть длины от крайней точки) монтируется опора из бруса, или шпренгели.

При пролете длиной свыше 9 м дополнительную опору монтируют по центру, и то только в том случае, если перекрытие имеет ж/б несущую основу, на что указывают строительные нормы.

Читайте также:  Как сделать 4-х скатную крышу: устройство, узлы

В стропиловке подкосы монтируют под произвольным углом от 450 до 530, а шпренгели и другие вспомогательные опоры – только вертикально.

Как сделать четырехскатную крышу дома своими руками?

Схема стропильной системы четырехскатной вальмовой крыши

Стропильная система кровли является мощным и прочным каркасом, способным выдержать все нагрузки кровли, в том числе кровельного пирога и кровельного покрытия. Надежность и прочность кровли зависит от правильного и точного расчета нагрузки на стропильную систему.

Как сделать четырехскатную крышу дома своими руками?

Она должна выдерживать постоянные и временные воздействия. К постоянным относится вес крыши, вес всех элементов стропильного каркаса, масса кровельного пирога. К временным воздействиям можно отнести влияние окружающей среды, вес рабочих и техники при выполнении ремонтных работ на кровле.

Имея перед собой схему стропильной системы, можно приступать к возведению деревянного каркаса. Для начала необходимо установить основные элементы конструкции, на которые крепятся стропильные ноги.

Монтаж конструкции стропильной системы своими руками начинается с обустройства основания для будущего каркаса. Для этого устанавливается мауэрлат, который возводиться по периметру верхнего ряда несущих боковых стен. Далее следует установить лежень для коньковой опоры и смонтировать вертикальные стойки. Они должны располагаться строго под углом 90 град. Малейшие отклонения могут привести к деформации всей конструкции. Шаг стоек составляет не более 2 м. На стойки необходимо закрепить балку конька, сечение которой подбирается с учетом нагрузки центральной части стропильного каркаса.

Для того чтобы конструкция была прочной, необходимо проверять правильность угла размещения стропил на мауэрлате

Как сделать четырехскатную крышу дома своими руками?

Полезный совет! Для крупногабаритных кровельных конструкций целесообразно устанавливать несколько лежней.

Далее на основании чертежа стропильной системы следует приступить к установке стропильных ног в следующей последовательности:

  • монтаж диагональных стропил, нижняя часть которых крепится к мауэрлату способом врубки;
  • установка центральных стропил;
  • монтаж угловых стропил, которые крепятся к диагональным брусьям;
  • установка затяжки, которая используется для закрепления ног у конька;
  • монтаж центральных стоек, которые одним концом крепятся к коньку, а другим – к затяжке (ригелю);
  • установка подкосов, которые закрепляются на стропильной ноге и ригеле;
  • монтаж шпренгеля, одна часть которого крепится к мауэрлату, а другая – к стропильной ноге.

Схема устройства стропильной системы четырехскатной вальмовой крыши

Как сделать четырехскатную крышу дома своими руками?

После этого выполняется монтаж обрешетки. Затем осуществляется укладка кровельного пирога. Он состоит из гидроизоляционного, теплоизоляционного и пароизоляционного слоя. Далее следуют работы по наружному покрытию кровли выбранным кровельным материалом с соблюдением особенностей его укладки.

Важно! Долговечность и надежность всей конструкции напрямую зависит от того, насколько качественно будет выполнен каждый узел крепления стропильной системы кровли.

Классический вариант четырехскатной крыши является простой конструкцией, но все же требует знаний строительства и точных расчетов

Монтаж кровельного пирога

Как сделать четырехскатную крышу дома своими руками?

Кровельный пирог четырехскатной крыши состоит из нескольких слоев, уложенных в определенной последовательности. Он устанавливается на стропильный каркас, и состоит из таких слоев:

  • пароизоляционного слоя в виде защитной пленки, препятствующего проникновению в подкровельную систему влаги из помещения;
  • теплоизоляционного слоя в виде утеплителя, укладываемого в пространство между стропилами;
  • гидроизоляционного слоя в виде специального материала, препятствующего попаданию влаги в помещение;
  • обрешетки в виде досок, к которым монтируется кровельное покрытие.

Важно! Качество и долговечность всей кровли напрямую зависит от укладывания слоев кровельного пирога в строгой последовательности.

Гибкая черепица в виде покрытия позволяет максимально экономно использовать кровельный материал, без существенных отходов

Как сделать четырехскатную крышу дома своими руками?

Обрешетка в виде деревянных брусьев сечением 50×50 мм поперечно крепится гвоздями к стропильным ногам сплошным слоем или с определенным шагом в зависимости от кровельного покрытия. Далее к обрешетке крепится пароизоляционная плетка внахлест при помощи степлера. Монтаж утеплителя осуществляется в межстропильное пространство. Далее крепится гидроизоляционный слой, технология монтажа которого схожа с пароизоляционным слоем.

Читайте также:  Битумная мастика: виды, характеристики и особенности применения

Важно! Особое внимание во время монтажа, заслуживает коньковая часть, где наибольшая вероятность скопления паров конденсата.

Шатровая крыша своими руками: последовательность строительства

Особенностью сооружения стропильной системы шатровой крыши является то, что монтаж ее основы производится на земле в соответствии с заранее подготовленными шаблонами. Для изготовления шаблона следует учитывать длину стропил, шаг, нагрузку и соответствующее сечение.

Строительство такой крыши своими руками подразумевает выполнение следующих работ:

  • Установка мауэрлата;
  • установка накосных стропил;
  • монтаж подкосов, центральных подпорок;
  • монтаж нарожников;
  • установка обрешетки;
  • монтаж пароизоляции;
  • монтаж гидроизоляции;
  • кровельное покрытие.
Шатровая крыша своими руками: последовательность строительства

Каждый этап работ предусматривает выполнение обязательных шагов, без которых обустройство кровли будет нарушено.

Строительство своими руками

Завершающий этап возведения четырехскатной крыши

После монтажа всей конструкции четырехскатная крыша (как и любая другая) предусматривает создание обрешетки. Для этой цели используют деревянные доски толщиной 50 или 40 мм. Главное, чтобы материал был высококачественный и хорошо просушенный.

Перед устройством обрешетки необходимо простелить пленку, изолирующую крышу от пара и влажности. Такая пленка крепится с помощью степлера. Кроме этого, ни в коем случае нельзя упустить из виду теплоизоляцию, которая должна быть обустроена в чердачном помещении. Теплоизоляция необходима, чтобы поддерживать в здании нормальный температурный режим. И уже после этого производится установка четырехскатной кровли.

И последний этап — укладка кровельного покрытия. В выборе вы не ограничены, руководствуйтесь собственным вкусом, материальными возможностями и конструктивными особенностями вашей крыши. Главное, прикрепите материал достаточно прочно, аккуратно, чтобы дождь не мог проникать внутрь помещения через стыки, а ветер – срывать фрагменты кровли.

Схема стропильной системы вальмовой крыши весьма сложна, как уже не раз говорилось выше, но не стоит её пугаться. Самое главное произвести все расчеты и замеры правильно, а также не ошибиться с разметкой. Досконально разобравшись в этом один раз, вы сможете без труда повторить аналогичное строительство. Конечно, одному человеку будет довольно сложно справиться с предстоящим объемом работ, так что пара помощников не помешает.

Чаще всего четырехскатную крышу для дома выбирают из-за внешней привлекательности, не учитывая, что у этой конструкции есть и другие преимущества: способность выдерживать большие ветровые нагрузки, повысить уровень защищенности стен от влаги, позволить оборудовать жилые помещения в чердачном пространстве.

Четыре ската считаются оптимальным вариантом для регионов с сильными ветрами и большим объемом осадков. Принимая решение построить четырехскатную крышу самостоятельно, необходимо учесть, что эта конструкция требует точных чертежей и повышенного внимания при замерах и разметке.

По тому же принципу рассчитаем и длину накосных стропил

Здесь также подойдет теорема Пифагора. Одним из катетов треугольника является та же высота., а вторым – гипотенуза [FB] другого равностороннего прямоугольного треугольника со сторонами, равными половине длины здания (диагональ квадрата со стороной [EB]).

[FB]² =. AB/2]² + [AB/2]² = 2×[AB/2]²

Значит, длина накосного стропила равна:

Lн = [FB] = √(2×[AB/2]² + H²)

Быстро и точно рассчитать оба этих параметра поможет расположенный ниже калькулятор:

Калькулятор расчета длины центральных и накосных стропил шатровой крыши

Расчет произведен, но он учитывает только лишь «рабочую» длину стропильных ног. Если стропила будут задействованы еще и для формирования карнизного свеса, то им необходимо удлинения на определенную величину ΔL. И она, опять же, будет отличаться для стропил, идущих вдоль ската (центральных ног и нарожников – для них она одинакова), и для диагональных, накосных.

Если же формировать карнизный свес предполагается путем установки кобылок, то расчет потребуется для определения их «рабочей» длины.