Монтаж шатровой кровли.
Возведение шатровых крыш.
Возведение шатровых крыш действительно считается самыми сложными и трудоемким процессом. Но одновременно он признан и самым привлекательным из всей группы скатных конструкций, ведь недаром ее пирамидальными формами украшали строения замков, дворцов и церквей. Никто не спорит, что монтаж одно или двускатной крыши значительно проще и занимает гораздо меньше времени. Тем не менее, некоторым застройщикам трудно удержаться от соблазна придать своему дому неповторимый облик, используя архитектурные приемы. К тому же за всю историю строительства скатные крыши доказали свое превосходство над плоскими конструкциями практичностью и долговечностью.
Шатровая четырехскатная крыша является разновидностью вальмовой, с той лишь разницей, что в ней отсутствует коньковый прогон. Как раз эта отличительная особенность и есть тот «краеугольный камень», который многократно усложняет монтаж, поскольку на практике достаточно затруднительно работая на высоте, соединить все основные элементы конструкции в одну точку, однако все по порядку.
Стропильная система.
Стропильная система четырехскатной шатровой крыши (рис.1) состоит из следующих частей.
1 – мауэрлат, опорный брус, который воспринимает на себя нагрузку от веса кровельной конструкции.
2 – лежень, представляет собой брус, расположенный в плоскости основания стропильной системы. Он служит опорным элементом для подкосов и стоек, поэтому его укладывают на несущие перегородки или на специальные кирпичные стойки, их размещают в области перекрытия. Не возбраняется укладка лежня непосредственно на перекрытие, в этом случае очень важно выдержать горизонтальность детали, поскольку это упростит процесс установки прогонов и стоек.
3 – диагональные или еще их называют накосные стропила, ими собственно и отличаются вальмовые крыши от других конструкций. Они являются основными ребрами жесткости всей конструкции, поэтому от их прочности и надежности будет зависеть устойчивость всей крыши.
4, 5 – еще один элемент, который встречается только в четырехскатных крышах, нарожники. Это укороченные стропила, которые верхней частью опираются на диагональные звенья конструкции, а нижней – на опорный брус. Различают центральные и промежуточные нарожники. Центральный – совпадает с высотой треугольника ската крыши и устанавливается под прямым углом к мауэрлату (поз.4 рис. 1). Остальные называются промежуточными и устанавливаются параллельно центральному.
6 – шпренгель (поз.б, рис. 2) или шпренгельная ферма(поз.а, рис. 2). Дополнительная опора для увеличения несущей способности накосных стропил. Вертикальная стойка крепится к основанию с помощью стальных нагилей и прямых скоб.
7 – стойки, выполняют ту же роль, что и подкосы, шпренгели и т.д.
Далее соблюдая масштаб, вычерчиваются контуры строения, и подбирается высота крыши. Каких либо четких правил в соразмерности стен дома и кровли не существует, тут уже каждый руководствуется чувством пропорциональности и своим вкусом. Как правило, угол наклона скатов варьируется в пределах 35 – 500, но надо помнить, что чем положе крыше, тем медленнее будет происходить с нее сход снега и дождевой воды, а значит, увеличивается риск пагубного влияния влаги во время эксплуатации. Чрезмерно высокие конструкции сложны в исполнении, а необходимость в дополнительных подкосах, стойках и ригелях приводит к неоправданному удорожанию работ. Кстати, не всегда стоит доверять расхожему мнению, что выбирая вариант четырехскатной крыши вы экономите на материалах из – за отсутствия фронтонов. К примеру, наличие капиллярной канавки в листах металлочерепицы, не позволяет использовать остатки на противоположной стороне крыши, что приводит к перерасходу кровельного покрытия и соответственно к дополнительным затратам. Поэтому, прежде чем остановить свой выбор на той или иной кровле, предварительный стоит сделать хотя бы приблизительный сравнительно – стоимостной анализ с учетом затрат на обрешетку, на расчетное количество покрытия и сопутствующую фурнитуры (ее стоимость порой составляет 30 – 45% от стоимости самого кровельного материала.
Расчёт элементов.
После выбора формы крыши, производятся расчеты всех элементов стропильной системы. Поскольку в основном конструкция состоит из правильных геометрических фигур (прямоугольник, равнобедренный треугольник), то с помощью известной теоремы Пифагора все расчеты можно выполнить самостоятельно. Пример расчетов крыши показанной на рис. 3 приведен ниже. Согласно чертежа, мы имеем четырехскатную крышу, высота скатов одинакова, при условии, что в основании лежит квадрат. В случае если в плане дом представляет собой прямоугольник, то угол наклона скатов будет неодинаков, важно подобрать такое сочетание чтобы не утратилась внешняя привлекательность. На рисунке представлен первый вариант.
Lc – длина диагональных стропил.
h – длина карнизных свесов.
ао – высота крыши.
D – угол наклона скатов.
ebcf – карнизный свес.
Для того чтобы найти площадь ската нам потребуется известные значения подставить в формулу.
S ската = (Lbc x ad)|2.
Карнизные свесы проекции имеют форму трапеции, площадь их поверхности вычисляем следующим образом.
S свеса = (Lbc + Lfe)|2 x dk.
Поскольку все скаты имеют одинаковый угол наклона, общую площадь можно найти путем умножения площади одного ската на 4.
S поверх.крыши = (S ската + S свеса) х 4.
В принципе, зная размеры основания дома и угол наклона скатов, можно определить величину любого элемента.
По завершению работ умственного труда, можно приступать к изготовлению элементов конструкции согласно расчетным данным. Хотелось бы обратить внимание, что разметку стропил рекомендуют вести по нижнему поясу, это сведет к минимуму количество ошибок при монтаже. А вот угол лучше отбивать с помощью шаблона и по средней линии, поскольку на искажение разметок может повлиять разница в сечении бруса, на обычном пиломатериале эти отклонения могут быть ± 15 мм. Так же в последнее время в качестве накосных стропил стали использовать металлопрофиль, в этом случае нужно будет уделить особое внимание утеплению крыши, т.к. тепловодность металла многократно выше древесины.
На рисунке 4 изображен план диагональной стропилы из дерева. Контур выемки для установки на мауэрлат производится так же с помощью шаблона.
Зачастую длина стропильных ног превышает размеры стандартных заготовок, удлинение до нужной величины производится путем наращивания доски или бруса доборными элементами. Стыковые соединения делаются внахлест, с выборкой четверти от толщины изделия на длину крепления. Так же используют способ косого прируба, с последующим закреплением болтами. В местах стыка обязательно устанавливаются стойки или подкосы, которые будут препятствовать прогибу во время эксплуатации крыши.
Способы сборки.
Существует несколько способов сборки стропильной системы шатрового типа. Основное отличие заключается в наличие или отсутствие центрального столба. В первом варианте он использовать как составная часть конструкции, во втором, играет роль вспомогательного элемента. В любом случае соединение стропил в одну точку очень трудоемкая и кропотливая работа, и основная сложность состоит в подгонке диагональных стропил в верхней части конструкции. Можно предложить массу схем соединения стропил, но все таки будет лучше если вы это сделаете в индивидуальном порядке, с учетом всех параметров, которые могут повлиять на несущую способность крыши. В качестве примера предлагаем несколько вариантов.
При опирании на столб процесс монтажа менее трудоемок и может быть выполнен самостоятельно. Вначале выставляются попарно противолежащие накосные стропила, крепятся к опоре, а затем собираются остальные элементы конструкции. Некоторые мастера утверждают, что можно еще больше упростить задачу, начав монтаж не с диагональных, а с центральных стропил. Такое изменение последовательности не нарушает хода работ, но однозначно облегчает ее.
Сборка стропильной системы без центральной стойки предусматривает предварительное соединение двух стропил на земле и привлечение подъемной техники.
Хотелось бы отметить еще несколько важных моментов, это особенность соединения диагональных стропил с нарожниками и усиление мауэрлата и накосных. Для компенсации сил, действующих на элементы конструкции, схема крепления предусматривает расположение промежуточных стропил в разбежку. Чтобы не уменьшить сечение опорного бруса (мауэрлата) и диагональных стропил и тем самым не снизить их несущую способность, не рекомендуется производить врубки в теле древесного массива. Поэтому специалисты советуют шатровые крыши монтировать по типу наслонных.
Чтобы не ослабить жесткость диагональных стропил (рис.5), их.
усиливают опорными брусками, с помощью которых и фиксируют.