Шатровые кровли известны человеческой цивилизации практически с начала её существования. Оригинальное решение верхнего ограждения дома привлекает застройщиков своей простотой и эстетичностью внешнего вида.
Несущий каркас представляет собой сложную на первый взгляд стропильную систему, состоящую из множества деревянных деталей. Однако при более детальном рассмотрении, что это далеко не так.
Общее устройство
Прежде чем изучать устройство стропильной системы шатровой крыши, нужно узнать, что такое вальма. Вальмой называют наклонный фрагмент многоскатной кровли в форме треугольника, где её сторонами являются накосные или диагональные стропила, основанием служит мауэрлат (деревянные балки, уложенные по периметру верха внешних стен дома), а в качестве опорной основы под кровельное покрытие выступают укороченные стропила – нарожники.
Объединив 4 или более вальм в единое сооружение, получают шатровую кровлю. Кровли такого типа возводят на зданиях и сооружениях, которые в плане имеют форму квадрата, равностороннего многоугольника или круга. Помимо стропил, каркас усиливают такими элементами, как шпренгели, стойки и подкосы.
Нижние концы стропил и нарожников должны выступать за периметр дома на 300 – 400 мм. В противном случае их удлиняют отрезками из того же пиломатериала для формирования свесов. Эта архитектурная деталь играет большую роль в защите фасадов и окон от негативных атмосферных явлений.
О том, какая крыша лучше, вальмовая или шатровая, мы писали здесь.
Разновидности каркасов кровли
Существует два варианта стропильных систем шатровых конструкций. Варианты отличаются способом опирания диагональных стропил – это наслонные и висячие стропилины.
- В первом случае несущие балки имеют две точки опоры – вверху и внизу. Это возможно при наличии центральной внутренней стены. На неё устанавливают стойку, которая поддерживает коньковый узел шатра.
При больших расстояниях между стенами от 6 метров их перекрывают балками по диагоналям проёма. Из центра узла пересечения балок выводят вверх стойку.
- Второй вариант предусматривает опирание висячих стропил только внизу на мауэрлат.
Минимальное количество вальм в шатре – это 4 ската. Но их может быть и 6, и 8 штук, всё зависит от фантазии архитектора и финансовых возможностей заказчика. Что касается угла наклона вальм, то он может небольшим в местах с сильными ветрами и достигать максимальной величины в районах с большим количеством снежных осадков.
Особенности возведения
Как и любые другие кровельные конструкции, шатровые кровли имеют свои особенности каксательно монтажа основных и дополнительных опор, нарожников, вариантов решения «конькового» узла.
Способ монтажа стропильной системы шатровой крыши во многом зависит от габаритов самого деревянного каркаса. Например:
- Для садовой беседки размером в плане 3х3 м шатёр собирают на земле, а затем с помощью тали либо другого подъёмника устанавливают его сверху на стены беседки.
- При средних размерах здания в плане застройщик может заказать изготовление вальм в заводских условиях. Изделия доставят на место строительства и соединят в единый шатровый каркас на стенах дома.
В случае, когда невозможны первые два варианта монтажа стропильного каркаса шатровой крыши, каркас собирают поэлементно непосредственно наверху здания.
Накосные (диагональные) стропила изготавливают из бруса сечением 100х100 мм или 100х50 мм. Также в дело идут сдвоенные доски 120 х 50 мм. Конечно, это не догма.
В каждом конкретном случае вид пиломатериала и его сечение уточняется при расчёте несущей способности накосных балок. В большинстве случаев диагональные рёбра вальм делают висячими. То есть вершины треугольных скатов сводятся в один коньковый узел, а нижние концы запилами врезаются в балки мауэрлата (о том, что такое запилы читайте ниже).
Что касается нарожников, то они выполняют функцию опорной решётки для кровельного покрытия между диагональными стропилами. Центральный нарожник вверху упирается в коньковый узел, остальные балки по его сторонам становятся короче по мере удаления от него.
Если внизу нарожники опираются на балку мауэрлата запилами, то к накосным стропилам крепятся боковой стороной. Для этого делают специальные спилы, чтобы нарожники плотно прилегали к боковой стороне диагональных стропил.
Все нарожники крепят к стропилам и мауэрлату гвоздями. Для более надёжного крепления прибивают черепные бруски и привинчивают шуруповёртом металлические уголки.
При больших пролётах между противоположными стенами здания стропильный каркас нуждается в дополнительных опорах для висячих стропил.
При наличии внутренних стен на их поверхность укладывают лежни (так называют мауэрлат внутри домов). На лежнях устанавливают стойки и подкосы, которые разгружают накосные стропила, передавая нагрузку от кровли на внутренние стены. Подкосы и стойки крепят нагелями и металлическими скобами.
Узлы крепления дополнительных опор для накосных стропил:
В углах мауэрлата дополнительно встраивают разгрузочные фермы – шпренгели. Шпренгель — это деревянная конструкция, позволяющая разгрузить диагональную балку и передать нагрузку через мауэрлат на стены здания. По внешнему виду он напоминает перевёрнутую букву «Т», где горизонтальная балка опирается на мауэрлат, а стойка подпирает накосное стропило. Сам шпренгель могут усилить подкосами (смотрите рисунок выше).
По причине особенностей стропильной системы шатровой крыши в её конструкции нет места для конькового ригеля. Вместо него формируют коньковый узел, который представляет собой сочленение верхних концов диагональных стропил.
Их скрепляют между собой или опирают на своеобразный венец в виде кольца. Это может быть металлическая конструкция или деревянная рама. При наличии центральной стойки накосные стропила крепят к ней с помощью нагелей, скоб, болтов и пр.
Особенностью этого вида стропил является то, что все они попарно имеют разную длину. Длина меняется из-за того, что верхние концы балок опираются на диагональные стропила под наклоном.
К накосным балкам нарожники прибивают гвоздями. Для плотного примыкания их концы запиливают, делая вверху боковой и вертикальный, а внизу пяточный срез. Нюансы этих соединений видны на нижнем рисунке.
Последовательность сборки
Монтаж стропильного каркаса шатровой крыши выполняют поэтапно:
- Укладка мауэрлата и лежней.
- Перекрытие.
- Подготовка стропил и нарожников.
- Монтаж стропильного каркаса.
Мауэрлат – это деревянный обвязочный брус. Их укладывают по верхнему периметру внешних стен дома. Для этого берут брус сечением 100 х 100 мм или два бруса 100 х 50 мм либо используют пиломатериал другого профиля с расчётным сечением. Квадратная или многоугольная деревянная рама воспринимает нагрузку в углах от накосных стропил и по периметру от нарожников.
Если по проекту коньковый узел опирают на стойку, то под неё укладывают лежень на внутреннюю стену. Лежень – балка того же сечения, что и мауэрлат. В результате нагрузка от кровли будет равномерно «растекаться» по всему периметру внешних стен.
Предназначение мауэрлата заключается в удержании крыши от срыва при сильном ветре. Поэтому балки крепят к верхнему торцу стен анкерными болтами. Иногда мауэрлат складывают из двух брусьев или досок. Тогда верхний профиль крепят к нижней балке саморезами.
Подкровельную площадку формируют из железобетонных плит перекрытия или укладывают деревянные балки с последующей обшивкой досками снизу. Плиты изготавливают стандартных размеров. Из 3-х, 6-ти и 12-ти метровых изделий для перекрытий шатровых крыш в основном выбирают 6-ти метровые панели. При таком варианте коньковый узел опирают на стойку перекрытия.
Деревянное перекрытие устраивают из уложенных балок на противоположные стены дома. Их связывают поперечными ригелями. Снизу конструкцию подшивают листовым материалом таким, как: OSB, ДСП, ДВП или фанерой.
Главная задача состоит в том, чтобы подготовить контактные поверхности балок для получения плотных примыканий деталей в узлах системы. Чтобы качественно выполнить боковые, вертикальные и пяточные срезы на концах нарожников (см. выше главу «Нюансы установки нарожников»), изготавливают шаблоны.
Поступают следующим образом:
- Для формирования конькового узла устанавливают временную опору;
- На верхний конец стойки опирают диагональные стропила и соединяют их в единый узел. В некоторых случаях соединение осуществляют опиранием на венец.
- К накосным стропилам и мауэрлату крепят нарожники.
- Устанавливают шпренгели, подкосы и стойки.
Если кровлю собирают из готовых вальм заводского изготовления, то их сразу крепят к мауэрлату и соединяют вверху между собой. Этот способ является самым быстрым методом возведения шатровой крыши.
Как запиливать элементы под различными углами?
Правильно выполненные запилы помогут избежать неприятностей из-за нестыковки элементов стропильного каркаса во время их монтажа. Для выполнения таких операций используют пилы с электроприводом.
Можно выпиливать пазы электролобзиком, но при больших объёмах работ не хватит ни терпения, ни пилок. Застройщики запиливают концы стропил редко цепной пилой, чаще ручной или стационарной дисковой пилой.
Лучшим инструментом для запиливания стропил будет не бензиновая, а электрическая пила. Она мало весит, и ею легко манипулировать на высоте.
Для выполнения точных торцовых срезов нарожников и накосных стропил необходимо изготовить шаблоны. Их можно сделать из подручных материалов – досок, бруса или реек. Один из вариантов заключается в выполнении следующих действий.
- Из двух брусочков собирают две «лыжи». Они будут служить прокладкой при запиле нарожника стороной, примыкающей к диагональной стропилине.
Один из двух шаблонов:
- В направляющей шине цепной пилы просверливают два отверстия. Через них саморезами крепят два шаблона – «лыжи».
Крепления шаблонов:
- К накосной балке прикладывают отрезок фанеры, на которую затем опирают шину пилы с «лыжами». Выполняют запил.
Запил нарожника по шаблону:
- После этого убираю фанеру. Нарожник придвигают вплотную к диагональной балке шатровой крыши и крепят его саморезами.
Результат запила по шаблону цепной пилой:
Не все запилы можно делать внизу. Большинство операций выполняют наверху – на крыше. Так, например, для стыковки диагональных стропил в коньковом узле часто пользуются ручной пилой. Ниже приведены фото стыковки рядовых стропил двускатной крыши, но сама технология та же, что и при возведении шатровой крыши.
- Шаблон прикладывают к верхнему концу накосного стропила и обводят маркером линию среза.
Разметка по шаблону:
- По линии разметки производят запил ручной пилой.
Запиливание под углом вручную:
Для того чтобы выполнить надёжные плотные крепления стропил и нарожников с помощью запилов, можно взять в аренду торцовочную пилу. С помощью этого станка можно сделать большое количество запилов высокой точности.
Ошибки и рекомендации по строительству
Основные ошибки, допускаемые на монтаже стропильной системы шатровой крыши, а также рекомендации , как их избежать можно представить следующим перечнем:
- Неправильный расчёт «на глазок» угла наклона скатов приводит к тому, что кровля не выдерживает снеговой нагрузки и теряет свою целостность. Нужно обязательно рассчитывать степень наклона вальм шатровой крыши, пользуясь нормами СНиП 2.01.07-85.
- Со временем элементы стропильного каркаса могут деформироваться, загнить от плесени, грибков и от насекомых древоточцев. Перед началом монтажа стропила, нарожники и все деревянные элементы надо обработать антисептиком.
- Некачественный крепёж может привести к обрушению кровли. Для соединения деталей нужно использовать качественные метизы и в надлежащем количестве.
Заключение
Шатровая крыша – это надёжная защита для помещений дома от непогоды, зимней стужи и летней жары. Если не хватает сил и опыта возвести стропильный каркас своими руками, то лучшим выходом из положения будет обращение за помощью к профессионалам.
