Как сделать шатровую крышу своими руками

Шатровая кровля отличается от других тем, что не имеет конька, принимающего на себя усилия ног стропил. Вместо него эту роль играет центровая опора. В ее верхней точке стропила соединяются. Этим обуславливается то, что пирамидальная крыша требует серьезного отношения к прочности главной опоры. Есть и иной вариант устройства, когда верхушки ног упираются попросту друг в друга. Такое обычно практикуется при возведении маленьких по размерам нежилых построек. Скаты крыши шатра выполняются в виде треугольников с разными сторонами.

Несмотря на разнообразие схем исполнения, стропильная система шатровой крыши всегда имеет ряд константных элементов. Чтобы правильно произвести расчеты, определить размеры составных частей и сделать чертеж, нужно иметь представление о строении конструкции.

  • Накосные стропила, расположенные по бокам скатовых частей. Они берут на себя основные нагрузки на здание. На них также опираются прочие компоненты. Если длина этих стропил менее 7,5 м, считается допустимым монтировать опоры лишь в верхних частях. Если значение параметра более 9 м, их ставят в низовой области. Место монтажа выбирают, отмерив 25% от крайней низовой точки.
  • Нарожники, применяющиеся для не слишком крупногабаритных систем. Они помогают распределять действующие нагрузки на составные части. Возможна фиксация этих деталей без врубки. Это делает монтаж проще и усиливает прочность конструкции.
  • Вертикально направленные стойки, помогающие выносить воздействия, создаваемые ветром и снегом. Число этих элементов, их габариты и участки размещения определяются особенностями системы и климата местности.
  • Лежень, делающий конфигурацию более жесткой.
  • Мауэрлат, воспринимающий нагрузки от ножек стропил. Изготавливают его из древесного стройматериала толщиной минимум 5 см. Для этого подойдет брусок или доска.

У висячих систем предусмотрена опора стропил на балки чердака либо специальные конструкции. Чтобы сделать композицию устойчивой, монтируются добавочные распорки и стяжки. Такая система подойдет для большого здания. Пространства на чердаке при ее использовании становится значительно меньше.

Есть и другие системы – наслонные. Их используют в некрупных постройках. Здесь происходит распределение нагрузки между мауэрлатом и вертикально стоящей опорой.

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.

Выбор материала для стропил и покрытия

Изготовление четырёхскатной крыши начинается с выбора подходящего материала для стропил.

Описываемая конструкция предполагает применение следующих видов стропильных опор:

  • диагональные — предназначены для удержания основной нагрузки, в большинстве случаев для них используют сдвоенные доски или деревянные балки;
  • промежуточные — предназначены для соединения каркаса, то есть опоры и конька;
  • нарожники — предназначены для соединения диагональных стропил с каркасом и параллельного крепежа с промежуточными.

Как правило, для организации стропильной системы применяют пиломатериалы, в частности древесину хвойных пород. Каркасную основу выполняют при помощи прямоугольного бруса. Иногда, в качестве альтернативы могут использоваться доски с сечением 50×200 мм либо сдвоенные доски.

Чтобы повысить прочность и надёжность конструкции применяют металлические элементы, которые усиливают стропила и делают их взаимоположение неизменным. Также стальными деталями могут дополняться опоры. Подобная комбинированная стропильная система характеризуется высокой прочностью, износостойкостью и долгим периодом эксплуатации.

Что касается кровельного материала, то при его выборе специалисты советуют учитывать несколько факторов: стоимость, внешний вид, практичность и простота монтажа.

Сегодня большой популярностью и востребованностью пользуются:

    Мягкая кровля, основу которой составляет битумная черепица. Она представляет собой эластичные листы, сделанные из стеклохолста или технического стекловолокна и пропитанные модифицированным битумом. Поверхность черепицы покрыта специальной цветной посыпкой, что даёт возможность подобрать материал необходимого окраса. Гибкие битумные полотна легко поддаются нарезке, быстро монтируются и укладываются в любой рисунок. Минусом укладки черепицы считается необходимость создания сплошной обрешётки, так как листы гибкие и нуждаются в твёрдой основе.

Керамическая черепица. Выбор такого материала просто огромен. Сегодня производители предлагают более десятка видов кровельного покрытия. Современная керамочерепица характеризуется большим различием форм, цветов и стилей. Кровля из данного материала обладает изумительным внешним видом, высокой стойкостью к перепадам температур и ультрафиолетовому излучению, устойчивостью к выгоранию цвета. Из минусов керамической черепицы можно отметить её высокую стоимость, большой вес, некоторую сложность укладки.

Кроме этого, крышу беседки можно сделать из более простых и дешёвых материалов:

  • ондулина — самый лёгкий материал;
  • поликарбоната — современный кровельный материал, который обладает отличной износостойкостью, огнеупорностью, способностью сохранять тепло;
  • обычного шифера — для его монтажа следует использовать брус с большим сечением;
  • листов металлопрофиля — простой в установке, однако во время дождя такое покрытие будет издавать сильный шум.

Преимущества и недостатки данного вида кровли

  • Лучше сохраняет тепло в сравнении с другими кровельными системами при условии равной теплоизоляции;
  • Действие атмосферных явлений минимально. Шатровые крыши надежно защищают чердачное или мансардное помещения от задувания сильного ветра, кровельный материал при этом не страдает и осадки практически не скапливаются на ней, а скатываются вниз.
  • Несмотря на кажущуюся сложность конструкции стропильной системы, крышу можно легко построить самостоятельно.

Наряду с преимуществами шатровая крыша имеет и недостатки:

  • Необходимо знать особенности монтажа стропильной системы;
  • Маленькая полезная площадь мансардного этажа.

Основные правила устройства шатровой крыши

Изготовление и установка крыши идет по следующим правилам:

  1. Для строительства коньковой системы и стропил используют одно и то же дерево и материал.
  2. Промежуточные доски обладают более крутым углом наклона, и размер их должен быть не меньше 50х150 мм.
  3. Короткие детали и элементы закрепляются к угловым компонентам стропил, а не к коньковой доске.
  4. При строительстве в конструкции применяют промежуточные центральные стропила, закрепленные на коньковой доске.
  5. И упираться они должны в верхний конец обвязки либо в коньковую доску.

На чертеже должны быть зафиксированы следующие элементы шатровой крыши:

  1. центральная часть конструкции — конек, является несущей осью;
  2. накосные стропила- силовые компоненты стропильной системы, один конец будет выступать за пределы дома, а другой – крепится на коньке;
  3. стропила центрального типа крепятся на концах конька и выводятся на все стены;
  4. промежуточные стропила, отходящие от конька, должны идти строго по скатам;

Преимущества крыши шатрового типа

Шатровая крыша сложна в проектировании, а монтаж требует применения немалых усилий и опыта. Строители утверждают, что такой вариант стропильной системы обладает большим количеством преимуществ и является весьма популярным среди застройщиков загородных домов. Крыша имеет много плюсов:

  1. Шатровая форма обладает хорошими аэродинамическими свойствами. Она довольно устойчива перед сильными ветрами и ураганами.
  2. В регионах с большим количеством снежных осадков шатровая форма является хорошим вариантом, ведь угол ската находится в пределах 25-50 о , что не позволяет снегу задерживаться на кровле.
  3. Скаты шатровой крыши меньше подвержены разрушению от большого количества осадков. Они более устойчивые, чем торцы двухскатных конструкций.
  4. Устройство системы позволяет сэкономить, потому что не нужно устанавливать фронтоны, а значит материалов для строительства нужно меньше.
  5. Под шатровой крышей можно организовать мансарду. При отсутствии боковых частей дома установка мансардных окон становится обязательной, однако для современных технологий это не является проблемой.

Оригинальный вид крыши обеспечит индивидуальный дизайн дома, отличный от других частных строений.

Расчет шатровой кровли

Очень важный момент в ее устройстве.
Все замеры следует проводить с максимальной внимательностью.

Читайте также  4 скатная крыша


Если основание кровли является квадратным, то для того, чтобы выполнить расчеты, необходимо вычислить площадь одного ската и затем умножить значение на четыре.
Все сложнее, если основанием кровли является прямоугольник.
Тогда вначале рассчитывается сумма площадей отличающихся прямоугольников и умножается на четыре.
Для вычисления площади ската используется формула: S=(b x h)/2;
где:
S — площадь одного ската,
h- высота основания треугольника,
b- длина основания.
При устройстве шатровой крыши предусмотрено два варианта выполнения расчета:

  1. с использование высоты конька и длины всего основания кровли;
  2. с учетом длины диагональной стропильной ноги и длины периметра основания.

Также следует учесть дополнительные элементы шатровой крыши:

  • накосные стропила;
  • стойки;
  • нарожники;
  • мауэрлат;
  • лежни;
  • опорные бруски.

Важные детали конструкции

Особенностью шатровой крыши является строгая симметричность, потому возведение ее требует тщательного расчета и особого мастерства. Стропильная система этой конструкции по праву признана наиболее сложной среди всех видов крыш, но, несмотря на это, она довольно широко используется в строительстве. Наглядным примером являются шатровые крыши церквей и башен, высокая и эффектная конструкция которых видна за много километров.

схема шатровой крыши

Шатровая крыша может быть установлена на здании, стены которого образуют квадрат или правильный многоугольник. Если основание – квадрат, у крыши будет четыре ската — четыре одинаковых равнобедренных треугольника. В таком случае рассчитать площадь крыши довольно легко: достаточно рассчитать площадь ската и умножить на четыре (S = а/2(половина основания) * h(высота треугольника) ). К полученному результату надо добавить площадь карнизных свесов, которые имеют форму равнобедренной трапеции.

  • Площадь ската можно расчитать по формуле: Sската=BC*AD/2
  • Площадь карнизного свеса: Sкарн.=(BC+EF)/2*DG
  • Площадь всей крыши: Sкрыши = (Sската + Sкарн)*4
  • α – угол наклона крыши

Расчет шатровой крыши

Теперь займемся более детальными расчетами. Расчитаем площадь крыши исходя из длины внешней стены.

Необходимо учитывать, что для шатровых крыш наиболее приемлемым является уклон крыши от 30 до 40 градусов, это важно для вычисления высоты конька. То есть 30 h=OD*tg α , где OD равно половине дины основания BC. (тангенс и синус любого угла можно легко найти в интернете). Зная h, мы можем определить AD (высоту треугольника ABC, который, как видно из схемы, является одним из четырёх скатов) — AD=h/sin α,

Зная AD, можно найти величину угла С: tg С=AD/DC, где DC-половина основания, то есть половина длины внешней стены. С=arctg AD/DC. (арктангенс также можно узнать из интернета или из таблиц). И в заключение, мы можем найти длину AC, что в нашем случае является длиной диагонального стропила — AC=AD/sinC.

Осталось узнать параметры карнизного свеса. Расстояние от конца свеса должно быть не менее 30 см. Допустим длина свеса l =0,5 м. (На схеме обозначено как DG). Верхнее основание трапеции, которую представляет собой карнизный свес, а именно BC, мы знаем. Необходимо найти нижнее основание EF.

DC-половина основания, то есть половина длины внешней стены. С=arctg AD/DC. (арктангенс также можно узнать из интернета или из таблиц) И в заключение, мы можем найти длину AC, что в нашем случае является длиной диагонального стропила.

Теперь мы знаем все параметры и можем найти площадь нашей шатровой крыши: Sкрыши = (Sската + Sкарн)*4= *4, все величины в этом выражении нам известны.

Проведем все расчеты для конкретного случая. Допустим уклон крыши α=30 градусов, а длина внешней стены дома BC=6 метров.

  • Высота конька: h==1,73 м
  • AD=h/sin α =1,73/0,5 = 3,46 м
  • С=arctg AD/DC = arctg 3,46/3 = 49 градусов.
  • Длина диагонального стропила: AC=AD/sinC = 3,46/0,75 = 4,61 м.
  • Теперь расчитаем площадь крыши для этого случая:
  • Sкрыши = (Sската + Sкарн)*4= *4=<6*3,46/2 + (6+3,43)/2*0,5>*4=50,96 м 2 .

Все вычислени произведены с округлениями. При реальных расчетах округления нежелательны.

Сборка крыши

Хотя перекрытие должны были смонтировать каменщики, и эта миссия легла на плечи кровельщика в качестве технадзора и подсобников из ближнего зарубежья в качестве исполнителей. В большом пролете балки сечением 100×200 мм, основной прогон – 100×200 мм; фиксация к армопоясу на уголки. Торцы закрыли доской 50×200 мм, на гвозди в комбинации с саморезами, все метизы оцинкованные.

После нескольких переделок и объяснений с подсобниками на «русском могучем», который в эфире обычно «запикивают», мауэрлат раскрепили практически идеально.

Мауэрлат башенной части по высоте двойной, при сборке стропил максимальное внимание посадке врубок, чтобы прилегание было максимальным. Даже незначительное смещение врубки в сторону улицы чревато необходимостью выравнивания всей плоскости. Еще один ключевой момент – сборка пика башни, так как все 16 элементов должны сесть строго на свои места. Со второго раза и при помощи струбцин и уголков все получилось.