Четырёхскатная крыша и стропильная система к ней: как сделать своими руками

Конфигурации четырехскатных кровель

Расчет стропильной системы двухскатной крыши строиться на том, что в фронтальном размере она имеет форму равностороннего треугольника, вычислить стороны которого легко можно с помощью простых тригонометрических формул.

Эти несложные вычисления помогают определить оптимальное расстояние между стропилами, их толщину и длину. Расчет конструкции выполняют в следующей последовательности:

  • Определяют конструкцию и уклон кровли. Существуют различные способы выбора вида и уклонности кровельной конструкции. Этот параметр зависит от климатических условий и эксплуатационных характеристик выбранного кровельного материала.
  • Определяют совокупную нагрузку на конструкцию. Для этого суммируют постоянные нагрузки (вес кровельного покрытия, свой вес каркаса, термоизоляции и перекрытий) с временными нагрузками (снеговая нагрузка, ветровая нагрузка), умножают на поправочный коэффициент, учитывающий уклон скатов, а затем прибавляют к этой цифре 10-15%, чтобы каркас имел некоторый запас прочности.
  • Вычисляют длину стропильных ног. Для этого пользуются теоремой Пифагора, ведь стропильная ферма представляет собой равносторонний треугольник. Получатся, что квадрат длины стропильной ноги равен сумме квадратов высоты крови и половины длины заложения. Зная, как рассчитать длину стропил, можно вычислить высоту конька.
  • Определяют сечение элементов. Оптимальное сечение элементов выбирают по таблицам в соответствии с длиной стропильных ног и расстояния между ними. Чем это показатели больше, тем толще должно быть стропило.
Формула расчета высоты конька двухскатной крыши

Формула расчета высоты конька двухскатной крыши

Выбор сечения стропил

Выбор сечения стропил

Расчет нагрузок

Расчет нагрузок

Выбор материала

Выбор материала

Угол наклона склонов подбирается не в зависимости от эстетических предпочтений, а ориентируясь по погодным условиям, с учетом кровельного материала. Более крутые скаты 40-45 градусов сооружаются в районах с большим количеством снежного покрова, а более пологие 10-20 градусов в местах с сильным порывистым ветром.

Учитывайте, что чем круче склон, тем выше расход материалов, тем больше итоговая стоимость кровли. Обязательно во внимание принимают требования материала:

  1. Черепица, шифер требуют уклона не менее 22 градусов, в противном случае, через стыки между элементами просачиваются осадки.
  2. Металлочерепицу укладывают под углом не менее 14 градусов, так как она сильно страдает при порывах ветра, она может деформироваться или вообще слететь.
  3. Мягкая кровля допускает угол наклона до 5-10 градусов, делая возможным покрытие ею склоны любой геометрии.
  4. Ондулин считается одним из самых надежных материалов и может использоваться даже для крыши с уклоном менее 6 градусов.
  5. Профлисты нельзя укладывать под углом менее 15 градусов, однако склоны даже с допустимым уклоном желательно обработать герметиком для лучшей гидроизоляции.
Угол наклона скатов двухскатной крыши

Угол наклона скатов двухскатной крыши

Рассмотрим основные типы кровель с двумя скатами, стропильная система в которых будет несколько отличаться по исполнению.

Четырёхскатная крыша и стропильная система к ней: как сделать своими руками

Это самая простая двускатная крыша, однако, наиболее надежная и востребованная. Симметричные скаты позволяют распределять нагрузку на мауэрлат и несущие стены равномерно. В данном случае тип и толщина утепляющего слоя не влияют на выбор кровельного материала. Толстые брусья стропил имеют достаточный запас прочности, поэтому не будут прогибаться. Кроме того, распорки можно устанавливать по своему усмотрению.

Среди недостатков данного варианта можно отметить лишь слишком острый угол скатов, который затрудняет использование чердачного этажа и создает «глухие» зоны, не имеющие применения.

Если угол наклона скатов сделать более 45º, можно задействовать некоторые неиспользуемые участки пространства. Появится возможность даже обустроить жилое помещение на чердаке. Однако потребуются некоторые дополнительные расчеты, поскольку нагрузка на стены станет неравномерной.

Подобная конфигурация дает возможность разместить под крышей просторную мансарду или чердак. Вместе с тем, в данном случае потребуются более сложные инженерные расчеты.

Если будет строиться двухскатная крыша своими руками, необходимо заранее выполнить тщательные расчеты. Стропильная система простой двускатной крыши состоит из совокупности треугольных ферм – такая форма дает конструкции максимальную жесткость. Такие фигуры рассчитать проще всего. Однако если у скатов разная форма, получаются неправильные прямоугольники. В таком случае их разделяют на более простые формы и проводят расчеты для каждого элемента отдельно. В конце все данные суммируются.

Обратите внимание, что чем сложнее форма крыши, тем большее количество стропильных ферм и прочих деталей потребуется для обеспечения ее прочности. Все они увеличивают общую массу крыши, которая при неправильном расчете может повредить несущие стены.

Различают два основных типа стропильных систем для крыш с двумя скатами – висячие и наслонные. Опишем каждый из них по отдельности.

Висячие стропила

https://www.youtube.com/watch?v=bp9HsbknNQY

Устройство двухскатной крыши с висячими стропилами целесообразно лишь при ширине кровли в пределах 6 метров. Такие стропила крепятся на коньковый прогон с одной стороны, и на несущую стену с другой. Они испытывают распирающие усилия, в чем и состоит основная особенность двухскатной крыши с висячими стропилами.

Четырёхскатная крыша и стропильная система к ней: как сделать своими руками

Затяжку для них можно изготавливать как из дерева, так и из металла. Если установить затяжки снизу, то они исполняют функцию несущих балок. Крайне важно прочно закрепить затяжку, поскольку она также испытывает распирающее усилие. Затяжка нужна, в первую очередь, чтобы предотвратить повреждение несущих стен – иначе они могут упасть под давлением тяжелых стропильных ног.

Наслонные стропила

В данном случае размер крыши не имеет значения. Сборка стропильной системы данного типа предполагает наличие лежня и опорных стоек. На лежень, который укладывается параллельно мауэрлату, переносится часть нагрузки. Получается, что стропила прилегают друг к другу в верхней точке и дополнительно поддерживаются стойкой. В такой системе стропильные ноги испытывают усилие только на изгиб. Они монтируются намного проще, чем висячие. Правда, требуются опорные стойки.

Комбинированный тип

Нередко крыше придают довольно сложную форму, что требует сооружения стропильных систем смешанного типа. Профессионалы рекомендуют составлять подробную схему с расчетами на каждый элемент стропильной системы, чтобы в процессе работ данные всегда были под рукой.

Для начала необходимо разобраться, какие конструкции двускатных крыш бывают, так как придется выбирать наиболее подходящую для конкретного строения.

  • Простая равносторонняя двускатная конструкция
Простейший вариант двускатной крыши – симметричные скаты
Простейший вариант двускатной крыши – симметричные скаты

Этот вариант двускатной конструкции можно назвать традиционным и самым применяемым, так как он прост в монтаже и обслуживании, а также отличается долговечностью и надежностью.

Симметрия в этой системе помогает достичь равномерности нагрузки на мауэрлат и несущие стены. При правильном выборе сечения бруса для обустройства стропильной системы и мауэрлата, эти детали обеспечат необходимый для длительной эксплуатации крыши запас прочности. Дополнительной надежности конструкции придадут правильно установленные стойки, подкосы и затяжки.

Недостатком этой системы для обустройства внутри чердачного пространства помещений является то, что после установки стен и потолка большую площадь занимают глухие зоны в угловых областях конструкции, которые остаются незадействованными.

  • Простая асимметричная двускатная конструкция
Очень интересно смотрятся дома с асимметричной двускатной крышей
Очень интересно смотрятся дома с асимметричной двускатной крышей

Асимметричная двускатная конструкция отличается от традиционной системы тем, что ее скаты располагаются под разным углом. Так, один из них обычно составляет больше 45 градусов, что позволяет увеличить полезную площадь чердачного пространства, в котором вполне можно обустроить жилое помещение, естественно, при должном утеплении.

Еще одним важным достоинством подобной конструкции может стать меньший по площади скат, который рекомендовано спланировать с подветренной стороны строения, где на крыше всегда собирается большое количество снега. Небольшой же по размеру, но с большой крутизной скат не будет задерживать на своей поверхности больших сугробов.

К недостатку асимметричной конструкции можно отнести более сложный ее расчет для достижения равномерного распределения нагрузки на стены дома.

  • Ломаная двускатная конструкция
Один скат «изломан» чтобы перекрыть пристройку сбоку дома
Один скат «изломан» чтобы перекрыть пристройку сбоку дома

Эту двускатную стропильную систему можно назвать редкостью, хотя благодаря такому расположению скатов в чердачном пространстве формируется достаточно большая комната, которая может быть использована под жилое или хозяйственное помещение.

Кроме такой стропильной системы к ломаной двускатной конструкции можно отнести и мансардный вариант установки стропил.

Оба ската «изломаны» - явный выигрыш в полезной площади чердачного помещения
Оба ската «изломаны» — явный выигрыш в полезной площади чердачного помещения

Мансардная ломаная стропильная система способна обеспечить для строения полноценный второй этаж с просторными комнатами, а при усиленном утеплении они могут использоваться в любое время года.

Если стропильная система будет устанавливаться на только что возведенный дом, а на балках перекрытия еще не настелен пол, то перед началом работ, для удобства и безопасности их выполнения необходимо устроить временный настил из досок.

Последовательность монтажа стропильной системы под металлочерепицу может несколько разниться, но всегда состоит из следующих основных этапов.

Иллюстрация Краткое описание выполняемой операции
дч1 Первым шагом на стену строения настилается гидроизоляционный материал.
Обычно для этого выбирается рубероид, который закрепляется на мастику или просто укладывается “насухую”.
Гидроизоляция монтируется только на кирпичные или каменные стены, на деревянные ее не укладывают.
дч2 Мауэрлат может закрепляться к стене двумя способами.
В первом варианте – на резьбовую шпильку, вмурованную в армирующий бетонный, проходящий по верху стены пояс.
В этом случае гидроизоляция и мауэрлат надевается на нее сверху. Для этого в брусе просверливаются отверстия диаметром, превышающим диаметр шпильки на 2÷2,5 мм.
дч3 Другой вариант – крепление производится распорными анкерными болтами.
Под них высверливается отверстие необходимого диаметра – прямо через брус мауэрлата в бетонный пояс обвязки.
После установки анкера затягиваются, чем обеспечивается надежная фиксация мауэрлата на стене.
дч4 Сверху мауэрлата, после его закрепления, могут остаться торчащими концы шпилек или анкерных болтов.
Чтобы они не создавали помех при дальнейшем монтаже стропильных ног, их рекомендовано срезать с помощью шлифмашинки.
Следующим шагом на мауэрлате производится разметка, по которой будет производиться врезка стропильных ног.
дч5 На подготовленных по длине стропилах, производятся запилы, которые углубляются в доску на не более, чем на ⅓ ее ширины.
Этим вырезом стропильная нога должна плотно встать на внешний край мауэрлата.
дч6 Если предполагается произвести жесткое крепление стропильных ног к мауэрлату, то по разметкам на брус можно прикрутить по два металлических уголка, между которыми и будет зафиксировано с помощью саморезов или сквозного болта стропило.
Однако, процесс окончательного закрепления следует проводить уже после того, когда пара будет соединена в коньковой части.
дч7 Вместо жестко фиксирующих уголков для фиксации стропил к мауэрлату может быть использовано скользящее крепление, которое сохранит конструкцию крыши от деформации при усадке стен дома, так как у стропила будет возможность смещаться, компенсируя эти колебания.
Такой подход чаще всего применяется в том случае, если стены представляют собой деревянный сруб, дающий на первых порах сильную усадку.
дч8 Следующим шагом пара стропил примеряется, подгоняется и закрепляется в коньковой части одним из вышеописанных способов.
Их скрепление можно произвести после установки на мауэрлат или же на земле, а затем поднять и установить в намеченное для них место.
Обычно сначала монтируются крайние пары, граничащие с фронтонами, а затем между ними натягивается шнур, который обозначит линию для остальных стропильных пар.
дч9 После того как все стропильные пары будут выставлены и временно зафиксированы на мауэрлате в нижней части, их необходимо жестко скрепить коньковым прогоном, который монтируется под соединенными стропилами.
Каждая из стропильных ног (пар) закрепляется к прогону с двух сторон металлическими уголками.
дч10 После достижения необходимой жесткости верхней части системы, стропильные ноги прочно закрепляют к мауэрлату.
Затем, в нижней части конструкции на каждую из стропильных пар устанавливаются затяжки.
После этого на них определяется середина, к которой будет фиксироваться стойка, подпирающая конек.
С обеих сторон стойки закрепляются подкосы – они также придадут этим своеобразным стропильным фермам необходимую прочность и устойчивость.
дч11 Стропильные фермы в сборе можно изготавливать и на земле, а затем в готовом виде поднимать на высоту и устанавливать по разметкам.
Но в этом случае в одиночку с работой не справиться, поэтому будут нужны несколько помощников.
Готовые фермы должны иметь достаточную жесткость, чтобы при поднятии их на стены они не деформировались. Поэтому, их надежно укрепляют стойками, бабкой и откосами.
Каждая из ферм после поднятия на высоту выставляется и временно закрепляется к мауэрлату доской-подпоркой. После связывания ферм продольными прогонами эти подпорки можно будет убрать.
дч12 Следующим шагом стропила удлиняются кобылками, которые сформируют свес (если, конечно, карнизный свес заранее не закладывался в длину стропильных ног).
дч13 Далее на стропильную систему настилается гидроизоляционная мембрана. Если она приобретена в рулонном варианте, то ее настил начинается от карниза, продольными горизонтальными полосами.
Каждое последующее верхнее полотно укладывается на нижнее с обеспечением нахлеста на 100÷150 мм.
Фиксируется материал к стропилам с помощью степлера и скоб.
Если применяется диффузная мембрана, необходимо следить за правильностью ее положения – сторона с маркировкой должна смотреть в сторону улицы.
Сверху гидроизоляции, также к стропильным ногам, саморезами прикручиваются рейки контробрешетки, которые прижимают мембрану, а также задают необходимый вентиляционный зазор над ней.
дч14 Следующим шагом рекомендовано оформить конструкцию кровельного свеса.
Для этого на торцевые стороны стропил закрепляется ветровая доска.
Сверху нее, на стропила и контробрешетку, монтируется первая рейка обрешетки.
дч15 На первую доску обрешетки, на расстоянии в 1000 мм друг от друга, или под нее на стропильные ноги сразу закрепляются держатели для желоба водостока.
Затем на первую доску обрешетки рекомендовано установить ветровую металлическую планку, которая защитит древесину от попадания на нее влаги.
дч16 Затем, на стене отбивается линия, по которой закрепляется брус.
На него и на нижний торец ветровой доски закрепляется материал обшивки.
При этом не забывают оставлять зазоры для вентиляции или же встраивают в сплошную обшивку перфорированные софиты.
дч17 Далее на контробрешетку закрепляются доски обрешетки.
В схемах обычно проставляется расстояние между серединами соседних досок.
Здесь нужно обратить внимание на то, что расстояние между карнизной доской обрешетки и последующей несколько меньше (на 25-30%), чем между теми, что закрепляются выше.
Для облегчения работы можно изготовить калибровочные рейки нужной длины, с учетом шага и ширины доски обрешетки – так дело пойдет намного быстрее.
Рейки укладываются на стропильные ноги с двух сторон доски обрешетки, доска устанавливается но ним – и можно сразу начинать крепление ее саморезами (гвоздями).
дч18 Следующим шагом производится укладка и крепление металлической черепицы.
Работа может осуществляться двумя способами, в зависимости от размера листов материала.
Если листы имеют небольшую высоту и должны быть уложены в несколько рядов, то их монтаж производится от карниза. Сначала укладывается внахлест на одну волну и закрепляется листы первого ряда.
Затем внахлест на установленную ширину, в зависимости от черепичного рельефа, на нижний ряд листов монтируется второй ряд материала. Причем, монтаж каждого ряда производится с одной и той же стороны ската.
Так устанавливаются все ряды металлочерепицы до конька.
При этом нужно учитывать, что на коньке должен образоваться зазор между двумя крытыми скатами размером в 50÷70 мм – он необходим для вентиляции кровельного «пирога».
дч19 Если листы металлической черепицы покрывают скат по всей длине от конька до карнизного свеса, то монтаж будет проходить гораздо легче.
Первый лист материала укладывается и выравнивается по краю ската, затем закрепляется.
Следующий лист монтируется внахлест на первый на одну волну – и так производится установка всего остального покрытия. В этом случае на коньке также оставляется зазор для вентиляции.
дч20 С торцевой стороны скатов, по завершению монтажа металлической черепицы, закрепляются ветровые планки.
Они укладываются внахлест на кровельный материал на 100÷120 мм.
дч21 Завершающим этапом работ производится монтаж конькового элемента, на внутренние края которого закреплен воздухопроницаемый уплотнитель.
Могут применяться и иные коньковые элементы, но главное, чтобы обеспечивалась свободная вентиляция подкровельного пространства.
дч22 Закрепление всех металлических элементов на обрешетке осуществляется с помощью специальных саморезов, имеющих резиново уплотнительное кольцо под пресс-шайбой.
Подобные саморезы с шестигранной головкой на 10 производятся в различных цветах, поэтому будет совсем несложно подобрать их под выбранный оттенок металлической черепицы.
дч23 После того, как кровельный материал закреплен, можно, не боясь дождя и не торопясь, переходить к монтажу утеплительного материала.
Чаще всего для чердачного помещения используется минеральная вата, лучше всего – базальтовая, как наименее гигроскопичная.
Маты укладываются между стропил, и толщина утеплителя должна быть такого же размера, как и высота бруса стропильных ног или же на 5÷8 мм меньше.
При необходимости (по результатам проведенных расчетов) может использоваться и двухслойное утепление.
При этом после укладки первого слоя термоизоляции монтируется обрешетка перпендикулярно стропилам, между направляющими которой уже укладывается второй слой.
дч24 Поверх утеплителя закрепляют пароизоляционную мембрану, начиная от пола и постепенно поднимаясь вверх.
Если пароизоляционный материал приобретен в рулонах, то его настилают внахлест на 150÷200 мм.
Все стыки в обязательном порядке герметизируются специальным водостойким скотчем, чтобы не оставлять лазеек для проникновения влаги изнутри.
дч25 Далее, пароизоляция фиксируется рейками, которые закрепляются на стропила. На эти контррейки впоследствии монтируется обшивка чердачного помещения – это может быть пластиковая или деревянная вагонка, листы гипсокартона или фанеры (ОСП).
Если планируется монтировать материал обшивки вертикально, то сверху уже закрепленных контрреек устанавливают горизонтальную обрешетку.
Одним словом, направляющие обрешетки должны быть перпендикулярны направлению отделочного материала – возможны разные варианты, зависящие от количества слоев утеплительного материала и конечной ориентации направляющих элементов.
Но в любом случае между пароизоляционной пленкой и отделкой оставляется зазор хотя бы 10÷15 мм.
Предлагаем ознакомиться  Польза русской бани для здоровья обж

Виды четырехскатных крыш

Устройство стропильной системы двухскатной крыши любого из перечисленных видов представляет собой совокупность вспомогательных и опорных элементов. Они распределяют равномерно вес кровельного пирога, а также компенсируют распирающие и изгибающие нагрузки, возникающие между ними.

Сечение, длина и шаг стропил определяются с помощью инженерного расчета, учитывающего вес кровельного пирога, климатические условия в регионе строительства, а также уклон конструкции. В состав стропильного каркаса двухскатной кровли обычно входят следующие элементы:

  1. Мауэрлат. Мауэрлатный брус установить на наружные стены дома, на которые опираются кровельные скаты. Он служит для смягчения давления на опоры и равномерного распределения нагрузки от веса кровельного пирога. Он изготавливается из прочного бруса с сечением 150х150 мм или 200х200 мм и крепится к верхнему поясу стен с помощью анкерных болтов или длинных металлических шпилек.
  2. Лежень. Это аналог мауэрлата, только он устанавливается на внутренние несущие стены, а на него нужно выставлять вертикальные стойкий для монтажа конькового прогона.
  3. Стропильные ноги. Этим термином обозначают элементы каркаса, которые изготавливаются из досок с сечением 150-40 мм и устанавливаются под углом к основанию крыши, формируя угол наклона ската. Какое делать расстояние между стропилами, их длину и толщину определяют с помощью расчета, учитывающие совокупные нагрузки, которым они подвергаются в процессе эксплуатации.
  4. Затяжка. Затяжкой называют балки, которые располагают горизонтально и связывают между собой ноги одной стропильной пары, чтобы снизить распирающую нагрузку на наружные стены конструкции. Ригель – это затяжка, установленная под самым коньком конструкции.
  5. Стойки. Стойкой называется вертикальный брус, выставленный на лежень для поддержки конькового прогона. Определить какое расстояние должно быть межу стойками просто, ведь оно повторяет шаг стропил.
  6. Подкосы. Диагонально расположенные подпорки, поддерживающие стропильные ноги посредине или в нижней части, предотвращая их прогиб, называют подкосами.
Конструкция стропильного каркаса

Конструкция стропильного каркаса

Расчет нагрузок

Расчет нагрузок

Выбор материала

Выбор материала

Одной из основных задач, которая появляется ещё на этапе проектирования собственного дома, является выбор типа крыши. Наличие множества вариантов среди двускатных и четырёхскатных конструкций требует ответа на вопрос, какой кровле отдать предпочтение. И хоть эстетика сооружения играет не последнюю роль, на передний план всё же выступают критерии надёжности и практичности.

Предлагаем ознакомиться  Вентиляция в бане (67 фото): схема и устройство, как сделать парилке и предбаннике своими руками, вентиляция типа «Баста»

Двускатная крыша представляет собой классическое сооружение, которое образуют два противоположных ската и пара вертикальных торцевых частей, именуемых фронтонами. Просторное подкровельное пространство позволяет обустраивать мансарду, жилое помещение или использовать чердак в бытовых целях.

Классическую двускатную крышу легко узнать по паре прямоугольных скатов, которые примыкают друг к другу по центральной оси здания, и двум треугольным фронтонам с его торцов

Сооружения этого типа в силу своей простоты и практичности длительное время оставались самыми популярными в индивидуальном строительстве. Вместе с тем зависимость геометрии кровли от размеров строения, а также усложнение и удорожание конструкции при обустройстве мансарды вынуждало к поиску других, более практичных и функциональных вариантов.

И они нашлись в виде разнообразных четырёхскатных крыш, которые в своей основе имеют пару треугольных и два трапециевидных ската. Последние нередко называют вальмами, а саму крышу — вальмовой. При возведении конструкции этого типа отпадает необходимость во фронтонах и появляется возможность сделать здание более современным и оригинальным.

Скаты простейшей вальмовой крыши определяют поверхности в виде двух трапеций и пары треугольников

Можно назвать несколько преимуществ вальмовых крыш перед традиционными двускатными сооружениями:

  • возможность обустройства чердачных окон прямо на скатах;
  • увеличенная прочность, надёжность и устойчивость стропильной системы;
  • повышенная стойкость к погодным факторам;
  • возможность увеличения площади чердачного помещения простым уменьшением ширины основания вальмы;
  • более равномерное распределение веса кровли;
  • улучшенный температурный режим при обустройстве мансардного помещения.

Конструкция двухскатной крыши

Пусть вас не введут в заблуждение многочисленные достоинства более стильной четырёхскатной кровли — есть у неё и недостатки. К ним относится более сложная конструкция, незначительное уменьшение размера чердачного помещения и неэкономное расходование кровельного материала. Что же касается расходов, то бюджет, который потребуется на сооружение той и другой кровли, отличается незначительно.

Четырёхскатная крыша не является ноу-хау в архитектуре — её конструкция известна с глубокой древности

При разработке вальмовой крыши учитывают все виды нагрузок, которые на неё будут воздействовать. Для этого следует в первую очередь решить несколько важных вопросов:

  • целевое назначение чердачного пространства;
  • материал кровли;
  • степень атмосферного воздействия в регионе строительства.

На основании этих факторов определяют степень наклона скатов и площадь кровли, выполняют расчёт нагрузок и принимают решение о конструкции и параметрах стропильной системы.

Угол наклона скатов зависит от снеговой и ветровой нагрузки, поэтому варьируется в очень широких пределах — от 5 до 60 градусов. В районах с дождливой погодой и высоким снеговым покровом возводят крыши с покатостью от 45 до 60 градусов. Если же регион отличается сильными ветрами и минимальным количеством осадков, то уклон можно уменьшать вплоть до самого минимума.

Определяя угловые параметры кровли, необходимо обязательно учитывать, каким материалом она будет укрыта:

  • шиферные листы, ондулин, кровельный металл и рулонные материалы укладывают на скаты с уклоном от 14 до 60 градусов;
  • черепицу монтируют на поверхности со степенью покатости от 30 до 60 градусов;
  • рулонное покрытие используют на покатых скатах — от 5 до 18 градусов.

Определившись с углом наклона крыши, совсем нетрудно рассчитать, на какой высоте окажется конёк. Для этого используют простые тригонометрические формулы для прямоугольного треугольника.

Площадь кровли

Даже самая сложная вальмовая крыша состоит из отдельных скатов, повторяющих контуры простейших геометрических фигур, поэтому чаще всего для расчётов достаточно знать линейные размеры основания и углы наклона вальм.

Для определения квадратуры крыши необходимо сложить площади скатов, из которых она состоит

Общую площадь кровли вычисляют, суммируя квадратуру отдельных вальм. Скаты сложной конфигурации разделяют на несколько простых поверхностей, после чего проводят отдельные вычисления для каждой из них.

Принципы расчёта геометрических параметров четырёхскатных крыш основаны на вычислениях для простых поверхностей

Расчёт нагрузок

Нагрузки, воздействующие на четырёхскатную крышу, разделяются на два вида:

  • постоянные,
  • периодические.

К первым относится вес кровельных материалов, стропил, обрешётки и других деталей каркаса. Вторые — это усилия, которые оказывают осадки и сила ветра. Кроме того, при расчёте следует учитывать полезную нагрузку в виде разнообразных инженерных систем и коммуникаций, прикреплённых к элементам стропильной системы.

Ориентируясь на СНиП, при проектировании крыши необходимо принимать снеговую нагрузку 180 кг/кв. м. При опасности накопления снега на крыше этот параметр повышается до 400–450 кг/кв. м. Если же кровля имеет угол наклона скатов более 60 градусов, то снеговую нагрузку можно не учитывать — на поверхностях с такой крутизной склонов осадки не задерживаются.

Сила ветровых нагрузок значительно меньше — до 35 кг/кв. м. Если уклон крыши составляет от 5 до 30 градусов, то воздействием, которое оказывает ветер, можно пренебречь.

Приведённые выше параметры атмосферных воздействий являются усреднёнными величинами, принятыми для средней полосы. Выполняя расчёты, следует использовать поправочные коэффициенты в зависимости от региона строительства.

При расчёте стропильной системы определяют шаг стропил и максимальную нагрузку, которую они могут нести. На основании этих данных принимают решение об установке раскосов, которые способствуют перераспределению нагрузки, и затяжек, предохраняющих каркас от расшатывания.

Основная нагрузка вальмовой кровли приходится на диагональные стропила

Наличие вальм на четырёхскатных крышах, кроме обычных стропил, требует устанавливать ещё и диагональные (по-другому, накосные) — те, что крепятся к коньку и направляются к углам здания. Их длина больше поперечных узловых элементов кровли. Кроме того, к диагональным рёбрам крепятся укороченные элементы — нарожники.

Расстояние укладки стропил называют шагом и определяют исходя из длины стропильной ноги и сечения используемого пиломатериала. Определять этот параметр удобнее всего по специальным таблицам, одна из которых приводится ниже.

Сборку стропильной системы необходимо выполнять в строго определённом порядке. Это необходимо для того, чтобы правильно установить и закрепить все конструктивные элементы кровли.

  1. Для перераспределения нагрузки, которую оказывают на стены кровельная конструкция, ветер и осадки, на внешние стены укладывают мауэрлат. В индивидуальном строительстве для этих целей применяют брус сечением не менее 100х150 мм. Для крепления продольных балок конструкции используют анкерные шпильки. Их необходимо закладывать в верхние ряды кладки ещё на этапе возведения стен. Гидроизоляцию мауэрлата выполняют при помощи двух слоёв рубероида, который укладывают поверх несущих стен.

    Мауэрлат к несущей стене крепят при помощи болтов или анкеров

  2. При необходимости установки вертикальных опор, на несущие простенки укладывают лежни. Для горизонтального выравнивания элементов стропильной системы используют деревянные подкладки. В дальнейшем это значительно упростит установку стоек и прогонов. Если капитальные перегородки планом здания не предусмотрены, то вертикальные опоры монтируют на балках перекрытий. Для этого их усиливают, сращивая две доски 50х200 мм или используя один брус 100х200 мм.

    Опора вертикальных стоек на балки допускается только в том случае, если конструкция будет покоиться на капитальном простенке

  3. Выставляют опорные стойки. Для их выравнивания пользуются отвесом или лазерным уровнем, после чего устанавливают временные подпорки. Для крепления вертикальной опоры к лежню или горизонтальной балке используют металлические уголки и пластины.
  4. Поверх стоек укладывают прогоны. Традиционная вальмовая кровля нуждается в монтаже одного прогона, который, собственно, и образует конёк. Шатровые конструкции нуждаются в монтаже четырёх прогонов. Как и при монтаже стоек, крепление выполняют при помощи металлических уголков и саморезов.

    Коньковый прогон можно крепить как непосредственно к стропильной ноге, так и посредством деревянных накладок

  5. Подготовка стропил. Боковые стропильные ноги простых четырёхскатных крыш монтируют точно так же, как и наслонные на двускатной кровле. Сначала следует сделать шаблон. Для этого со стороны крайней опоры к коньку прикладывают доску такой же ширины, как и стропила. Её толщина не должна превышать 25 мм — шаблон должен быть лёгким. На этой доске отмечают запил, необходимый для надёжной опоры и точного прилегания стропильной ноги к коньковому брусу, а также вырез, соответствующий месту стыкования с мауэрлатом. Отмеченные места выпиливают и далее используют для быстрой подготовки стропильных ног.

    Изготовление шаблона сможет сократить время подготовки стропил к монтажу

  6. Прикладывая изготовленный образец к прогонному брусу, необходимо проверить, нужна ли точная подгонка стропила. При наличии зазоров, запилы в стропиле выполняют с учётом поправок. После того, как все опорные ноги будут готовы, их выставляют с шагом 50–150 см и прикрепляют к мауэрлату и коньку. Для монтажа лучше всего подходят скобы, но можно брать и мощные металлические уголки.
  7. Как уже говорилось, диагональные стропила изготавливают из срощенных досок или бруса увеличенного сечения. Для их монтажа также понадобится шаблон, который подготавливают в полном соответствии с описанным выше способом. Поскольку накосные стропила одной стороной примыкают к углу мауэрлата, а другой опираются на стойки, запил выполняется под углом 45° к плоскости.

    Раскладку стропил и нарожников на вальмовой крыше выполняют по шаблону

  8. В промежутках между накосными стропилами крепят нарожники. Их шаг соответствует расстоянию между стропилами, а точками опор выступают диагональные ноги и мауэрлат. Нагрузку, которую испытывают нарожники, не сравнить с тем весом, который приходится на стропила, поэтому первые можно сооружать из досок толщиной 30–50 мм. Для ускорения монтажа понадобится шаблон с запилами со стороны диагонального стропила и мауэрлата, но вырезы на половине нарожников необходимо сделать в зеркальном отображении.

    Использование металлических крепёжных элементов делает стропильную систему более жёсткой и устойчивой

  9. Если есть необходимость, то к стропилам и нарожникам крепят кобылки. Концы стропильных элементов обрезают по шнуру.

    Крепление стропил к мауэрлату можно выполнить несколькими способами

  10. Укрепляют накосные и боковые стропила. В первом случае используют вертикальные шпренгели, а во втором — установленные под углом 45° подкосы. Их опирают на лежни или балки.
  11. После того как стропильная система будет собрана, поверх неё устанавливают кровельный пирог.

    Стропильная система подготовлена к монтажу кровельных материалов

Вальмовая крыша

  1. Отсутствие вертикальных фронтонов значительно понижает аэродинамическое сопротивление крыши. Такие здания рекомендуется строить в регионах с большими значениями ветровых нагрузок. Вальмовая крыша имеет одинаковые показатели парусности со всех сторон, во время строительства зданий нет необходимости учитывать розу ветров в данном регионе.
    Стропильная система четырехскатной крыши

    Стропильная система четырехскатной крыши

    Устройство и конструкция четырехскатной крыши

    Устройство и конструкция четырехскатной крыши

  2. Небольшой угол наклона скатов дает возможность существенно увеличивать величину свеса стропильных ног. Четырехскатная крыша одновременно может служить навесом для веранды, повышает защищенность фасадных стен от негативного воздействия осадков.
  3. Линейные параметры крыши позволяют органично сочетать новые строения с существующим стилем старых одноэтажных построек. Это очень важно в городах, где местные власти пытаются сохранить первоначальный исторический вид застроек.
Четырехскатная крыша двухэтажного загородного дома. Большие свесы хорошо защищают стены от дождя и снега

Четырехскатная крыша двухэтажного загородного дома. Большие свесы хорошо защищают стены от дождя и снега

Классификация вальмовых крыш

Различия в форме зданий, а также требования к функциональности и практичности традиционной вальмовой кровли способствовали появлению множества вариаций. Если не рассматривать самые экзотические из них, то можно выделить несколько основных типов четырёхскатных крыш.

  1. Традиционная вальмовая кровля, боковые скаты которой доходят до уровня карниза. Для сооружения её основных поверхностей применяют прямые стропила, а рёбра вальм образуют брусья, отходящие от окончаний конька. Проработанная конструкция и распределение веса кровли на увеличенную площадь позволяет не только расположить свесы на одной линии, но и увеличить их вылет. Благодаря этому фасад здания надёжно защищается от дождя даже при сильных порывах ветра.

    В скаты классической вальмовой крыши нередко встраивают элементы остекления

  2. Шатровую крышу можно установить на дом, который в плане имеет форму квадрата. Особенностью такой конструкции являются скаты одинаковой конфигурации. Их рёбра сходятся в одну точку, а вальмы имеют форму равнобедренных треугольников.

    Шатровые крыши широко используются в современном индивидуальном строительстве

  3. Полувальмовые крыши получили своё название из-за укороченных вальм. В отличие от традиционной кровли, их длина уменьшается в 1.5–3 раза по сравнению с размерами основных скатов.

    Боковые скаты полувальмовых крыш имеют укороченную длину, поэтому до линии карниза не достают

  4. Датская полувальмовая кровля имеет небольшой фронтон под коньком и короткую вальму со стороны карниза. Подобная конструкция позволяет устанавливать элементы вентиляции и освещения непосредственно в вертикальный торец кровли, тем самым исключая необходимость в установке мансардных окон.

    Датский проект хорош тем, что позволяет с лёгкостью обустраивать чердачные помещения

  5. Полувальмовая голландская крыша имеет вертикальный фронтон, разделяющий вальму на два коротких ската. Стропильная система «голландки» хоть и имеет повышенную сложность, но зато позволяет сделать более просторным и практичным чердачное помещение. Кроме того, эта конструкция отлично подходит для монтажа вертикального остекления в мансарде.

    Построенная по голландскому проекту крыша пока ещё редко встречается в нашей местности

  6. Ломаная четырёхскатная крыша имеет несколько скатов разного размера на одном склоне. Благодаря их различному наклону удаётся увеличить объём подкровельного пространства. Хоть ломаную конструкцию и нельзя назвать простой, дома с такой кровлей встречаются очень часто. Причиной популярности является возможность обустроить дополнительные жилые комнаты на верхнем ярусе. По этой причине крышу с ломаными скатами нередко называют мансардной.

    Ломаная крыша несколько утяжеляет архитектуру здания, но зато позволяет обустроить несколько жилых помещений в чердачном пространстве

Существуют и более сложные сооружения из множества вальм, а также те, в которых четырёхскатная крыша комбинируется с кровельными системами других типов. Проектирование и монтаж такой кровли требует многолетнего опыта и знаний, поэтому строительство мудрёной крыши лучше поручить специалистам.

Предлагаем ознакомиться  Стропильная система двухскатной крыши сруба

При строительстве простой вальмовой крыши можно воспользоваться типовым проектом, который разрабатывали специалисты. Проектная документация включает в себя:

  • технологическую карту;
  • план кровли;
  • схемы стропильной системы;
  • чертежи разрезов и угловых примыканий;
  • ведомость и спецификацию с полным перечнем используемых материалов.

В качестве образца ниже приводится документация по типовому проекту вальмовой крыши для дома площадью 155 кв. м.

Несмотря на кажущуюся сложность четырёхскатной крыши, соорудить её своими руками ненамного труднее, чем двускатную конструкцию. Важно только тщательно разобраться с назначением отдельных элементов и принципами построения стропильной системы. В остальном надёжность и долговечность кровли будет всё так же зависеть от соблюдения технологии и аккуратности монтажа.

Особенности стропильной системы

Расчет опорной конструкции основан на взаимной зависимости длины пролета, стропильного шага и сечения бруса. Второй параметр выбирается индивидуально исходя из имеющегося материала и удобства крепления. В самых протяженных конструкциях шаг стропил составляет 2,15 м, а в большинстве случаев выбирают 90 см.

Четырёхскатная крыша и стропильная система к ней: как сделать своими руками

Расстояние определяет сечение опор. Чем дальше друг от друга разместить стропила, тем толще потребуется доска. Размер сечения зависит и от длины самих опор. Связь – прямо пропорциональная. Чтобы стропила выдерживали усилие изгиба, выбирают материал большего сечения. У 6-метровых опор с шагом 90 площадь в разрезе равна 75×200 мм, а у 3-метровых – всего 50×150.

Чтобы правильно спроектировать и установить четырёхскатную кровлю, необходимо детально разобраться с её конструкцией, а также особенностями обустройства вальмовых крыш наиболее распространённых видов.

Каркас вальмовой крыши состоит из большинства таких же деталей, что и двускатной, но более сложная стропильная система требует монтажа дополнительных элементов. При детальном рассмотрении можно обнаружить такие составляющие:

  1. Мауэрлат. Изготавливается из бревна или бруса, который укладывается по всему периметру внешних стен. Мауэрлат служит опорой для стропил, поэтому на него приходится основная часть нагрузки.
  2. Стропильные ноги определяют форму крыши и выполняют роль опор для обрешётки и контробрешётки, к которым крепится кровельный пирог. Состоят из отдельных стропил, которые бывают боковыми и диагональными (накосными). Первые образуют основные скаты крыши (трапецеидальные), а вторые служат основанием вальм.
  3. Прогон — длинный брус в верхней части кровли, к которому крепятся стропильные ноги. В зависимости от конфигурации крыши может использоваться не один прогон (коньковый брус).
  4. Шпренгели и стойки являются дополнительными опорами для перераспределения веса и поддержки других элементов стропильной системы.
  5. Ригели (затяжки) соединяют противоположные стропила, благодаря чему удаётся предотвратить их смещение в стороны.
  6. Нарожники — укороченные стропила, которые верхним краем крепятся к накосной ноге, а нижним — к мауэрлату. Они создают каркас вальм и сужающихся частей основного ската.
  7. Подкосы. Нужны для обеспечения устойчивости стропильных ног. Выполняются в виде наклонных опор, которые крепятся к стропилу и затяжке. Подкосы не следует путать с так называемыми ветровыми балками, которые к затяжке не присоединяются.
  8. Кобылки. Брус или доска, которая крепится к нижнему краю стропил и образует свес крыши.

    Четырёхскатная крыша отличается от двухскатной более сложной конструкцией стропильной системы

Все эти элементы можно найти в четырёхскатной крыше любого типа. Исключение составляет лишь шатровая кровля, которая боковых стропил и конькового бруса не имеет.

Поскольку основу стропильной системы вальмовой крыши составляют накосные стропила, при монтаже кровельного каркаса необходимо придерживаться следующих правил:

  1. В конструкциях, где накосные ноги испытывают увеличенную нагрузку, для их изготовления используют брус удвоенной толщины.
  2. Сращивание отдельных частей диагональных стропил выполняют в местах с максимальной нагрузкой (чаще всего — в верхней их части) и укрепляют при помощи подкосов и вертикальных стоек, установленных под углом 90° к стропильным ногам.
  3. При изготовлении накосных стропил следует предусматривать запас на подрезку по месту, поэтому расчётную длину бруса увеличивают на 5–10%.
  4. Ответственные узлы соединения накосных стропильных ног необходимо усилить металлическими крепёжными элементами — скобами, скрутками или перфорированными строительными полосами.

При выборе стропильной системы необходимо обязательно учитывать размер здания и наличие внутренних опор или капитальных простенков. Исходя из конкретных условий, выбирают схему с висячими или наслонными стропилами.

Обрешётка и утепление

Прежде чем приступить к монтажу обрешётки, поверх стропил укладывают пароизоляцию, и, при необходимости, рулонную теплоизоляцию. Сверху слой утеплителя закрывают гидроизоляционной плёнкой, которую монтируют с нахлестом шириной 10–20 мм и крепят к брусу строительным степлером. После этого к стропилам прибивают рейки контробрешётки.

Четырёхскатная крыша и стропильная система к ней: как сделать своими руками

Первую чаще всего обустраивают под мягкую кровлю и только в отдельных случаях — для обустройства чердачного помещения. Обрешётку этого типа делают из досок шириной от 100 до 200 мм и толщиной не менее 20–25 мм. Монтаж выполняют без зазоров. Кроме того, допускается применение фанерных листов и плит OSB. Их достоинство — чрезвычайно ровная поверхность, которая позволяет уложить кровельный материал с минимальными затратами времени и сил.

Под мягкую кровлю обустраивают сплошную обрешётку из OSB, фанеры или досок, набитых без зазора

Для разреженной обрешётки используют такие же доски, как и в первом случае, однако монтируют их с зазором. Поскольку этот тип основания используется для укладки шифера, профнастила, металлочерепицы и кровельного железа, то расстояние между отдельными досками должно учитывать особенности кровельного материала.

Для крепления шифера, ондулина и других листовых материалов используют разреженную обрешётку

Деревянное основание кровельного пирога монтируют снизу вверх, при этом первая доска каждого ската выставляется параллельно мауэрлату. Сначала обрешётку набивают на вальмах, после чего обрезают выступающие края ножовкой вровень с диагональными рёбрами. Далее приступают к креплению пиломатериала на основных скатах, выпуская края досок за накосные стропила. После этого торцы досок запиливают аналогично первому случаю.

You May Also Like

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector