Стропильная система четырехскатной крыши

Описание  и применение

Четырехскатная крыша часто используется при возведении загородных домов. Дом с четырехскатной крышей имеет большой и удобный чердак, который можно переделать в  четырехскатную мансарду.

Различают следующие виды четырехскатной кровли дома:

• шатровая четырехскатная крыша;
• вальмовая четырехскатная крыша;
• полувальмовая четырехскатная крыша.

Самой распространенной является вальмовая крыша. Возведение такой крыши – процедура трудоемкая, требующая внимательности и точности расчетов

Разновидности

Перед тем, как сделать четырехскатную крышу своими руками, необходимо определиться с ее разновидностью. Существуют следующие виды таких систем:

Популярная БК выпустила приложение, официально скачать 1xBet на Андроид можно перейдя по ссылке без регистрации и абсолютно бесплатно.

Рекомендуем к прочтению:Виды крыш для каркасных домов и монтаж своими руками

1. Вальмовая конструкция имеет в своем составе два ската трапециевидной формы и два треугольных ската, называемых вальмами. Первые два ската стыкуются друг с другом в коньке. При монтаже используется прием обустройства наслонных стропил, как в двухскатной системе, и накосных стропильных ног из 4-х скатной системы.
2. Полувальмовая конструкция имеет такое же строение, только вальмовые скаты укорочены. Под ними располагается фронтон, в котором можно сделать большие окна для освещения чердака или мансардного этажа без потери прочности кровли.
3. Шатровые крыши своими руками вы также можете соорудить, если сделаете четыре ската в форме равнобедренного треугольника. Они сходятся в одной точке.
4. Сложнее всего самостоятельно построить четырехскатную крышу сложной конфигурации с множеством ендов, фронтонов, примыканий и чердачными окнами. В этом случае строительство лучше доверить специалистам, поскольку только они смогут правильно рассчитать конструкцию, выполнить ее план, схему и собрать на месте.

Внимание! Помимо несущего каркаса крыши необходимо определиться с кровельными, гидроизоляционными и теплоизоляционными материалами, поскольку разные конструкции крыш и уклон скатов требуют использования разных материалов.

Три «кита» четырёхскатной крыши

Прежде чем строить четырехскатную крышу, нужно учесть, что у данного типа кровли с четырьмя плоскостями есть три основных вида:

1. шатровая;
2. вальмовая;
3. полувальмовая.

Первая – пирамидальная по своей конструкции состоит из четырех равноценных треугольников, все верхние углы которых соединяются в одной — центральной точке. Основание у нее может быть только квадратное, скаты – парными или с однотипными параметрами.

Конструкция шатровой крыши

У второй две разноплановые пары плоскостей – трапеция (фасадные скаты) и треугольники (скаты торцовые, что, собственно, и называются вальмы). Вершины треугольников соединяются с вершинами, соединенных граней трапеции.

Конструкция вальмовой крыши

Третья также состоит из вальм и трапеций, но при этом в ее конструкции боковые треугольники «ломаются» на трапеции и верхние треугольнички.

Датская, она же полувальмовая крыша и её конструкция

У каждой есть своя изюминка. Так шатровая кровля, наиболее часто используемая в местах с обильными осадками – экономична в плане использования материалов: короткие балки; отсутствие торцов (фронтонов).

Совет: подготавливая материал и чертежи для шатровой крыши, учтите, что для региона с небольшим количеством осадков достаточно проектировать минимальный угол наклона скатов (материал покрытия – рулонный или листы шифера, поликарбоната); там, где продолжительные и обильные дожди обычное явление – наиболее оптимальный вариантов устройства скатов – от 45-ти до 60 градусов (покрытие – металлочерепица).

Вальмовая кровля, конструкция которой ограничивается кровельными скатами, устойчива к порывам сильного (ураганного типа) ветра. Для ее строительства обычно используется: брус, двойная доска, «нарожники» — стропила, упирающиеся на диагональную опору.

Полувальмовая – как самый устойчивый тип кровли, защищающий беседку от интенсивных осадков и ветров, так и самая сложная для постройки. А также наиболее расточительная в плане расхода кровельного материала.

При этом любой тип четырехскатной кровли, в основе которой лежит стропильная система, не только имеет привлекательный вид, но и позволяет варьировать с выбором кровельного материала. Кроме того, не закрывают свободный обзор из беседки. Крышу такого типа можно стилизовать под экзотическую китайскую пагоду (используя яркоокрашенные листы металлочерепицы или гонт).

или изящную японскую кровлю, незначительно удлинив свесы и поставив изогнутые диагональные опоры.

Что это такое?

Шатровая крыша представляет собой модификацию, где все стороны наклонены вниз к стенам, как правило, с довольно пологим наклоном, хотя шатер по определению является четырехскатной крышей с крутым наклоном, когда он растет до пика. Таким образом, крыша не имеет фронтонов или других вертикальных сторон.

Они могут быть построены в самых разных формах. Каждый гребень является центральным над прямоугольником здания. Треугольные грани называются концами бедер, они ограничены самими бедрами. «Бедра» и беговые стропила находятся на внешнем углу здания и поднимаются к хребту. Там, где здание имеет внутренний угол, долина пространство между наклонными поверхностями. Они обеспечивают компактный, прочный внешний вид конструкции. Шаг крыши может меняться.

В современной отечественной архитектуре такие конструкции обычно встречаются в бунгало, коттеджах и являются неотъемлемой частью некоторых стилей, их стропильная система может отличаться.

Конструкция является самоподдерживающейся, требующей меньшего диагонального крепления, чем двускатная. Таким образом, крыша гораздо лучше подходит для районов, где не редкость ураганы. Она не имеет больших, плоских концов, чтобы ловить ветер, и по своей сути гораздо более устойчива, чем двускатная. Однако для такого района конструкция должна быть крутой, предпочтительнее не менее 35 градусов от горизонтального или крутого наклона.

Когда ветер течет по наклонному бедру, крыша может вести себя, как крыло самолета. Затем на подветренной стороне создается лифт. Если наклоны менее чем 35 градусов по горизонтали, крыша будет подвержена подъему.

Возможный недостаток состоит в том, что в помещении под крышей меньше места, доступ к обслуживанию более сложный, бедра крыши сложнее вентилировать и нет плацдарма с окном для естественного света.

Конструкция

К особенностям конструкции крыши такого типа можно отнести обустройство стропильной системы, её проектируют двумя способами:

Висячая стропильная система заключается в следующем: стропильные балки опираются прямо на стены, создавая горизонтальное давление, в этой системе необходима система специальных стяжек. Используется в то случае, если пролёты крыши имеют большие размеры, а установка подпорок не предусмотрена в проекте.

Наслонный способ более популярен, но, для его исполнения необходимо наличие несущей стены, внутри помещения. На неё то и ложится основная нагрузка, зато давление на стены, при возведении крыши таким способом, практически отсутствует.

Крыша шатровой формы имеет целый ряд преимуществ, о которых стоит рассказать:

• для строений с шатровой крышей не предусмотрены фронтоны, что сильно снижает расход материалов и работ на возведение фронтонов и подшивку свесов;
• крыша такого типа обладает прекрасными аэродинамическими свойствами, ей не страшны сильные ветра, а особенности конструкции не дадут попасть осадкам в чердачное помещение;
• поверхность такой крыши прогревается солнечными лучами сразу с нескольких сторон, в солнечные дни помещение под неутеплённой крышей будет более тёплым;
• скаты такой крыши расположены под определенным углом, что способствует отведению с кровли дождевой воды и тающего снега.

Но, как и у каждой конструкции, у этой крыши имеется и ряд недостатков:

• шатровая крыша достаточно сложна в проектировке и возведении, но по окончании строительства, богатый внешний вид и удобство в использовании, часто скрывают этот недостаток;
• конструкция этой крыши изобилует большим количеством соединений, балок и стропил, необходимо строго следить за надёжностью всех узлов и соединений, во избежание потери жёсткости и формы плоскости при возведении крыши;
• затратность возведения — для установки такой крыши, как правило необходимо нанимать профессионалов в своей области, что всегда удорожает процесс строительства;
• чердачное помещение или мансарда, возведённое под крышей в форме шатра, значительно уступает в размерах помещению под двускатной крышей;
• большой отход при применении большинства кровельных покрытий (особенно металлочерепицы).

Составляем проект кровли

Работы по возведению кровли начинают с тщательных и продуманных расчетов всех конструкций четырехскатной крыши и составления проекта кровли. Также подготавливают чертежи будущего дома. Процесс проведения расчетов четырёхскатной крыши – довольно сложный, он требует знаний тригонометрии и геометрии, но при взвешенном и вдумчивом подходе ничего невозможного в нем нет. Продумать следует все детали и мелочи. В процессе создания проекта определяется тип используемых стропил для такой кровли — наслонные или висячие. Также в проекте обосновывается и рассчитывается необходимость установки вспомогательных элементов: раскосов, уменьшающих нагрузку на стропила, или затяжек, обеспечивающих устойчивость всей системы.

Это тоже важно знать: Как правильно сделать расчет четырехскатной крыши

Сборка стропильной системы

Установка стропил требует определенного подхода, потому что схема кровли в данном случае непростая.

• Сначала производится установка конькового бруса сечением 100х100 мм или 100х150 мм. Для этого по несущей стене здания, которая располагается прямо посередине дома, устанавливается брус таким же сечением, как и на мауэрлате. Предварительно заливается по стене сейсмопояс с закладкой анкеров.
• Равномерно по длине уложенного бруса устанавливаются вертикальные стойки длиною, определяющие высоту крыши. Сечение стоек 80х160 мм или 100х100 мм. Опорных стоек может быть немного, все будет зависеть от размеров самого дома. Приблизительное расстояние между ними 1-5 м.
• На стойки укладывается коньковый брус, который к ним и крепится. Чтобы вся конструкция была надежной, к стойкам устанавливаются подпорки (временные или постоянные).
• Теперь можно провести установку стропил трапециевидных скатов.

В качестве стропил используются доски сечением 50х100 мм. Но в стропильной конструкции четырехскатной крыши есть так называемые накосные стропила. Они соединяют угол здания с коньковым брусом. На них ложатся самые большие нагрузки, потому что эти элементы держат на себе и укороченные стропильные ноги двух скатов одновременно. Поэтому их сечение выбирается большим. Так вот сборка стропильной системы начинается с установки и крепления накосных ног.

Далее производится установка стропил, которые формируют трапециевидные скаты кровли. Их устанавливают одновременно по одной с каждой стороны от конька, чтобы вся конструкция не завалилась на одну сторону. Расстояние между стропилами определяет кровельный материал, который будет использоваться для покрытия крыши. Чем тяжелее он, тем меньше расстояние между стропильными ногами, диапазон которого равен 0,8-5 м.

После этого окончательно формируется трапециевидный скат. То есть, устанавливаются укороченные стропильные ноги, которые одним концом упираются в мауэрлат, а другим в накосную стропилу. При этом предварительно каждую ногу подрезают под необходимый размер по длине.

Следующий этап – формирование стропильной конструкции вальмового ската. Первой устанавливается самая длинная стропила – центровая. Затем по бокам укороченные, их количество определяется размерами вальм.

В принципе, вот так можно построить каркас стропильной системы. На самом деле это долгосрочный процесс, потому что требования к конструкции очень жесткие. И здесь важную роль играют крепежные узлы и элементы, которые и обеспечивают надежность всего сооружения.

Иногда, когда расстояние между стенами зданий очень большое, во-первых, стропила наращивают до необходимого размера, во-вторых, сооружается еще два продольных бруса по одному на каждом скате, которые будут поддерживать стропильную систему. Эта дополнительная конструкция, состоящая из стоек и горизонтально уложенного бруса. Она предназначена не только для поддержки, но и для создания условий, при которых стропила не будут провисать под своей тяжестью и весом остальных элементов.

Превосходство и плохие качества системы

Необходимо отметить минусы и также плюсы четырехскатной кровли по сравнению с очень популярной и конструктивно обычный двускатной.

Превосходства вальмовой кровли:

• Правильно сконструированная и собранная вальмовая кровля благодаря отсутствия отвесных торцевых стен (фронтонов или щипцов) владеет невысоким сопротивлением воздушным потокам. Естественно, самым лучшим образом противостоит ураганным ветрам и меньше предрасположена распаду крыши в местах карнизных свесов (щипцовых не имеет).
• Четырехскатная кровля благодаря угловых ребер, сходящихся к опорной балке конька, имеет жёсткую систему и не предрасположена сколько-нибудь солидным деформированиям.
• Вальмовая кровля дает возможность сделать большие свесы со всех четырех сторон строения, таким образом защитив фасады от осадков.
• Четырехскатная кровля выполняет дом с мансардой зрительно более невысоким. Это важно, когда здание необходимо вмонтировать в существующую одноэтажную застройку, не нарушив равновесия и характера застройки.
• Вальмовая кровля красива. Правда и не все с данным согласны.

Четырехскатная кровля двухэтажного дома за городом. Большие свесы прекрасно оберегают стены от атмосферных осадков

Плохие качества вальмовой кровли:

• Кровля с четырьмя скатами тяжелее двускатной и, поэтому, дороже. Правда, нет необходимости в кладки кирпича фронтонов. И поэтому не факт, что вальма обойдется в большую сумму.

  Наклонные Окна для мансарды следует помнить закрывать во время хорошего дождя, по другому на полу будет лужа

• Скаты с каждой стороны «поглощают» часть площади чердака с коротких торцов. При устройстве мансарды это имеет большое значение.

  Окно, вмонтированное в скат кровли, может быть и по вертикали. Данное окно называют «летучая мышь». Вмонтированное в крышу из гибкой черепицы, настоящего шифера или металлической черепицы, выглядит очень эффективно.

• Окна для мансарды, часто применяемые для освещения пространства под вальмой, имеют один, но важный минус: их необходимо обязательно закрывать перед ливнем. В другом случае на полу будет лужа. С обыкновенными, отвесными окнами, размещаемыми в стенках фронтона при 2-ух скатах, такой трудности нет. Правда, и в четырехскатную кровлю можно красиво вмонтировать отвесные окна.

Еще 1 способ встройки в кровлю полноценных окон.

Проект 4-скатной кровли

Любое кровельное строительство начинается с проектирования. Четырехскатная крыша, которая должна покрыть каркасный дом, должна сначала быть хорошо спланирована и учитывать следующие моменты:

• Масса материала;
• Вес всех компонентов «кровельного пирога» — паро- и гидроизоляции, утеплителя;
• Предельное значение выпадающего в данной широте снега;
• Объем других атмосферных осадков;
• Нагрузка от ветров;
• Масса тела человека, который должен обслуживать данную кровельную конструкцию;
• Вес оборудования, которое должно быть установлено на крыше (лестницы, фонари, антенны, окна и проч.).

Всегда берется в расчет угол наклона скатов кровли. Все вышеперечисленные параметры принимаются во внимание при расчете нагрузки на стропильную систему.

В проект 4-скатной крыши обычно входят чертежи устройства стропильной конструкции, соединительные узлы стропил и конька, детали обрешетки. В проектной документации должны отражаться материалы утепления и изоляции кровли, дополнительные детали будущей крыши. На основе данных грамотно составленного проекта можно легко запланировать расход по всем материалам.

Проект вальмовой крыши — порядок работы

В западной Европе (Дания) широкое распространение получили полувальмовые кровли. Рассмотрим две их разновидности:

• Первым делом нужно уложить мауэрлат. Это брус или бревно, уложенное сверху по периметру наружной стены. Разместите их на фронтоны и парапет дома.
• После этого устанавливается 7-метровый коньковый прогон. Для такой работы понадобятся временные стойки, на которые и укладывается данный элемент. Далее, прогон сшивается с помощью двух деревянных накладок. Параллельно можно начинать сборку стропильных ферм с последующим закреплением на коньковом прогоне. Также устанавливаются ригели с нижней и верхней стороны. Для расчета площади сечения ригелей должны учитываться растягивающие и изгибающие усилия. Первые передаются от стропильных ног, а вторые – от пола и потолка. Стандартное сечение доски ригелей должно составлять 240х40 миллиметров. Эти элементы используются для конькового прогона и накосных стропил. При этом стропильная доска обычно имеет длину в 6,9 погонных метров. Для сшивания досок используется шахматный порядок. Помимо ригелей на деревянных фермах устанавливают вертикальные бабки в 5,5 погонных метров от затяжки до ригеля.
• Для постройки вальм, уприте накосные стропила в коньковый прогон. Рекомендуем использовать два разных способа: для левой вальмы используются две деревянные накладки. Они нужны для соединения центральной стропильной ноги с коньком. Параллельно с этим нужно сделать составной центральную стропильную ногу правой вальмы. При этом коньковый прогон должен быть установлен внутри.
• В последнюю очередь осуществляется монтаж слухового окна. Чертеж вальмовой крыши предусматривал наличие двускатного декоративного элемента. Нижний ригель выполняет функции конькового прогона для окна. После установки нарожников, можно приступать к установке фронтальных составных прогонов. В качестве материала лучше всего использовать доску. Не забывайте о прокладке из вспененного полиэтилена.
• Перед началом работ нужно решить, как соорудить вальмовую крышу наибольшей устойчивости. Напомним, что дом расположен на довольно ветреной местности. В качестве дополнительной защиты выступают консольные прогоны, скрепляющие все стропильные фермы друг с другом. Для этого необходимо взять доску с сечением 150х25 миллиметров. Установив консольные прогоны, можно демонтировать временные стойки для конькового прогона. 

Стропильная система вальмовой крыши, подробно на видео:

Виды нагрузки и её расчет

От снега

Для кровли дома опасно скапливание большого слоя снега, если уклон небольшой, то на ней может собраться целый сугроб. Для компенсации веса массы снега возле элементов, выступающих над крышей, устраивают сплошную обрешетку, и усиливают слой гидроизоляции.

Кроме того, снеговой мешок при нормальном уклоне, постепенно станет сползать по скату кровли и постепенно достигнет карнизного свеса. При большом размере карниза, возможно его повреждение и даже разрушение.

От воздействия ветра

С ветровой нагрузкой проблема состоит в надежной фиксации кровли, если крепление недостаточно прочно, то ветер просто ее сорвет. С увеличением уклона кровли и ее высоты, усиливается ветровая нагрузка, но есть отличия в подъемной силе и давлении ветра.

Ветер создает давление на кровлю при большом ее уклоне, а при уменьшении уклона скатов появляется мощная подъемная сила, способная при мощных порывах ветра снести вашу крышу.

Для противодействия воздействия ветра, необходимо прочно закрепить все элементы кровли. К примеру, штырями, из металла забетонированными в стены, к которым будут крепиться стропильные ноги.

Масса финишного покрытия воздействует на кровлю не меньше, чем остальные факторы. Если уложено кровельное покрытие с большой массой, то учитывайте, что оно воздействует на конструкцию постоянно. Необходимо помнить, что с увеличением 1м2 покрытия, необходимо увеличивать угол ее уклона.

Во время расчетов, нужно помнить и про теплоизолирующий материал, у которого может быть значительная масса. Если планируется построить и оборудовать мансардное помещение, необходимо включить в расчеты и вес материала, используемого для ее внутренней отделки.

Как сделать четырехскатную крышу дома своими руками?

Схема стропильной системы четырехскатной вальмовой крыши

Стропильная система кровли является мощным и прочным каркасом, способным выдержать все нагрузки кровли, в том числе кровельного пирога и кровельного покрытия. Надежность и прочность кровли зависит от правильного и точного расчета нагрузки на стропильную систему.

Она должна выдерживать постоянные и временные воздействия. К постоянным относится вес крыши, вес всех элементов стропильного каркаса, масса кровельного пирога. К временным воздействиям можно отнести влияние окружающей среды, вес рабочих и техники при выполнении ремонтных работ на кровле.

Имея перед собой схему стропильной системы, можно приступать к возведению деревянного каркаса. Для начала необходимо установить основные элементы конструкции, на которые крепятся стропильные ноги.

Монтаж конструкции стропильной системы своими руками начинается с обустройства основания для будущего каркаса. Для этого устанавливается мауэрлат, который возводиться по периметру верхнего ряда несущих боковых стен. Далее следует установить лежень для коньковой опоры и смонтировать вертикальные стойки. Они должны располагаться строго под углом 90 град. Малейшие отклонения могут привести к деформации всей конструкции. Шаг стоек составляет не более 2 м. На стойки необходимо закрепить балку конька, сечение которой подбирается с учетом нагрузки центральной части стропильного каркаса.

Для того чтобы конструкция была прочной, необходимо проверять правильность угла размещения стропил на мауэрлате

Полезный совет! Для крупногабаритных кровельных конструкций целесообразно устанавливать несколько лежней.

Далее на основании чертежа стропильной системы следует приступить к установке стропильных ног в следующей последовательности:

• монтаж диагональных стропил, нижняя часть которых крепится к мауэрлату способом врубки;
• установка центральных стропил;
• монтаж угловых стропил, которые крепятся к диагональным брусьям;
• установка затяжки, которая используется для закрепления ног у конька;
• монтаж центральных стоек, которые одним концом крепятся к коньку, а другим – к затяжке (ригелю);
• установка подкосов, которые закрепляются на стропильной ноге и ригеле;
• монтаж шпренгеля, одна часть которого крепится к мауэрлату, а другая – к стропильной ноге.

Схема устройства стропильной системы четырехскатной вальмовой крыши

После этого выполняется монтаж обрешетки. Затем осуществляется укладка кровельного пирога. Он состоит из гидроизоляционного, теплоизоляционного и пароизоляционного слоя. Далее следуют работы по наружному покрытию кровли выбранным кровельным материалом с соблюдением особенностей его укладки.

Важно! Долговечность и надежность всей конструкции напрямую зависит от того, насколько качественно будет выполнен каждый узел крепления стропильной системы кровли.

Классический вариант четырехскатной крыши является простой конструкцией, но все же требует знаний строительства и точных расчетов

Монтаж кровельного пирога

Кровельный пирог четырехскатной крыши состоит из нескольких слоев, уложенных в определенной последовательности. Он устанавливается на стропильный каркас, и состоит из таких слоев:

• пароизоляционного слоя в виде защитной пленки, препятствующего проникновению в подкровельную систему влаги из помещения;
• теплоизоляционного слоя в виде утеплителя, укладываемого в пространство между стропилами;
• гидроизоляционного слоя в виде специального материала, препятствующего попаданию влаги в помещение;
• обрешетки в виде досок, к которым монтируется кровельное покрытие.

Важно! Качество и долговечность всей кровли напрямую зависит от укладывания слоев кровельного пирога в строгой последовательности.

Гибкая черепица в виде покрытия позволяет максимально экономно использовать кровельный материал, без существенных отходов

Обрешетка в виде деревянных брусьев сечением 50×50 мм поперечно крепится гвоздями к стропильным ногам сплошным слоем или с определенным шагом в зависимости от кровельного покрытия. Далее к обрешетке крепится пароизоляционная плетка внахлест при помощи степлера. Монтаж утеплителя осуществляется в межстропильное пространство. Далее крепится гидроизоляционный слой, технология монтажа которого схожа с пароизоляционным слоем.

Важно! Особое внимание во время монтажа, заслуживает коньковая часть, где наибольшая вероятность скопления паров конденсата.

Проектирование (чертежи) и необходимые расчеты

Для того чтобы сделать четырехскатную крышу, необходимо правильно произвести расчеты и установить основные параметры кровли. Наиболее важно определить ее площадь, т.к. она определяет эксплуатационные нагрузки, размеры и количество стропил, угол наклона скатов, от которого зависит высота крыши.

Для возведения четырехскатной кровли обязательно разрабатываются детальные чертежи. Без знания точных размеров всех элементов кровли невозможно свести их в единое целое. Лучше всего создать 3D модель по специальной компьютерной программе. С ее помощью будут определены точные размеры всех деталей.

Расчёт площади

Общая площадь кровли складывается из площадей 4-х скатов. В расчетах используются формулы для равнобедренных треугольников и прямоугольников.

В шатровой крыше общая площадь кровли составит S=4Sc=4(аха/2cosA)/2 =аха/cosA, где:

• а – длина стены дома,
• А – угол наклона скатов.

В вальмовой крыше общая площадь складывается из 2-х треугольников и 2-х трапеций: S=2(b+c)h/2 +2ah/2sinA = h(b+c)+ah/sinA, где:

• а – ширина дома,
• b – длина дома,
• с – длина конькового прогона (конька),
• h – высота крыши над перекрытием,
• А – угол наклона треугольного ската.

При расчете необходимо учесть длину свеса, который формируется со всех сторон кровли. Для этого к расчетной площади надо прибавить 3-5% в зависимости от длины свеса.

Расчет сечения стропил

Полный расчет стропильной системы достаточно сложен. Он учитывает все эксплуатационные нагрузки, длину стропил, угол наклона ската, шаг установки, реакции опор и другие факторы.

Самостоятельно проводить его не всегда возможно, а потому рекомендуется пользоваться строительными нормами.

Выбор сечения стропил основывается на прочностных свойствах материала с учетом коэффициента запаса порядка 0,8. В целом, расчет вальмовой кровли во многом аналогичен расчету двухскатной крыши.

Рекомендации по выбору сечения стропил с учетом некоторых факторов сведены в табл.1.

Таблица 1. Сечение стропил вальмовой четырехскатной кровли:

Длина стропила не превышает 6,5 м. При необходимости получения большей длины приходится делать сращивание и вводить дополнительные упрочняющие элементы.

Выбор угла наклона

Угол наклона скатов выбирается, исходя из снеговой и ветровой нагрузки, применяемых кровельных материалов и размеров чердачного помещения (мансарды). Он может колебаться в широких пределах – от 5 до 65°.

Для регионов со значительной снеговой нагрузкой необходим угол 45-65°. Причем при наклоне 60% нагрузку от снега можно вообще не учитывать, т.к. он не накапливается на крыше.

Однако с увеличением наклона повышается парусность сооружения, что снижает сопротивление ветру. Эту нагрузку можно не учитывать при угле менее 25°в. Для регионов, где возможны сильные ветра, наклон не должен превышать 45-48°.

С учетом свойств различных кровельных материалов и особенностей их наложения рекомендуются такие углы наклона:

• мягкие, рулонные материалы – от 5 до 20°;
• шифер, металл, асбесто-цементные листы – 12-65°;
• керамическая черепица – 22-60°.

Важно также учитывать, что с увеличением угла наклона ската увеличивается высота крыши, а значит, и расход материалов. В каждом конкретном случае следует искать оптимальное соотношение между размером чердачного помещения и затратами на материалы.

Шаг стропил

Расстояние между стропилами или шаг их установки зависит от эксплуатационных нагрузок, а также размеров сооружения и самих стропил. Важное значение имеет вес кровельного материала. Кроме того, учитываются размеры элементов кровли или ширины рулонов мягких материалов.

Минимальные шаги необходимы для шифера, металла, черепицы. Они устанавливаются в пределах 0,6-0,8 м. При укладке мягкой кровли шаг увеличивается до 1,4-1,6 м.

Другой важный фактор – длина стропила. Так при длине более 4 м оптимальный шаг для мягкой кровли составляет 1-1,2 м.

Завершающие работы по стропильному каркасу и четырехскатной крыше

Последний этап сборки каркаса – монтаж подкосов и растяжек. Первые – представляют собой деревянные балки, которые устанавливаются под углом в 45 0 между лежнем и боковыми стропилами. Вторые – соединяют между собой элементы каркаса для придания большей жесткости конструкции.

После того, как стропильная система собрана, приступают к монтажу паро-, тепло и гидроизоляции, обрешетки, а так же самого кровельного материала.

Для закрепления вышеуказанного материала можно посмотреть видео.

Монтаж стропильной системы четырехскатной крыши — видео

Общие рекомендации

Технология строительства крыши четырехскатного типа предполагает соблюдение ряда правил, о которых будет рассказано ниже:

1. Перед началом работ нужно определить, какой тип кровли подойдет для дома.
2. Необходимо выполнить чертеж, а лучше, заказать проект работ, поскольку в противном случае возможны даже простые ошибки, которые приведут к дополнительным тратам.
3. Определить угол наклона кровли и выбрать тип стропильной системы. В том случае, когда работы ведутся на небольшой постройке, то лучше использовать висячие стропила, а для крупных построек, имеющих центральные несущие стены, подойдет наслонная система.
4. Требуется просчитать количество материалов, необходимых для успешного завершения работ. Это и метраж кровельного покрытия, и количество досок и бруса, и различный крепеж. Экономить на материале здесь недопустимо, поскольку слабые стропила могут обрушиться, вызвав огромные проблемы.
5. Основную часть конструкции лучше всего собрать на земле, а уже затем поднять её на крышу, однако возможен и другой способ, когда сборка всех элементов осуществляется непосредственно на месте.

Выше мы рассказали, какие технологии получили наибольшее распространение, когда выполняется четырехскатная крыша своими руками. Иногда, говоря про подобные кровли, подразумевают совсем другую конструкцию – двухскатную ломаную крышу. Её в данной статье мы не упоминали, поскольку на нашем сайте уже размещен подробный материал, посвященный созданию таких конструкций.

Как рассчитать площадь четырехскатной крыши?

Схематично представить вальмовый тип крыши можно одним прямоугольником, который является основанием, двумя трапециями – грани конструкции и двумя равнобедренными треугольниками.

Отталкиваясь от такого представления конструкции, можно расчеты провести легко и без ошибок.

У любой крыши в процессе проектирования прежде всего определяется угол наклона.

Такой параметр выбирается на основании ряда факторов и является значением, от которого производят все остальные расчеты.

Алгоритм расчета площади конструкции:

1. Первая формула, которая понадобиться в расчетах – это h = b / 2 * tanA. В данной формуле b – это ширина здания, A – это угол наклона ската, h – высота конька. Пользуясь таблицей тангенсов, узнается значение данного угла и проводится расчет.
2. Используя значение косинуса этого же угла ската узнается длина угловых стропил. Формула для расчетов с = b / 2 * cosA, обозначения аналогичны.
3. Для того, чтобы узнать значение длины вальмовых стропил, нужно вычислить квадратный корень из следующей формулы: d = h 2 + b 2 / 2, обозначения аналогичны.
4. Площадь всей крыши находится при сложении всех условно разделенных элементов конструкции, а именно: трапеции, треугольников и прямоугольника. Формула для расчетов следующая: S = 2 * (c * b) + 2 (a — b) * c = 2 * c * (b + a — b) = 2 * c * a.

После проведения расчетов рекомендуется провести проверку всех значений. Это поможет избежать неточностей и ошибок в строительстве.

Стропильная система крыш шатрового типа

Четырехскатные кровли шатрового типа не менее популярны благодаря своей простоте и надежности. Если вам предстоит выполнять монтаж стропильной системы четырехскатной крыши этого типа, то следует учесть некоторые отличия от монтажа вальмовой конструкции.

У шатровых крыш своими руками отсутствует коньковый прогон, в этом их главное отличие от других. Четыре основных диагональных (накосных) стропила прочно соединяются в одной, самой верхней точке конструкции.

Большой плюс, если есть возможность установить в центре еще одну стойку, подпирающую соединенные вместе накосные стропила. Тогда конструкция приобретет дополнительную прочность.

Обратите внимание! Если стойку установить нет возможности по разным причинам, придется собирать стропильную систему из подвешенных стропил. Но в этом случае придется вводить дополнительные модули – стойки, затяжки и прочие элементы, укрепляющие конструкцию.

Главные, центральные стропила устанавливают от верха системы до стен, строго под прямым углом. Параллельно основным стропилам монтируют нарожники, усилив заранее диагональные стропила с помощью черепного бруса.

Если брус не применяют, нарожники возможно врубить в диагональные стропила, либо подрезать под плоскость накосных стропил и прибить гвоздями.

Эти методы применимы для монтажа крыш частных домов, но неприемлемы для больших зданий, по причине недостаточной прочности конструкции для тяжелых покрытий.

Перекрытия, выполненные из железобетона, позволяют подложить под основную и дополнительные стойки лежень, который располагают на двойном гидроизоляционном слое. Гидроизоляция предотвратит гниение деревянной конструкции.

Накосные стропила большой длины следует дополнительно укрепить, установив по углам конструкции шпренгельные фермы. Их располагают по тому же принципу, как и при монтаже вальмовой крыши. Шпренгели намного усилят конструкцию и продлят срок ее службы.

Конфигурации четырехскатных кровель

Геометрическое исполнение такой крыши объединяет 4 наклонных плоскости, основаниями которых служат несущие стены дома по периметру. Существует несколько конфигураций, которые определяют форму и взаимное расположение наклонных поверхностей.

Вальмовая крыша

Простая конструкция, внешне отчасти напоминает двускатную: параллельно длинным стенам формируют 2 плоскости, которые соединяются по центру коньковым перекрытием. Противоположные фронтоны заменяют наклонными треугольниками-вальмами. Конструкция применяется для крупных по площади зданий, две стороны которых значительно превосходят другие по длине.

Полувальмовая крыша

Отличается конфигурацией торцовых скатов. Основания треугольников поднимаются выше нижнего края конструкции. Оставшееся место заполняет фронтон. Углы при основании больших скатов вертикально срезаются. Это позволяет сделать под кровлей просторную мансарду и установить стеклопакет.

Шатровая крыша

Подходит для квадратных домов или зданий, у которых все стены приблизительно равны. Четыре ската представляют собой треугольники, соединенные вершинами в общей центральной точке. Горизонтальный конек у таких конструкций отсутствует.

На этих конфигурациях основано строительство всех четырехскатных крыш, в том числе комбинирование различных элементов в сложные конструкции.

Многие дачные беседки имеют форму правильного многоугольника, часто к ним возводят шатровую кровлю. Почему для небольшого сооружения используется четырехскатная крыша, объясняется практичностью и эстетической завершенностью такой конструкции. Строить кровлю с двумя наклонными поверхностями для дачной беседки непрактично: отсутствие закрытых фронтонов оставит часть сооружения незащищенной от осадков, например, во время косого дождя. Четырехскатная кровля в этом выигрывает.

Описание стропильной конструкции

Вальмовая конструкция сложна, ее возведение своими руками требует от мастера профессиональных знаний и опыта. Чертежи стропильной системы четырехскатной крыши данного типа включают следующие элементы:

1. Мауэрлат – основание каркаса, укладываемое на несущие стены. Так как опорными являются все стороны дома, элемент крепится по периметру здания. Поскольку четырехскатные крыши строят на больших объектах, система требует от мауэрлата высокой прочности. Обычно используют деревянный брус 150×150 или 100x Мауэрлат не требуется, если строение выполнено из дерева. В этом случае основанием служит верхняя обвязка стен.
2. Коньковый прогон устанавливается горизонтально на линии пересечения трапециевидных скатов. Он служит элементом их соединения.
3. От каждого конца прогона отходят 3 опоры, называемые центральными стропилами. Их возводят независимо от шага остальных элементов.
4. Диагональные (угловые) стропила соединяют коньковый брус с углами здания. Это самые длинные опоры, имеющие наибольший уклон.
5. Параллельно направлениям скатов на вальмах возводят короткие стропила, скрепляющие угловые опоры (стороны треугольников) с мауэрлатом.
6. Боковые стороны трапеций с основанием соединяют нарожниками, а две параллельных стороны – промежуточными опорами.
7. Шпренгель используют для повышения прочности. Он представляет собой брусок, расположенный ближе к углу здания, концы которого устанавливают на смежные стены.
8. При снабжении шпренгеля подкосами и стойкой, образуется шпренгельная ферма – дополнительный узел конструкции.
9. Затяжки применяют в висячей стропильной системе. Они крепятся на двух противоположных опорах.
10. Стойки и подкосы, устанавливаемые на стяжках, усиливают узел.
11. В наслонной системе присутствует лежень, он укладывается на несущую стену по центру здания и принимает на себя часть нагрузки.

Особенность полувальмовой крыши в том, что нижний край каждого треугольного ската поднимается на высоту фронтона, тем самым укорачивая диагональные стропила. Четырехскатная крыша шатрового типа более проста. В конструкцию ее каркаса входят аналогичные составляющие вальм и внутренняя связка. Все элементы усиления предназначены для одной цели – стянуть каркас в узлы и сделать его жестким.

Монтаж четырёхскатной крыши

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

Для возведения несущего каркаса четырёхскатной вальмовой крыши используют следующую последовательность работ:

1. По наружному периметру стен крепится мауэрлат.
2. В местах расположения стоек сооружается лежень.
3. На лежне располагаются опоры для конькового прогона. Стойки размещаются вертикально по уровню и при необходимости усиливаются подкосами.
4. По отвесу закрепляется коньковый прогон. От точности установки последнего будет зависеть качество всей конструкции крыши.
5. На следующем этапе устанавливаются накосные стропила между мауэрлатом и коньком.
6. Монтируются промежуточные стропильные балки по аналогии с диагональными ногами.
7. На финишном этапе крепятся нарожники.