Сегодня для строительства жилых загородных домов могут быть использованы следующие виды конструкций крыши:
односкатная и двускатная кровля;
крыша мансардного типа;
крыша с шатровой конструкцией.
Во время строительства беседки или дома неизбежно возникает вопрос о выборе кровельной конструкции. Если у возводимого сооружения имеется четырехугольная или, еще лучше, квадратная форма, архитекторы и дизайнеры зачастую отдают свое предпочтение четырехскатной шатровой крыше. Такая сложно устроенная конструкция полностью окупается за счет своего оригинального внешнего вида, аэродинамическими качествами и замечательными термоизолирующими свойствами.
Такой вид кровли считается наиболее сложным для самостоятельного устройства, но, тем, не менее, многие выбирают именно его из-за оригинальности и привлекательного вида. Далее будет рассмотрена техника изготовления шатровой крыши самостоятельно.
Шатровая крыша является специальной четырехскатной конструкцией с квадратным основанием, при этом скаты крыш выглядят как равнобедренные треугольники, которые сходятся к этому основанию. У такой крыши может быть множество по количеству скатов, либо она может быть вообще круглая. Главное при ее устройстве соблюдать симметрию. По внешнему виду такая крыша похожа на шатер, откуда и происходит ее название.
Следует отметить, что отсутствие у шатровой конструкции фронтонов дает возможность экономии на материалах при ее строительстве.
Крыша с шатровой конструкцией при желании может быть возведена практически на любом здании, но будет намного удобнее, если дом будет иметь основание квадратной формы. Основа конструкции шатровой крыши состоит из довольно сложной в исполнении стропильной системы, которая может быть устроена самостоятельно, если имеются определенные навыки в строительстве крыши.
Виды стропильных систем шатровой крыши
Стропильная система крыши шатрового вида представляет собой опорную конструкцию из опор, стоек, брусков и иных конструктивных элементов. Она служит как основанием для крепления материала кровли и иных элементов крыши, так укрепляющей деталью всего здания.
Различаются два типа стропильных систем для шатровых крыш:
наслонные системы;
висячие системы.
Если пролет весомый и нет возможности подпорки стропил внутренними опорами, то применяют висячую систему, которая подразумевает монтаж элементов конструкции кровли на наружных стенах и предполагает установку деревянных или металлических затяжек. Стропила висячего вида опираются снизу на наружные стены и соединяются между собой сверху.
Под наслонной системой предполагается монтаж стропил и на наружные стены, и на несущую внутреннюю стену либо дополнительные опоры. Между опорами максимально допустимый пролет составляет 4,5 метра. Если пролет достигает шести метров, то под стропила требуется установить подкосы. Преимуществами такого типа стропильной системы являются практичность, легкость и экономичность.
Основные элементы сооружения шатровой крыши
Крыша шатрового типа должна иметь строго симметричную конструкцию, которую возможно монтировать на любом строении, но будет намного легче, если оно будет иметь прямоугольную или квадратную форму. Основой для рассматриваемого вида крыши служит стропильная система, замысловатая и сложная.
Для ее правильного возведения следует произвести тщательный предварительный расчет. Малейшая любая ошибка может привести к негативным последствиям. В случае, если планируется возвести шатровую кровлю на основании квадратной формы, тогда конструкция будет иметь четыре полностью идентичных ската. Для расчета площади крыши в данном случае следует определить площадь скатов, а полученный показатель умножить на 4. Полученную в результате расчетов величину нужно увеличить на площадь свесов карниза.
Следует отметить, что для определения площади свеса карнизов необходимо применить формулу S карниза=(BC+EF)/2*DG. Для определения площади крыши используется формула S крыши = (S ската + S карниза)*4.
Расчет параметров крыши шатрового вида
Самостоятельно возводимая шатровая крыша будет безупречной, если сделать корректный расчет стропильной системы. В случае, если конструкции в своей основе имеет форму квадрата, прежде всего следует определить длину и ширину основания, угол наклона скатов, а после, применяя полученные показатели, определить площадь для всех четырех скатов.
Если крыша имеет основу прямоугольной формы, то расчет должен начинаться с того, что определяется высота треугольника и трапеции, составляющих конструкцию. Данный показатель равняется длине вальмовых стропил. Определив высоту, приступают к определению площадей этих фигур. Благодаря их суммарному показателю можно получить величину площади скатов крыши.
Очень важно максимально точно рассчитать также площадь карнизного свеса, для чего высота фигуры увеличивается на ½ суммы от длины основания. Важно отметить, что расчет данного показателя может быть произведен, применяя высоту конька и длину крыши либо с учетом длины крыши и длины стропильных ног.
После расчета площади скатов и крыши, можно выполнить расчет основных элементов стропильной систем. Рекомендуется доверить этап расчетов профессиональным специалистам, которые составят максимально точный и грамотный чертеж, благодаря которому можно будет легко определить длину стропил, объем материалов, которые требуются для возведения шатровой крыши своими руками и дальнейшую последовательность работ.
Конструкция крыши шатрового вида
Шатровую крышу принято рассматривать в строительстве ка разновидность вальмовой крыши, у которой соединение конька трансформировано в коньковый узел, а конкретнее из линии видоизменилась в точку. Шатровая крыша является пирамидой, у которой стороны образуются четырьмя скатами, имеющих форму равнобедренных треугольников. В данном случае квадратная форма основания крыши даст возможность получить идеальную симметрию, что даст наилучший результат.
Конструкция крыши шатрового вида включает в себя следующие основные элементы конструкции:
Коньковый узел, то есть пик кровли, ее наивысшая точка, которая образуется в результате соединения стропильных накосных ног.
Скаты – четыре наклонные плоскости скатов, имеющие треугольную форму, которые составляют шатровую крышу. Они имеют угол наклона, диапазон которого лежит в рамках 20-50 градусов. Опытные мастера по устройству кровли предпочитают оптимальный угол в 40 градусов.
Стропильная система, то есть каркас, который служит для поддержки кровельной конструкции. Система стропил несет на себе вес кровельного пирога и распределяет его, задавая геометрию скатов. Ее строят на основании треугольников – наиболее устойчивых и жестких фигур, гарантирующих надежность и стабильность шатровой крыши.
Покрытие кровли – материал в виде листов, рулонов, отдельных элементов или модулей, который обладает высокой степенью износостойкости и хорошими гидроизоляционными качествами. Для этих целей применяется шифер, рубероид, ондулин, профнастил или металлочерепица.
Свес крыши, который выступает за периметр основания крыши и защищает стены от ветра и воды во время дождя. Достаточным считается свес кровли, имеющий длину 40-50 сантиметров, чтобы эффективно выполнять свои функции.
Этапы строительства шатровой крыши
Создание проекта
Строить шатровую крышу своими руками допускается строго на основании грамотного проекта, который будет гарантировать ее надежность. Перед выполнением чертежей, нужно знать хотя бы минимальный школьный курс по геометрии для того, чтобы рассчитать угол наклона скатов, площадь скатов и высоту конька. Для того, чтобы произвести эти вычисления, существует простая инструкция, которая заключается в следующем:
Для начала нужно узнать угол наклона скатов при помощи рекомендаций от производителя материала кровли, а также показателей строительной климатологии, разделяющей территорию Российской Федерации на 8 зон в соответствии с ветровой и снеговой нагрузкой. Оптимально принятый уклон равняется 30-40 градусам. Такой угол подходит почти для любого вида крыши.
Следующий этап заключается в вычислении высоту, на которой располагается коньковый узел. Для такого расчета нужно узнать величину основания крыши, а также угол наклона кровельных скатов. Если изобразить крышу шатрового типа в виде пирамиды, то ее высотой будет прямая, соединяющая конек и ее основание. Ее длину можно рассчитать при помощи теоремы Пифагора.
Узнав высоту, угол наклона и размеры основания можно вычислить площадь скатов и длину стропильных ног. Данные расчеты необходимы для того, чтобы вычислить количество расходуемого строительного материала, а конкретнее для покрытия крыши и древесины для стропильной системы.
Нельзя забывать, что шатровая крыша, имеющая прямоугольное основание, в отличие от аналогичной конструкции, имеющей квадратное основание, будет иметь скаты с различными уклонами и разной длиной стропильных ног. Это важно учесть при расчете и монтаже шатровой крыши.
Проект создается при помощи компьютерной программы или вручную. Программа не только выполняет все необходимые расчету длины деталей стропильной системы, но и подбирает для них толщину. В результате получается схема с наличием размеров и взаимным расположением деталей кровли, которая послужит опорой для проводимых монтажных работ.
Конструкция стропильной системы шатровой крыши
Стропильную систему крыши шатрового вида изготавливают из древесины различных хвойных пород. Ее составляют следующие основные и дополнительные элементы:
Лежень и мауэрлат – опоры из бруса, которые необходимы для распределения нагрузки по всему периметру несущих стен. Мауэрлат укладывается на внешние перегородки, а лежень располагают на внутренние. Роль опорного бруса в деревянном доме играет верхний венец, выполненный из бревна или бруса. Для сооружений из блоков и кирпича требуется устройство бетонного армированного пояса, в которой вмуровываются шпильки из металла. На них через слой гидроизоляции укладывается мауэрлат.
Стойки, которыми являются устанавливаемые вертикально опоры, поддерживающие стропильные ноги или коньковый узел.
Стропильные накосные ноги, которые исходят к углам сооружения от конькового узла, образуя ребра скатов кровли шатрового типа. Длина накосных ног больше обычных и они подвергаются повышенной нагрузке. По этой причине они должны иметь толщину соответственно в два раза больше.
Нарожники – стропила, имеющие различную длину, которые прикрепляются к мауэрлату и накосным ногам. Они формируют поверхность скатов.
Подкосы – элемент стропильной системы, расположенный к стропилам под углом в 45 градусов.
Ригель, затяжка – перемычка, горизонтально расположенная между двумя стропилами. Ее функция заключается в гашении распирающего действия, которое стропила оказывают на стены.
Обрешетка кровли – основание, на которое настилается покрытие крыши. В зависимости от вида кровельного покрытия применяется сплошной или решетчатый вид обрешетки.
При строительстве шатровой крыши используется наслонная или висячая стропильная система в зависимости от того, какими возможностями располагает планировка сооружения. Хотя кровельные мастера, имеющие опыт не рекомендуют применять наслонный тип стропильной системы в случае, если скаты имеют уклон больше 40 градусов.
Процесс монтажных работ стропильной системы
Утвердив проект и закупив необходимые материалы, можно приступить к самостоятельному монтажу шатровой крыши. При этом производится следующая последовательность действий:
Первым делом устанавливается мауэрлат, балки перекрытия и лежень. Если проектом предусмотрены балки выноса, то их также монтируют на данном этапе. Укладка начинается с центральной балки, а от нее отступается шаговое расстояние в обе стороны, продвигаясь к краям.
Центральная стойка устанавливается ровно посередине возводимой шатровой крыши. Для нее используется брус, имеющий толщину 15×15 сантиметров или больше. Для того, чтобы она держала свое вертикальное положение, она временно закрепляется с помощью двух укосин.
Далее устанавливаются центральные стропила, которые в верхней части закрепляются к стойке с помощью металлических накладок, а в нижней части – к мауэрлату. Натянув от углов мауэрлата к коньковому узлу шнур для ориентира, монтируются стропильные накосные ноги. Чтобы их установить, на верхней части делается двойная врезка. Свесы стропил связываются посредством ветровой доски. При необходимости устанавливаются ригели и подкосы.
Затем напиливаются и приколачиваются все нарожники. Те нарожники, которые опираются на балки выноса, дополнительно укрепляются стойками для их разгрузки. Карнизы подшиваются влагостойкой фанерой или доской.
На стропилах полосами настилается гидроизоляционная пленка, которая нахлестывается в местах стыка на 15-20 сантиметров. Пленка крепится с помощью строительного степлера, а вдоль стропильных ног фиксируется посредством реек контробрешетки. Монтируется обрешетка. Если запланировано устройство сплошной обрешетки, то потребуются листы фанеры, а если решетчатой, то необрезная доска, имеющая размеры 15×4 сантиметров.
После настилается кровельное покрытие. Для этой цели сначала производится раскрой, учитывая то, что полосы и листы крепятся не в стык, а с некоторым нахлестом. Необходимо использовать в качестве крепежа специальные оцинкованные саморезы, которые поставляются в комплекте с кровельным материалом или гвозди с шляпой из каучука, которая деформируется после вкручивания, закрывая тем самым отверстие.
Завершающим этапом является установка системы водостока, которая состоит из трубы водостока, желоба, водоприемной воронки, а также снегозадержателей.
Некоторые детали стропильной системы крыши шатрового вида имеют величину, которая превосходит 6 метров, то есть стандартную длину пиломатериалов. Поэтому требуется изготовить наборные стропила, которые состоят из нескольких элементов, либо клееные.
Заключение
Разумеется, вполне возможно возвести шатровую крышу своими руками, но учитывая сложные конструкционные особенности и жесткие ограничения ее устройства, можно доверить данную работу соответствующим профессионалам. Они выполнят грамотный чертеж, предельно точно рассчитав все наиболее важные параметры крыши и произведут монтажные работы всех деталей стропильной системы корректно и в минимальные сроки.
В случае, если все же решено возвести крышу шатрового вида самостоятельно, то требуется уделить должное внимание расчетам самых важных показателей и составлению планового проекта. Из-за любых мелких погрешностей может иметь место то, что кровельная конструкция не способно будет выдерживать даже слабые нагрузки, а в результате разрушится от небольшого серьезного воздействия. При подборе рабочей бригады мастеров, возводящих крышу, внимание следует уделить их опыту работы в сфере строительства. Рекомендуется доверить устройство шатровой кровли только опытным профессионалам, чтобы избежать лишних материальных затрат, которые связаны с решением возникших спорных задач, и сберечь нервы.
Процесс самостоятельного строительства шатровой крыши является тяжелой и трудоемкой работой, однако, полученный результат будет стоить всех стараний и потраченных сил, выделяя беседки или дом среди других соседних сооружений.
