Шатровая крыша для бани

Шатровая крыша для бани

Шатровая крыша своими руками: чертежи, расчёт 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.

Шатровая крыша — один из самых распространённых вариантов при строительстве дома или беседки, имеющих в плане форму круга, квадрата или прямоугольника с небольшой разницей в длинах сторон. Такая конструкция — удачное решение для домов относительно небольшой площади или двухэтажных коттеджей с небольшим основанием. Своё название крыша получила из-за пирамидальной формы традиционного восточного шатра, образованной одной вершиной и треугольными скатами.

Варианты исполнения шатровой крыши

Под названием «шатровая крыша» объединены несколько вариантов кровли, имеющих конструктивные отличия.

Классическая шатровая крыша

Одноуровневая четырёхскатная кровля геометрически является четырёхгранной пирамидой. Двухуровневая крыша является более сложной конструкцией: верхняя часть — пирамида, средняя — куб или параллелограмм, нижняя — усечённая пирамида. Как будто верхушку крыши отрезали от основания и приподняли.

Двухуровневая шатровая крыша

Шатровая крыша может иметь не только четыре ската, но быть также и шести-, и восьмискатной. Такая форма больше напоминает конус, чем пирамиду, и наиболее распространена при строительстве беседок с круглым основанием. Самым сложным в реализации такой конструкции является соединение стропил в центре.

Шестискатная крыша

Стропила крыши из восьми пологих скатов

Не столько эстетически, сколько конструктивно отличаются стропильные системы:

Висячая стропильная система опирается исключительно на стены дома, наслонная имеет опору, расположенную по центру здания и опирающуюся на несущую стену или на специально возведённый внутри дома столб.

а — конструкция висячих стропил; б — конструкция наслонных стропил; 1 — стропило; 2 — ригель; 3 — затяжка; 4 — стойка; 5 — подкос; 6 — прогон; 7 — лежень

Выбор конструкции зависит от размеров пролёта (8 м — подойдёт висячая система, 12 м — требуется наслонная) и максимальной длины бруса для строительства (при соединении стропильной ноги в длину требуется установка вертикальной опоры).

На практике чаще применяют наслонную систему, как более надёжную и ремонтопригодную. Если в доме отсутствует подходящая несущая стена или столб для опоры, базу можно создать из бруса перевязкой на уровне мауэрлата.

Основные схемы и элементы стропильной системы

Как мы писали, шатровая крыша геометрически является пирамидой, поэтому все вычисления ведутся, исходя из правил, которые применимы к пирамидам и треугольникам, её составляющим.

Геометрическое изображение шатровой крыши

Основные элементы

Чтобы не путаться в дальнейшем с терминами, назовём основные элементы стропильной системы шатровой крыши, схематично изображенной на рисунке ниже, и привяжем их к геометрическому изображению шатровой крыши в виде пирамиды.

Конструкция с висячими стропилами

Теперь рассмотри конструкции с наслонными стропилами.

Безригельная конструкция с наслонными стропилами

Наряду с уже обозначенными элементами: накосными (1) и центральными (2) стропилами, а также коньком (3), появляются новые элементы. Центральная опора (стойка) или бабка (4), которая опирается на затяжки (5), связывающие мауэрлат по диагонали. Это вариант выполнения стойки, опирающейся не на кладку, а на элемент стропильной системы.

Наслонные стропила, усиленные ригелями

При отсутствии центральных стропил и для усиления конькового узла с бабкой (2), его дополняют ригели (3), связывающие противоположно размещённые накосные стропила (1) попарно (см. рис. выше).

Элементы усиления

Для большей прочности и жёсткости конструкции, особенно в климате, предрасположенном к сильным ветрам, или при большой площади постройки, а значит, и большой длине стропильных ног, основные элементы конструкции дополняются элементами усиления.

Вариант усиления стропильной конструкции

По оси здания в противоположные брусы мауэрлата (1) врезан дополнительный брус — лежень (2). Основу конструкции, как и прежде, составляют центральные (4), укороченные (нарожники) (5) и накосные (3) стропила. Накосные стропила усиливают черепные бруски (6), закреплённые понизу. Это усиление и для накосных ног и для нарожников, на них опирающихся. Стяжки (7) скрепляют противоположно расположенные стропила и служат базой для установки стоек (8). Они закреплены поверх мауэрлата и поверх леженя и опираются на них.

При особо больших длинах стропильных ног применяют подкосы — опоры, располагаемые не вертикально, а под углом в 45–60°. На практике подкосы ставят при длине стены более 9 м (для двускатной или четырёхскатной).

Система усиления основных элементов способствует и экономии пиломатериалов. Сечение основных элементов в такой конструкции можно принимать уменьшенным. Ещё один способ экономии — образование свесов доращиванием стропил, оканчивающихся на мауэрлате, кобылками — брусками или досками меньшего сечения.

Свесы с кобылками

Расчёт стропильной системы шатровой крыши

За основу расчёта принимают такие исходные данные:

Рассмотрим порядок и формулы расчёты на условном примере, пользуясь геометрическим изображением шатровой крыши (см. выше):

Расчёт длин стропильных элементов

1. Длина балок мауэрлата.

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.

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.

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, м 3	кол-во в полускате	AM, м	длины в полускате, м	объём пиломатериалов на два ската, м 3
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:

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.

Площадь ската рассчитывается по формуле:

Общая площадь кровельного материала:

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.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник статьи: http://dom-srub-banya.ru/shatrovaya-krysha-dlya-bani/

Вальмовая крыша: ТОП-30 вопросов-ответов

Вальмовая крыша относится к четырехскатным кровлям с двумя скатами в форме трапеций и двумя треугольными. Благодаря сложной форме она отлично справляется с прямым предназначением и придает строению оригинальный внешний вид.

Особенности, преимущества и недостатки вальмовой крыши

Вальмовая кровля отличается от аналогов отсутствием вертикальных фронтонов. Место вертикальных стенок занято расположенными в концах треугольника скатами.

Благодаря этой особенности крыша теряет в реальном и визуальном объеме. В то же время, конструкция успешно противостоит негативным факторам окружающей среды, защищает здание от ветра и осадков независимо от их направления.

Виды вальмовых крыш

В зависимости от формы основания, четырехскатная крыша может быть прямоугольной и квадратной. Кроме того, она различается видами и конструкциями.

Полувальмовая крыша

В этом виде кровли часть треугольных скатов объединена с фронтонами. Чердачное помещение освещается с помощью вертикальных мансардных окон. Исходя из конструктивных особенностей, полувальмовая крыша может быть голландская и датская.

Шатровая

Здесь отсутствует конек опорной балки. В результате диагональные ребра, к которым крепятся стропила, сводятся в одну точку.

Шатровая кровля преобладает на зданиях с квадратной коробкой. Скатная крыша беседки придает конструкции уют. При создании кровли этого типа усложняется создание конькового сочленения.

Классическая

Классические 4-х скатные крыши имеют широкую сферу применения. Помимо жилых зданий такой кровлей можно идеально защитить гараж и другие хозяйственные постройки, где проникновение влаги крайне нежелательно.

Здесь диагональные ребра упираются в опорную коньковую балку, а свесы имеют одинаковую высоту. Для фронтонов классической вальмовой крыши характерна форма треугольника, а скаты соответствуют трапеции.

Всем видам 4-х скатной крыши присущи следующие достоинства:

• Благодаря соединенным у опорной балки конька угловым ребрам, жесткая конструкция надежно противостоит деформации.
• Четыре ската обеспечивают быстрое освобождение от осадков и препятствуют образованию снеговой шапки.
• Наклонные поверхности позволяют противостоять мощным ветрам независимо от направления.
• Свесы, которыми оканчиваются скаты кровли, оберегают стены здания от атмосферных осадков по всему периметру.
• Карнизные свесы меньше подвержены разрушению.

Крыша конверт придает дому неповторимый шарм, визуально уменьшает его и делает более уютным.

Из недостатков вальмовой кровли следует отметить:

• высокую стоимость. По сравнению с двускатными крышами более сложна в монтаже, что увеличивает стоимость примерно на треть;
• повышенный расход кровельных материалов. Что обосновано скошенными краями и соответствующим увеличением обрезков;
• уменьшение полезного пространства. Наклонные поверхности препятствую организации полноценного чердака или мансарды.
• проблемы с окнами. Устанавливаемые на вальмовую крышу мансардные окна нуждаются в тщательной герметизации соединения рам с кровлей. Во избежание залива мансарды, в дождливую погоду окна должны находиться в закрытом состоянии.

Как правильно рассчитать углы наклона вальмовой крыши

При расчете углов наклона кровли вальмового типа учитывается ряд внешних и внутренних факторов, оказывающих нагрузку на конструкцию:

• ветер. С увеличением ветровой нагрузки пологость ската возрастает, а для диагональных стропил подбирается материал с большим сечением;
• осадки. Если в регионе наблюдается большое количество осадков, более крутые скаты обеспечивают скорейшее освобождение от снега и препятствует скоплению влаги;
• кровельный материал. Для каждого вида требуется индивидуальная обрешетка, которая оказывает на стропильную систему определенное давление;
• утепление. Шаг стропил напрямую связан с шириной теплоизоляционного слоя, а также с сортом и сечением древесины (Таб. №1).

Для расчета угла наклона в зависимости от вида кровельного материала используется таблица №2.

После определения с углом ската высчитывается заложение стропил.

Рассчитываем площадь крыши

Для того, чтобы рассчитать вальмовую крышу, необходимо вычислить ее площадь. От площади зависит расход кровельных материалов. В процессе расчета кровля разбивается на простые геометрические фигуры. Итоговый результат получается при суммировании площади каждой из них (Таб. №3).

Какое дерево лучше использовать для установки крыши

При возведении кровли львиная доля затрат приходится на древесину, от выбора которой зависит надежность и долговечность конструкции. Для несущего каркаса чаще других используются древесина хвойных пород (сосна, ель, лиственница). Наряду с легкостью и прочностью она легко поддается обработке и не отличается высокой ценой.

Используемая древесина подразделяется на пять сортов (0–4). В отборном хвойном лесе сучки, пятна, трещины и признаки плесени практически отсутствуют. Каждый из этих пороков отрицательно сказывается на прочности и ресурсе. Для несущей конструкции применяется древесина 1-го сорта. Для стоек и стропильных ног может использоваться второй сорт. При изготовлении элементов, не несущих важные функции допустима древесина 3-го сорта.

Помимо цельного дерева, при возведении деревянных конструкций может использоваться клееный брус. При относительно высокой цене он отличается прочностью и стойкостью к деформации. По прочностным показателям клееный брус 3-го сорта соответствует цельной древесине 1-го сорта.

Порядок монтажа вальмовой крыши

Монтаж вальмовой крыши начинается с подготовки стропил. Трудоемкость процесса обоснована:

• приданием стропильным ногам заданного угла наклона;
• нарожниками различной длины;
• диагональными (накосными) стропилами, подвергающимися значительной нагрузке и к которым выдвигаются повышенные требования.

Укладка и крепление мауэрлата

В качестве мауэрлата четырехскатной кровли используется брус из древесины 1-го сорта с сечением не менее 100Х100 мм. Этот элемент монтируется по периметру стен. Отдельные части мауэрлата соединяются внахлест, а для крепления к стенам используется множество точек (предварительно установленных шпилек). Конструкция усиливается при помощи металлических скоб.

Для обеспечения гидроизоляции опорного бруса между ним и стеной укладывается рубероид.

Монтаж прогона

Прогон представляет балку, монтируемую параллельно мауэрлату. Он обеспечивает опору стропильным ногам. Как правило, монтаж прогонов характерен для сложных вальмовых кровель со значительной площадью.

Шатровые вальмовые крыши не нуждаются в прогонах, а место примыкания диагональных стропил представлено сложным узлом.

Стойки и подкосы

С помощью стоек обеспечивается опора конькового бруса.

Монтаж конька

На конек оказывается давление всей кровли. При монтаже этого элемента необходимо выдерживать точные размеры, которые проверяются по высоте и с помощью уровня.

Диагональные стропила

Диагональные стропила могут устанавливаться до и после центральных. Нижние части стропильных ног упираются в мауэрлат. Для крепления может использоваться вырезка или опорный брус.

Рядовые или центральные стропила

Установка рядовых стропил сходна с монтажом центральных, которые своим расположением образуют край трапеции. Для опоры и крепления их нижней части используется мауэрлат. Верхние концы сходятся на коньковой балке. При монтаже рядовых стропил особое внимание уделяется одинаковому расстоянию между ними.

Нарожники

Монтаж нарожников завершает формирование стропильной системы вальмовой крыши. Для их изготовления применяются исключительно цельные пиломатериалы. Для их соединения с длинным стропилом используются врубки или опорная балка. Конструкция усиливается с помощью металлических элементов (уголков).

Выбор изоляционных пленок и утеплителя

Практически любая крыша, включая вальмовую нуждается в качественной гидро- и пароизоляции. Кроме этого, в изоляционный пирог кровли также включается утеплитель.

Пароизоляция

Пароизоляция кровли предназначена для защиты утеплителя от вредоносного влияния испаряемой воды. Благодаря ей исключается образование конденсата и переувлажнение теплоизоляционного слоя.

В качестве современных материалов для пароизоляции применяются полипропиленовая пленка, пленка с алюминиевой фольгой мембраны с различной паропроницаемостью.

К числу наиболее популярных производителей подобных материалов относятся компании Tyvek, Juta, Folder, Delta и др. помимо защиты от пара продукция этих фирм препятствует проникновению влаги и предупреждает тепловые потери.

Гидроизоляция

Гидроизоляция защищает строение от негативного влияния осадков. Качественные материалы не допускают проникновения влаги, даже при значительных перепадах температуры. Гидроизоляция не допускает сырости стен и образования плесени. Сегодня ранее широко используемые пергамин и рубероид вытесняются полимерными материалами.

Наибольшее распространение получили гидроизоляционные материалы Tyvek, Изоспан, Delta, Fakro и др.

Утеплитель

Среди современных теплоизоляционных материалов для крыш наибольшее распространение получил пенопласт или его жидкий эквивалент – пеноизол, а также минеральная вата.

Первый выигрывает в ценовом плане и доступности. В то время как экологически чистая минвата гарантированно сохраняет тепло, обеспечивает циркуляцию воздуха и позволяет утеплять наиболее труднодоступные места.

На какие сооружения рекомендуется вальмовая крыша

Вальмовые крыши актуальны как для одноэтажных строений, так и для высотных зданий.

Многоскатная кровля эффективно оберегает от непогоды хозяйственные и бытовые постройки (гаражи, сараи, беседки и пр.), придает индивидуальность частным домам, вносит неповторимость в архитектуру городов и частных секторов.

Благодаря конструктивным особенностям, а также возможности оборудования естественного освещения подкровельного пространства, вальмовая крыша стала синонимом мансардной.

Как сделать мансардный этаж под вальмовой крышей

Оснащая дом многоскатной крышей, и планируя создать мансардный этаж, необходимо учесть следующие нюансы:

• Наклонные поверхности кровли урезают полезную площадь.
• Достаточная освещенность зависит от оптимального расположения окон.
• Рамы мансардных окон должны обладать повышенной герметичностью.
• При вертикальном расположении мансардных окон крышу нужно оборудовать соответствующими фронтонами.
• Оборудование жилого помещения нуждается в повышенной теплоизоляции.

Выбор кровельного материала

Каждому кровельному материалу присущи свои особенности, которые могут негативно отразиться как на комфорте жильцов, так и на строении. Поэтому к его выбору необходимо подходить с особой тщательностью.

Металлочерепица

Представлена оцинкованными стальными листами, имеющими профиль традиционной черепицы. Для повышения стойкости к негативным факторам окружающей среды и продления срока службы защищена полимерным покрытием.

Металлочерепица отличается легкостью (1 м²/3–5 кг) и простотой монтажа. Выпускается в широкой цветовой гамме.

Недостатки: шумовые эффекты при дожде.

Мягкая кровля

Мягкая кровля в основании покрытия заложен стеклохолст, покрытый слоем битума. Благодаря гибкости легко укладывается на неровные поверхности. Исключает проникновение влаги, обеспечивает хорошую шумоизоляцию.

Недостатки: при монтаже нуждается в дополнительной подкладке.

Композитная черепица

Материал с многослойной структурой, объединяющий достоинства керамо- и металлочерепицы. Не создает затруднений при монтаже. Обеспечивает хорошую тепло- и звукоизоляцию. Композитная черепица стойка к влаге и огню.

Недостатки: высокая стоимость монтажа.

Профнастил

Профилированные листы из оцинкованной стали. Для улучшения противодействия негативному влиянию окружающей среды может иметь полимерное покрытие. Отличается высокой прочностью на изгиб. Обеспечивает оперативный монтаж. Не создает проблем при ремонте.

Недостатки: низкая шумоизоляция.

Ондулин

Точная копия шифера, имеющая органическую основу (целлюлоза). Отличается простым и быстрым монтажом. Исключает проникновение влаги. Создает отличную шумоизоляцию.

Недостатки: не стоек к огню.

Фальцевая кровля

Стальные листы с гладкой поверхностью, торцы которых сделаны в форме зацепов. Обеспечивает освобождение от осадков при минимальных углах скатов.

Фальцевая кровля придает строениям оригинальность. Может монтироваться при отрицательных температурах.

Недостатки: нуждается в утеплителе.

Источник статьи: http://krovlin-dom.ru/blog/krovelnye-materialy/valmovaya-krysha/