Roofs.club

Если коробка дома имеет множество пристроек, то и крыша будет иметь сложную форму. Многощипцовая крыша — это совокупность нескольких двускатных кровельных конструкций, накрывающих отдельные элементы коробки дома и объединённых в единую кровлю. Такие крыши позволяют обустроить слуховые окна и балконы. В конструкции присутствует несколько фронтонов (более трёх), которые и называются щипцами. Щипцы — это двускатные фронтоны, которые не отделены от стены коробки карнизом. Многощипцовая кровля имеет сложную стропильную систему, но эстетически эта конструкция выглядит наиболее презентабельно, напоминая крышу средневекового замка.

Стропильная система: типовые узлы и схемы для разных видов крыш

Конструктивные особенности многощипцовой крыши

Традиционная двускатная крыша, которая имеет два фронтона, называется двухщипцовой. Если в конструкции кровли имеется несколько элементов двускатной крыши, то она называется многощипцовой.

В конструкции могут сочетаться обычные двускатные, купольные, вальмовые и полувальмовые элементы. Профиль крыши определяется формой коробки. Самая простая форма — трёхщипцовая, которая сооружается на коробках с одной боковой пристройкой.

Фотогалерея: многообразие видов многощипцовых крыш

Коробки сложной формы обычно строятся для респектабельных особняков. Многощипцовая крыша будет подчёркивать соответствующий архитектурный стиль. Сложность и дороговизна кровли будет как раз под стать размаху строительства и дизайну таких проектов. Часто оси коньков разных частей многощипцовой крыши располагаются относительно друг друга не под прямым углом и образуют сложные многогранники. Конфигурация делает конструкцию изысканнее и сложнее в расчёте и в сборке. Поэтому такие работы следует доверять опытным профессионалам.

В частном строительстве, где преобладают дома с одной пристройкой, сооружают трёхщипцовые крыши. В них основная двускатная крыша сочетается с расположенной перпендикулярно к ней двускатной крышей пристройки. Этот упрощённый вариант является самым распространённым, и все особенности многощипцовой стропильной конструкции будут рассматриваться на этом примере. В ней присутствуют все узлы, которые используются при сооружении более сложных конструкций.

Трудности сооружения многощипцовой крыши заключаются в сложности создания чертежа и выполнения соединительных узлов (ендов и рёбер) между поверхностями разных элементов кровли. Сами же отдельные элементы сооружаются по такому же принципу, по которому собирают обычные двускатные или вальмовые крыши.

Преимущества и недостатки многощипцовой крыши

Кроме внешней привлекательности, многощипцовые крыши имеют практические достоинства: прочность каркаса и высокий конёк.

1. Из-за большой общей площади конструкция крыши тяжёлая, поэтому она требует высокой прочности каркаса. Конструкция изначально проектируется с повышенными прочностными характеристиками.
2. Высокий конёк позволяет обустроить под кровлей полноценное жилое помещение.

К недостаткам многощипцовой крыши относится дороговизна и сложность монтажа. На её сооружение потребуется гораздо больше материалов, чем на двускатную крышу такой же площади. Плоскость такой крыши в основном состоит из треугольников и трапеций, поэтому при раскрое материалов для кровли (фанеры, черепицы, металлопрофиля) будет оставаться много отходов.

Слабое место всей кровли — это ендовы. Внутренние тупые углы на стыках между поверхностями разных элементов крыши будут иметь меньший уклон, чем основные скаты. Поэтому если при проектировании не сделать уклон скатов крутым, то на ендовах будет скапливаться снег и мусор. Это принесёт множество неудобств, связанных с необходимостью постоянной уборки. Высокий конёк в многощипцовых крышах — это не только эстетическая целесообразность, но и решение практических задач.

Стропильные системы для многощипцовых крыш

Скелет каркаса многощипцовой крыши может быть выполнен из наслонных или висячих стропильных конструкций. Висячие стропила монтируют на небольших коробках, не имеющих перестенков. Они упираются только на мауэрлат по периметру коробки и стягиваются затяжками. В коробках большой площади имеются внутренние несущие стены, которые выполняют функцию опоры для вертикальных стоек (бабок), установленных под коньком. Такие стропильные системы называют наслонными.

В конструкции многощипцовой крыши выделяют такие детали:

1. Скаты кровли.
2. Конёк.
3. Рёбра. Наружные углы, образующиеся при пересечении смежных плоскостей.
4. Фронтон (щипец).
5. Лобовая доска. Используется для закрытия кровли с торца.
6. Ендовы.
7. Карнизный свес. По торцам он закрывается ветровой доской. По краю свеса закреплён капельник для отвода воды.
8. Фартук вокруг дымохода или труб вентиляции. Выполняет функцию герметизации зазоров между кровлей и стенкой труб.

В конструкции каркаса многощипцовой крыши присутствуют следующие элементы:

1. Мауэрлат. Закреплённый на верхней поверхности стены брус выполняет основную несущую функцию в стропильной системе.
2. Стропила. Формируют плоскость ската.
3. Горизонтальные балки перекрытия. Укладываются поверх стропильных затяжек.
4. Коньковый брус фронтона смотрового окна.
5. Ендовы. Формируются из двух накосных стропил, расположенных на линии пересечения плоскостей смежных поверхностей многощипцовой крыши.
6. Центральный конёк (коньковый прогон). Является верхней связующей частью стропил, образующих основные скаты.
7. Вертикальные опорные стойки под коньковым прогоном (бабки).
8. Ригели (затяжки). Применяются для фиксации угла стыковки стропил и препятствуют их расползанию под весом кровли.
9. Дополнительные короткие стойки под стропилами. Используются в кровлях большой площади с длинными стропилами для усиления жёсткости. Могут служить каркасом для формирования внутренних вертикальных поверхностей чердачного помещения.

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:

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.

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 — L_раб = √ 3,58² + 3^{2 =} 4,67 м.
3. Тангенс угла ската пристройки — 3,58/2 = 1,79, что соответствует углу 45⁰.
4. Длина ендовы — L_енд = √ 4,67²+2² = 5,08 м.
5. Длина нарожников L_нар вычисляется по пропорции: 4,67/1,5 = L_нар/(3/(3 — d)), где d — шаг установки. Если d = 50 см, то L_нар = 4,67/1,5*2,5/3 = 2,59 м.

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.

Изготовление многощипцовой крыши

Из описанного выше принципа расчёта видно, что многощипцовая крыша может состоять из нескольких двускатных конструкций, имеющих разную высоту конька и крутизну ската. Прочность каркаса зависит от правильного выбора сечения бруса и надёжности соединительных узлов.

Типичные соединения стропильной системы

Монтаж крыши начинается с установки мауэрлата. Он может крепиться такими способами:

1. Прикручивание к закладным шпилькам диаметром 12–14 мм. Они замуровываются вертикально в стену при заливке верхнего бетонного пояса. Шаг между шпильками 70—80 см. На брусе мауэрлата отмечают и сверлят по шпилькам сквозные отверстия. Мауэрлат надевают на выступающие шпильки и прикручивают через шайбы гайками.

2. Фиксация при помощи стальной проволоки, которая закладывается перпендикулярно или вдоль плоскости стены перед заливкой верхнего бетонного пояса. Во втором случае в брусе сверлятся отверстия для продевания в них проволоки.

3. Крепление на скобы. Этот способ часто используется при монтаже кровли на деревянных срубах. Скобы вбиваются с двух сторон в стену и в мауэрлат. Есть скобы и для монтажа в бетон. К стене они крепятся распорными дюбелями.

4. Установка на специальные уголки для крепления мауэрлата.

Видео: как крепить мауэрлат на шпильки

Крепление балок перекрытия

Балки перекрытия могут устанавливаться следующим образом:

1. При помощи поддерживающих уголков.

2. Соединение типа «шип-паз». Без плотницких навыков быстро и аккуратно выполнить этот тип крепления не получится. Шип в половину толщины заготовки выполняется на торцах балки. Паз вырезается на мауэрлате по форме шипа. После этого шип вставляется в паз, и соединение укрепляется уголками. Этот метод является наиболее надёжным. Если балки будут выступать за мауэрлат, то соединение выполняют вполдерева, делая выборку в балке и в мауэрлате.

Крепление стропильных ног

Для жёсткой фиксации стропильных ног используют такие методы:

1. Стропила без выпуска запиливаются с торца и крепятся при помощи скоб, сквозного нагеля или гвоздей.

2. К мауэрлату и к брусу стропила с двух сторон прикручиваются металлические уголки. Чтобы обеспечить надёжный упор, на стропилах вырезают пазы треугольной формы, которыми они будут ложиться на угол мауэрлата.

Накосные стропила крепятся к мауэрлату теми же способами, что и основные. Важно помнить, что крепёжные уголки всегда устанавливаются с двух сторон бруса. Желательно дополнительно скреплять соединения сквозными нагелями.

Видео: как запилить стропила под нужным углом

Крепление стропил к коньку

Узел соединения стропил с коньком выполняется следующими способами:

1. Брус подрезается под скос, чтобы его плоскость плотно прилегала к вертикальной плоскости конькового прогона, и прибивается гвоздём 150 или 200 мм. Дополнительно соединение фиксируется специальными уголками.

2. Перед креплением нарожника выполняется точная подрезка торцов. Они должны плотно прилегать к плоскости конька и к плоскости накосного стропила. Нарожник прибивается гвоздями и фиксируется дополнительными брусками-упорами (черепными брусками), которые прибиваются к накосному бруску. В завершение нарожник фиксируется скобами.

Видео: установка и крепление стропил на коньковом брусе

Крепление стоек

Стойки крепятся довольно просто:

1. Бабку вначале притягивают гвоздями или саморезами с двух сторон, направляя их наискосок. Это крепление зафиксирует брус горизонтально.

2. Чтобы укрепить стойку на отрыв, её дополнительно фиксируют к балке с двух сторон скобами.

Подстропильную стойку, стойку-откос крепят гвоздями. Чтобы препятствовать её смещению, на стропиле выше стойки прибивают упорный брусок.

Видео: как профессионалы запиливают стропила к ендове

Технология монтажа каркаса многощипцовой крыши

Опытный мастер-кровельщик обладает развитым пространственным воображением, в процессе работы он всегда держит в уме трёхмерную картинку каркаса монтируемой крыши. Это позволяет легко придерживаться единой стратегии в работе и корректировать тактику действий в зависимости от обстоятельств.

Сооружение каркаса крыши можно разделить на такие этапы:

1. Гидроизоляция верха стен мастикой и рубероидом и крепление мауэрлата на всех стенах, включая внутренние перегородки.
2. Разметка мауэрлата. На нём отмечаются точки крепления балок перекрытия. Шаг между брусками обычно делают 60 см, из расчёта стандартных размеров плит утеплителя.
3. Поверх балок перекрытия выполняют черновой настил из строительной доски-дюймовки. Этот настил позволит свободно передвигаться на уровне крыши и выполнять сборку деталей на месте.

4. После этого приступают к установке крайних центральных стоек в основной (большей) части коробки. Затем на стойки устанавливается коньковый брус. Чтобы зафиксировать полученную рамку, необходимо собрать два треугольных сегмента из стропил и выполнить их монтаж. Так обозначится высота конька и появятся контуры фронтонов и угол ската.Затем устанавливаются и крепятся серединные стойки. Одна из них должна находиться на центральной оси пристройки. Такую же стойку устанавливают по центру на краю пристройки.Чтобы установить второй коньковый брус пристройки, на центральную стойку необходимо набить поддерживающий брусок. Второй коньковый брус одним концом будет лежать на этом упоре. Крепление выполняют гвоздями, уголками и скобами. Из стропил выполняют треугольник фронтона пристройки.
5. Теперь устанавливают накосные стропила, которые сформируют ендовы. Верхним краем они крепятся к коньковому брусу, нижним — к мауэрлату.
6. На следующем шаге устанавливаются остальные стропильные ноги.

7. Затем в соответствии с проектом устанавливаются упрочняющие конструкцию элементы: затяжки (ригели) между стропилами выше их середины, подстропильные стойки, диагональные подкосы.

Сборка каркаса завершается подрезкой выступающих концов стропил (или набивкой кобылок) для формирования ровного карнизного свеса, набивкой на торцы обвязочной доски, а также лобовой доски на фронтон.

Обвязочную доску можно выполнить из обрешётки после укладки гидроизоляции.

Гидроизоляция, монтаж обрешётки, оформление ендовы и конька

Гидроизоляционная плёнка укладывается горизонтальными полосами от карниза (снизу вверх) с нахлёстом 150 мм.

Затем по стропилам набивается вертикальная тонкая рейка (10–15 мм) контробрешётки, которая сформирует вентиляционный зазор. Рейки обрезаются по внешнему краю ендовы, так как в этом месте будет укладываться отдельный ковёр гидроизоляции.

Шаг горизонтальной обрешётки зависит от материала кровли. Если в дальнейшем будет укладываться битумная черепица, то под неё необходимо набить сплошную обрешётку из OSB или фанеры. В этом случае вначале набивают разрежённую горизонтальную обрешётку, а уже поверх неё крепят листовой материал. Первые две нижние и верхние рейки разрежённой обрешётки крепятся с минимальным зазором, а уже остальные прибиваются с нужным шагом.

Толщина фанеры не должна быть слишком большой, так как это отразится на массе кровли. Достаточно 10–20 мм, в зависимости от шага обрешётки. Листы крепятся со смещением и с зазором 3 мм. Этот температурный зазор предотвратит вспучивание материала при перепадах температур.

Гидроизоляция и отделка ендовы

Особое внимание следует уделить гидроизоляции ендовы. Если планируется монтировать жёсткую кровлю, то монтаж несущих элементов осуществляется на этапе крепления горизонтальной обрешётки.

Ендова жёсткой кровли оформляется следующим образом:

1. Вдоль накосного стропила по её краям набиваются продольные бруски.
2. На эти бруски крепится лист нижней ендовы, который имеет загнутые края и изгиб по центру, повторяя угол между двумя поверхностями крыши. Лист должен выходить за боковые края ендовы на 100 мм. Если не получается закрыть ендову цельным листом, укладывают несколько полос, начиная снизу. Именно нижняя ендова будет выполнять функцию гидроизоляции.

3. Затем укладывается кровельный материал. Края жёсткого покрытия должны заходить на жёлоб ендовы как минимум на 10 см с каждой стороны. В результате вода всегда будет попадать в жёлоб.

4. Жёлоб обрабатывается мастикой и закрывается декоративной верхней ендовой.

Оформление ендовы в мягкой кровле:

1. Если кровля выполняется мягкой черепицей на сплошную обрешётку, то листы фанеры или OSB стыкуются ровно по центру ендовы. В качестве нижней ендовы используется гидроизолирующая битумная полоса шириной 40 см, которая клеится на битумную мастику.
2. Затем монтируется мягкая черепица. В районе ендовы кровельный материал должен заходить на приклеенную гидроизолирующую полоску на 10–15 см с каждой стороны.

Если есть опыт, можно попробовать выполнить бесшовный переход, но это не всегда получается.

Самым простым способом закрыть стык будет наклеивание ещё одной полосы, только уже меньшей ширины.

Монтаж конька

Мягкая черепица считается идеальным материалом для покрытия многощипцовых крыш, так как она позволяет сделать отходы минимальными, и с её помощью легко обходить рёбра, ендовы и коньки.

При использовании мягкой черепицы на коньке необходимо обустроить вентиляционный зазор. Это сделать легко: для таких целей выпускают пластиковые коньки, которые после укладки кровельного материала на скаты нужно прибить к обрешётке и уже поверх него завершить монтаж черепицы.

При использовании жёсткой черепицы с оформлением конька придётся повозиться, используя специальный комплект из конькового элемента, уплотнителя, боковых заглушек.

Монтаж конька на жёсткую кровлю выполняется так:

1. На верхние края кровельного материала по линии конька нужно с двух сторон набить горизонтальные рейки.
2. Затем установить по краю конька уплотнительный материал.

3. После этого прикрутить конёк на место и установить боковые заглушки.

Видео: оформление конька жёсткой черепицей

Даже при таком поверхностном обзоре технологии монтажа многощипцовой крыши становится понятно, почему она считается наиболее сложной в кровельном деле. Для неопытного мастера эта информация поможет понять, с какими сложностями сталкиваются специалисты, почему кровельщики делают работу именно так, а не иначе. Организовать самостоятельно монтаж многощипцовой крыши при помощи друзей и знакомых не получится, ведь в бригаде специалистов каждый работник знает все тонкости процесса. Именно за счёт этого получается быстрая и слаженная работа и качественный результат.