Многощипцовая крыша

Оглавление

Расчёт многощипцовой крыши

При проектировании сложных конструкций, в которых элементы кровли имеют разную крутизну скатов, разную высоту конька, неопытному мастеру будет сложно определить принцип их расчёта. На самом деле, каждая плоскость многощипцовой крыши состоит из треугольников, поэтому все вычисления выполняются при помощи теоремы Пифагора.

Алгоритм расчёта основных элементов многощипцовой крыши

Обычную трёхщипцовую крышу можно представить такой схемой:

Для удобного моделирования и представления плоскостей многощипцовой крыши удобно пользоваться CAD-программами

Основа каркаса двух модулей проектируется так же, как обычная двускатная крыша. Отличие от стандартных схем заключается в необходимости расчёта длины ендовы (накосных стропил) и коротких стропил (нарожников), идущих от конька к ендове.

Ключевыми элементами в приведённой схеме являются высота от верха стены до конькового бруса (H), ширина основной коробки (D1) и пристройки (D2), угол ската крыши основной коробки (a1) и боковой пристройки:

  1. Вначале рассчитывается высота конька основной коробки исходя из её ширины. Тангенс угла a1 равен отношению высоты конька (противолежащего катета) к половине ширины коробки D1/2. Имея нужный угол ската, нетрудно вычислить высоту конька. Расчёт высоты конька нужно начинать с коробки, имеющей самую большую ширину, так как скат в ней будет самым пологим. Если в строениях ширина значительно отличается, то есть смысл рассмотреть вариант многощипцовой кровли с разной высотой конька.
  2. Затем вычисляется рабочая длина (от конькового бруса до мауэрлата) основных стропил. Чтобы рассчитать накосное стропило, необходимо выделить прямоугольный треугольник. В нём катетами являются рассчитанное ранее основное стропило и часть конька, которая равна половине D2. Накосное стропило в этом треугольнике будет гипотенузой.

    Все рёбра можно рассчитать, используя теорему Пифагора

  3. Остаётся рассчитать длину нарожников (коротких стропил между накосным стропилом и коньком). Здесь поможет уравнение равенства пропорций: отношение длины основного стропила к D2/2 равно отношению длины нарожника к D2/(D2 — шаг стропил).

Например, имеется коробка шириной 6 м. У неё имеется пристройка шириной 3 м. Необходимо рассчитать размеры элементов каркаса крыши, уклон которой будет составлять 500. Получим такие значения:

  1. Высота конька — tg(500) х 3 = 3,58 м.
  2. Длина рабочего стропила — Lраб = √ 3,582 + 32 = 4,67 м.
  3. Тангенс угла ската пристройки — 3,58/2 = 1,79, что соответствует углу 450.
  4. Длина ендовы — Lенд = √ 4,672+22 = 5,08 м.
  5. Длина нарожников Lнар вычисляется по пропорции: 4,67/1,5 = Lнар/(3/(3 — d)), где d — шаг установки. Если d = 50 см, то Lнар = 4,67/1,5*2,5/3 = 2,59 м.

    Длина нарожника определяется из пропорции, составленной из расчёта подобных треугольников

После расчёта рабочей длины бруса стропил к ней добавляют длину карнизного свеса. Можно не делать стропила длиннее, а прибить к их концам короткие бруски (кобылки).

Затем необходимо вычислить нагрузку на крышу, которая прямо пропорциональна её площади. В зависимости от этого параметра в схему добавляют дополнительные стойки, затяжки и определяются с сечением бруса для каркаса крыши.

Элементы конструкции

  В многощипцовых крышах всегда и обязательно присутствуют следующие элементы конструкции:

  • фронтоны и фронтонные свесы;
  • ендовы, образующиеся при сопряжении щипцов;
  • конёк крыши.

Схема стропильной системы простой многощипцовой крыши:

Нюансы конструкции

Типовые проекты домов с многощипцовой крышей включают в себя скатную систему стропил с уклоном к стенам здания. Это позволяет без усилий обеспечить сток дождя и сход снега. Элементы конструкции, из которых состоит кровельное устройство, следующие:

Скат – это фрагмент кровли без изгибов и поворотов; Щипец (фронтон) – верхний фрагмент наружной стены, границы которого определяются скатами крыши. Есть несущественная разница между фронтоном и щипцом: у щипцов нет карниза внизу; Ендова (разжелобок) – внутренние угловые соединения кровли, которые появляются при стыках скатов. По торцу ендова заканчивается на границе фронтона. Ендова – самая нагружаемая часть кровельной конструкции, как как во внутренних углах постоянно собирается снег и дождевые потоки (смотрите фото выше)

В ходе строительных работ именно ей нужно уделять особое внимание, чтобы в будущем избежать проблем, связанных с появлением протечек. Ребро (конек – горизонтально расположенный стык, который образуется при соединении соседних скатов; Свес обеспечивает соединение фрагмента крыши шириной 300-500 мм

Основная функция свеса – защита здания от дождя и снега, максимально возможный отвод дождевой и талой воды; Водосточная система отводит воду с кровли в дренажную систему; Примыкание – это фрагмент стыка скатов с наружной стеной.

Ендовая кровля

Элементы фронтона

  1. Конек;
  2. Деталь фронтона – ветровая или торцевая рейка;
  3. Нижняя ендова;
  4. Верхняя ендова;
  5. Капельник – планка карниза;
  6. Планка для задержания снега;
  7. Примыкающая планка;
  8. Крышка вентиляционной шахты;
  9. Отлив на окно;
  10. Фронтонная L-планка для наружных углов кровли;
  11. Софит;
  12. Вентканал, обшитый профлистом;
  13. Окно в мансарде;
  14. Пристенный J- канал;
  15. Водосток.

Элементы многоскатной кровли

Восьмискатная крыша – фото Угол уклона, под которым возводится многощипцовая крыша стропильная система и укладывается кровельное покрытие, рассчитывается при составлении проекта, и зависит от таких параметров:

  1. Климатические условия в регионе;
  2. Используемые кровельные и другие материалы;
  3. Архитектура дома.

Простейшее решение при строительстве многощипцовой крыши – две двускатных плоскости, примыкающие друг к другу под углом 900 (смотрите фото ниже). Вид сверху отчетливо показывает крестообразную форму крыши. Такая конструкция приветствуется не только в единичном варианте – можно объединять на кровле одного дома сразу несколько таких скатных сооружений. Этот прием призван конструировать оригинальные щипцовые крыши, улучшающие дизайн и архитектуру здания.

4 ската

Многощипцовая крыша и её особенности

Многощипцовая крыша — это вид скатной крыши, конструкция которой состоит из нескольких или множества щипцов (двускатных элементов с коньками), по краям свесов образующих в строении фронтоны.

Многощипцовые крыши представляют собою непростую конструкцию, отличительностью которых является наличие пересекающихся или врезающихся в основной скат щипцовых элементов, формирующих численные ендовы на крыше.

Особенности конструкции

Среди крыш с прямыми плоскостями скатов, многощипцовая крыша относятся к сложным видам крыш с многочисленными пересечёнными скатами и внутренними углами между их стыков. Она возводится на строениях, которые отличаются сложной планировкой разной геометрической формы, многоуровневыми мансардами и чердачными помещениями.

Многощипцовая крыша считается сложной конструкцией. Сложность конструкции объясняется наличием в таких крышах большого числа ендовых и фронтонов, устройство которых вызывает специфические сложности и дополнительные затраты.

Обустройство ендовы требует особо пристального внимания, ведь именно по ним будут в будущем протекать потоки дождевой и талой воды. Также в этих местах наблюдается наибольшее скопление снега, а поэтому они должны обладать значительной несущей способностью и герметичностью. Профессиональное формирование ендовы, основного уязвимого элемента кровельного перекрытия, обеспечивает надёжный отвод с крыши талых и дождевых вод.

Элементы конструкции

В многощипцовых крышах всегда и обязательно присутствуют следующие элементы конструкции:

  • фронтоны и фронтонные свесы;
  • ендовы, образующиеся при сопряжении щипцов;
  • конёк крыши.

Схема стропильной системы простой многощипцовой крыши:

Разновидности многощипцовых крыш

Форма многощипцовой крыши может быть самой разнообразной и ограничиваться только фантазией застройщика или проектировщика. Количество щипцов (двускатных элементов с коньком) в крыше может быть от двух до неограниченого количества. Скаты крыши могут иметь форму треугольников и трапеций.

В качестве покрытия для многощипцовых крыш, могут применяться любые кровельные материалы, но при условии правильно сконструированного каркаса крыши (стропильной системы), способного выдерживать все приходящиеся нагрузки на крышу в процессе её эксплуатации.

Преимущества и недостатки многощипцовых крыш

Многощипцовая конструкция кровли имеет определенные преимущественные характеристики. К ним относятся:

  • оригинальные, неповторимые, изящные формы крыши;
  • идеальное сочетание со строениями любых архитектурных форм;
  • сбалансированная стропильная система;
  • возможность обустройства просторной мансарды и значительного увеличения её полезной площади;
  • отсутствие риска застаивания дождевых и талых вод вследствие большого наклона поверхности кровли и наличию разжелобков;
  • надёжность, прочность, долговечность конструкции;
  • соответствие стоимости многощипцовой кровли эксплуатационным и эстетичным характеристикам.

В перечень недостатков кровли такого вида внесены: уровень сложности проведения монтажа, наличие большого количества ендов, усложняющих процесс обустройства, ухода и обслуживания крыши, а так же большой расход строительных материалов. Устройтво многощипцовой крыши относится к трудоёмким строительным работам, для проведения которых необходимо обращаться за помощью профессиональных специалистов. Монтаж крыши занимает больше времени.

При возведении крыши очень важно внимательно подойти к такому вопросу, как монтаж стропильной системы. Эта конструкция будет образовывать каркас всей кровли. При ее создании следует все внимательно рассчитать и провести все работы качественно

Самый простой вариант – это стропильная система односкатной крыши. Выполнить ее сможет практически любой. Но такой вариант устраивает далеко не всех. Поэтому многие выбирают более сложные конструкции, одной из которых и является многощипцовая крыша. А какая стропильная система используется в этом случае? Как ее правильно рассчитать и смонтировать? Об этом и будет рассказано в статье

При ее создании следует все внимательно рассчитать и провести все работы качественно. Самый простой вариант – это стропильная система односкатной крыши. Выполнить ее сможет практически любой. Но такой вариант устраивает далеко не всех. Поэтому многие выбирают более сложные конструкции, одной из которых и является многощипцовая крыша. А какая стропильная система используется в этом случае? Как ее правильно рассчитать и смонтировать? Об этом и будет рассказано в статье.

Состав стропильного каркаса

Стропильный каркас многощипцовой крыши отличается повышенной сложностью, исходя из этого его строительство лучше доверить опытным мастерам либо хотя бы изучить особенности конструкции по детальным видео-руководствам. Он складывается из отдельных сопряженных скатов, каковые соединятся между собой, образуя внутренние и внешние углы. В состав стропильной системы многощипцовой кровельной конструкции входит:

  1. Мауэрлат. Мауэрлатом именуется обычный элемент стропильного каркаса кровли любой сложности, который смягчает давление стропил на несущие стенки, и равномерно распределяет их вес между опорами.
  2. Стропильные ноги. Стропила либо стропильные ноги устанавливают попарно на протяжении конькового прогона. Они несут на себе тяжесть кровельного покрытия, и придают скатам уклон и форму.
  3. Стойки. Вертикальные опоры, поддерживающие коньковый прогон либо стропила, именуют стойками. Их монтаж делают на лежень либо затяжку.
  4. Подкосы. Элементы, каковые подпирают стропильные ноги, именуют подкосами. Они находятся под углом к стропилам, придавая каркасу жесткость.
  5. Ендовы. Ендовами именуют специфический элемент стропильного каркаса многощипцовой кровли, который образуется в месте слияния двух смежных скатов. Эти термином именуют внутренний угол, организованный между ними.
  6. Ребра. Ребрами считаются наружные углы, образованные поверхностью кровли. Кстати, конёк по сути кроме этого есть ребром стропильного каркаса.

Противоусадочная конструкция крыши для рубленых фронтонов

Есть два принципиальных решения:

  • крыша на слегах – близкая по технологии к традиционным безгвоздевым конструкциям кровли традиционных славянских срубов;
  • монтаж скользящих стропил.

Есть ещё слегово-стропильная система, но это те же скользящие стропила, только с добавлением боковых слег.

По сути, это масло масленое, потому что в первом варианте несущие балки расположены горизонтально, а во втором вертикально. Обе конструкции – достаточно мощные, чтобы выдержать самую тяжёлую, например, черепичную кровлю. Дублировать их – смысла нет.

Другое дело, что слеги помимо того, что держат кровлю, ещё и жёстко соединяют фронтоны. И когда к такой конструкции добавляют стропила, делают это в двух случаях:

  • чтобы на вертикальные стропила набить обрешётку;
  • чтобы сделать толстый пирог тёплой крыши для мансарды.

Как сделать многощипцовую крышу: советы по устройству ↑

Многощипцовая может объединять под единой кровельной конструкцией целый ряд крыш, отличающихся по своему типу и назначению. Сложность ее устройства заключается в большом количестве ребер, ендова, разжелобков. Шпиль ее носит, скорее, художественный характер, и его часто используют для установки башен и куполовидных кровель, подчеркивающих архитектурный стиль. Одними из самых популярных сегодня считаются двухуровневые покрытия и полувальмовые крыши .

Устройство стропил ↑

Основой кровельной конструкции является стропильная система. Наиболее часто в ней сочетаются диагональные и висячие стропила , направленные к углам стен. Сложность подобных конструкций заключается в том, что все скаты опираются не на мауэрлаты, как обычно, а на диагональные ноги. То есть несущая способность конструкции зависит не только от расчета сечений элементов системы, но и от выполнения узлов соединения и установки элементов жесткости.

Основным узлом считается стык в одной точке коньков одного уровня разных участков кровли . Коньковые брусья соединяются под прямым углом, но, помимо этого, в каждый из этих углов входят и накосные ноги, которые практически для всех стропил являются основной опорой. Прочность данного узла увеличивают за счет установки затяжек.

Накосные стропила превосходят по длине обычные, поэтому их делают спаренными.Такая технология одновременно решает несколько задач:

  • стропило с удвоенным сечением способно выдерживать увеличенную нагрузку;
  • сплачивание досок дает возможность получить неразрезную балку большей длины;
  • при соединении унифицируется типоразмер используемых деталей.

Получается, что для устройства диагональных практически можно применять те же доски, что и для обычных – а использование для любого вида стропил досок равной высоты упрощает конструктивное решение узлов крыши. К тому же на них опираются полуноги или нарожники, благодаря чему наслонные опоры в состоянии нести нагрузку, которая порядка полутора раз больше, чем максимальная нагрузка для обычных стропил.

Опирание нарожников на диагональную ногу выполняют двумя способами:

  • Опирание на верхнюю поверхность. В стропилах делается разрез таким образом, чтобы половина их сечения – верхняя, оказалась над диагональной ногой, а нижняя – опиралась при этом на боковую поверхность.
  • Опирание на боковую поверхность. Главным в это случае является, насколько качественно подогнаны опорные части. Нижезакрепленное стропило можно прочнее соединить с брусом диагональной ноги, если прибить дополнительную опорную бобышку из обрезка.

Низ накосных опор обычно для посадки на шпренгель, балку из бруса, прокинутую по пересекающимся внешним стенам на угол, прибоину или консоль прогона подрубают в горизонт и крепят гвоздями.

А вот диагональные опоры, расположенные в ендова, подпирать шпренгельной фермой нельзя.

Шпренгельная ферма – это шпренгельная конструкция с установленными двумя подкосами.

Дело в том, что ендова формирует внутренний угол стен, поэтому их необходимо подпирать стойками или, в крайнем случае подкосами.

Кстати, монтаж кровельного покрытия в случае многощипцовой крыши начинают о с устройства ендов, которые образованы при пересечении взаимоперпендикулярных плоскостей. При этом технология исполнения данного узла целиком зависит от материала, используемого в качестве основного для кровли.

Технология устройства стропильной системы

Пример стропильной системы многощипцовой крыши

В частных домах варианты крыш домов могут содержать целый комплекс отличающихся по типу крыш, которые объединены под одной кровельной конструкцией. Естественно, что все, кто не является профессионалом в устройстве кровель, может стоять перед вопросом — как и с чего начать  возведение этой сложной конструкции.

По своему назначению крыши отличаются друг от друга. Они могут иметь разный вид и включать мансардные окна, для устройства которых потребуются не только дополнительные скаты, но также ендовы и стропила, ребра и обрешетка, выполненные в минимальных размерах.

Устройство многощипцовой крыши над квадратным домом начинают с укладки мауэрлата, который является базовым элементом всей стропильной системы. Причем, это не зависит от ее сложности и от того, какие варианты кровли, крыши вы используете для своего дома. Ведь передача  усилий от стропил на несущие стены дома производится исключительно через такой элемент, как мауэрлат.

Чтобы не переживать за то, что стены из-за этих усилий могут со временем раздвинуться, мауэрлат прочно и очень надежно скрепляют с армированным поясом, который возводят во время кладки несущих стен. Только после этого производят установку стропильных ног.

Когда дом имеет большие размеры, то можно произвести установку потолочных балок, которые могут быть продольными или поперечными. Он часто берут на себя функцию затяжек.

Стропильные ноги , как правило, имеют обычный вид. В случае, когда крыша имеет вальмовый или полувальмовый тип, то стропильные ноги могут делать диагональными  (накосными).

При таком положении необходимо усилить накосные или диагональные стропила,  установив нарожники. Проект кровли допускает, что стропила в этом случае могут быть сдвоенного или спаренного вида.

Стропила крепятся к мауэрлату таким образом, что делаются специальные  запиливания, а также применяются металлические скобы, пластины и уголки. Крепление выбирают в зависимости  от того, какой тип стропил будет выбран в том или ином случае.

Соединение стропил производится в верхней точке крыши в районе конька, который делается из бруса или образовывается при помощи двух верхних досок обрешетки.

По стропилам производят устройство пароизоляции, обрешетки и контробрешетки. Какого вида будет обрешетка, и с каким шагом она будет монтироваться, зависит от материала финишного покрытия.

При мягких покрытиях нужно делать сплошной настил. При покрытии из профилированного металла обрешетку необходимо делать разреженной.

Материалом для стропильной системы служит дерево хвойных пород (ель, сосна). Древесина на момент начала работ по устройству крыши может быть влажной в пределах 18-20 %.

Для мансардных помещений необходимы дополнительные скаты, те же ендовы и ребра, а также стропила и обрешетки

Многощипцовые крыши по своему конструктивному устройству часто содержат мансардное помещение, расположенное в чердачном пространстве. По это причине кровля нуждается в хорошем утеплении, а также усиленной защите от проникновения в нее внешней влаги.

В качестве утеплителя можно использовать материал, произведенный на основе минеральных волокон (стекло или базальт). Они имеют мягкую структуру, которая позволяет проникнуть в самые труднодоступные и сложные места кровельной конструкции. План кровли помогает предусмотреть, где  могут возникнуть мостики холода. Они, в свою очередь, неизбежно приводят к образованию нежелательного сильного конденсата. Скапливающаяся в подкровельном пространстве влага влияет на  качество устроенной теплоизоляции. Одновременно  начинаются процессы, приводящие к гниению элементов кровли, сделанных из дерева.

После устройства стропильной системы укладывается гидроизоляционная пленка. Делается это в и виде полос, которые располагаются в направлении, перпендикулярном скату и имеют напуск не меньше 15 сантиметров. Стыки в обязательном порядке проклеиваются при помощи соединительных лент.

Варианты крыш домов с многощипцовыми крышами отличаются своим  многообразием  и сложностью конструкции. Тем, кто не знаком с чертежами и не имеет специальных знаний, может быть трудно справиться с таким непростым и ответственным делом. Поэтому было бы мудро доверить свой архитектурный шедевр опытным специалистам.

Установка обрешетки, гидро- и пароизоляции

Поэтапная установка всех элементов своими руками:

  • Кровельный пирог должен быть изолирован от контактов с кровлей или деревянными деталями стропильной системы. Поэтому перед установкой элементов пирога монтируется контробрешетка, создающая вентиляционный зазор. Она делается из тонких (2-2,5 см) реек и крепится поперек несущей обрешетки стропил с шагом 30-40 см. Поверх нее устанавливается слой паро- гидрозащитной мембраны, которая дает возможность прохода пара в вентиляционный зазор, но препятствует попаданию влаги внутрь. Полосы мембраны устанавливаются горизонтально сверху вниз, внахлест около 15 см, стыки соединяются специальной лентой;
  • После этого между стропилами прямо на слой мембраны устанавливается утеплитель;
  • Затем монтируется слой парозащиты. Обычно это сплошная полиэтиленовая пленка, непроницаемая для пара, находящегося в воздухе дома. Установка парозащиты ведется аналогичным способом с гидрозащитой, но начинается снизу;
  • Поверх парозащитного слоя устанавливается еще один слой контробрешетки. Размеры такие же, как и на наружной — планки толщиной 2-2,5 см, укрепляются на ребрах стропил при помощи гвоздей или саморезов;
  • Завершает работы монтаж внутренней обшивки.

Устройство и порядок возведения стропильной системы

Основой стропильной конструкции является мауэрлат, укладываемый по верху стены и представляющий собой жесткую связанную раму.

К стенам он крепится посредством металлических шпилек, устанавливаемых в армопояс.
Поскольку крыша представляет собой достаточно сложную конструкцию, следует уделить внимание ее чертежу.

Для этого необходимо точно измерить все размеры, подобрать уклон, определить используемый тип стропильной системы, рассчитать стропила, разметить месторасположение ендов, коньков, ребер, а также элементов системы — затяжек, упоров, прогонов, вертикальных стоек.

Прежде всего укладывается мауэрлат — он является основой стропильной системы и принимает на себя все усилия от стропил, передавая их на несущие стены.

Мауэрлат надежно закрепляется на армированном поясе, после чего монтируются стропильные ноги.

При больших размерах дома устанавливаются продольные или поперечные потолочные балки, которые будут служить в качестве затяжек.

Стропильные ноги имеют вид обычных стропил, а если крыша будет вальмовой или полувальмовой — стропила будут диагональными, их будет необходимо усилить нарожниками, а сами они могут быть сдвоенными или спаренными.

Стропила крепятся к мауэрлату посредством запилов, а также металлических пластин, скоб, уголков — это зависит от типа стропил.

В верхней точке стропила соединяются на коньке, а затем оснащаются пароизоляцией, обрешеткой и контробрешеткой.

Это зависит от кровельного материала, который будет использован в дальнейшем.

Все деревянные элементы следует пропитать антипиренами и антисептиками в целях безопасности и повышения срока службы.

После возведения стропильной системы крыша утепляется и кроется.

Особое внимание следует уделить гидроизоляции, в частности, ендов и разжелобков — в них скапливается вода и снег, и при некачественной гидроизоляции они протекают в первую очередь.