При необходимости создать долговечную и надежную кровельную систему частного дома, может быть выполнена четырехскатная крыша своими руками. Важно внимательно отнестись к разработке проекта стропильной системы и точно соблюдать технологию монтажа конструкций.
Проектирование четырехскатной кровли
Вальмовая или шатровая четырехскатная кровля отличается от двускатной отсутствием фронтонов – вместо них на торцах монтируются дополнительные треугольные скаты. Такая конструкция является более трудоемкой при возведении, но характеризуется повышенной прочностью и надежностью. На этапе проектирования требуется правильно рассчитать параметры и расположение элементов, в процессе монтажа – выполнить их точную подгонку по местам установки.
Следует учесть, что возведение крыши своими руками может потребовать применения нестандартных решений, если в распоряжении строителей нет подходящих стройматериалов.
Проект четырехскатной крыши разрабатывается с учетом всех видов нагрузок, которые она будет испытывать. На первом этапе следует определить угол наклона кровельных скатов. Данный параметр, прежде всего, зависит от таких факторов, как :
- предназначение чердачного помещения;
- выбор кровельного материала;
- характер атмосферных нагрузок в районе строительства.
Обычно угол наклона скатов крыши составляет 5 – 60 градусов. Если регион характеризуется небольшим количеством осадков и сильными ветрами, можно строить крышу с небольшим углом наклона. В районах с обильными снегопадами и частыми дождями рекомендуется возводить крыши с углом наклона скатов от 45 до 60 градусов.
Выбирая кровельный материал, следует учитывать особенности его монтажа :
- на скаты с углом наклона менее 18 градусов может монтироваться плоский или волнистый шифер, рулонные материалы;
- если угол наклона менее 30 градусов – можно применять различные виды черепицы;
- если скаты расположены под углом от 14 до 60 градусов, в число подходящих материалов входит кровельный металл.
Схема кровельной конструкции должна содержать подробную информацию о местах расположения и размерах элементов системы. После определения оптимального угла наклона скатов требуется рассчитать высоту конька кровли (на основе формулы прямоугольного треугольника).
Стропильная система
Устройство четырехскатной крыши включает в себя определение необходимого сечения элементов стропильной системы. Оно выполняется на основе анализа нагрузок, которые стропильная система будет испытывать в процессе эксплуатации. Необходимо учитывать ветровую нагрузку, максимальную массу снега в зимний период, угол наклона скатов.
Рекомендуется выбрать запас прочности стропил не менее 1,4, а также оценить их несущую способность и учесть ее при расчете шага стропил. Тип стропильной системы выбирается исходя из параметров здания: при наличии внутренней несущей стены или столбчатых опор удобнее использовать систему с наслонными стропилами, если нет возможности создать опорную конструкцию, предусматривается монтаж висячих стропил. В некоторых случаях могут применяться оба вида стропил.
В процессе проектирования важно не только определить тип стропильной системы, но и выяснить потребность в дополнительных крепежных элементах, таких, как раскосы и затяжки. Они обеспечивают жесткость всей конструкции, препятствуют ее расшатыванию с течением времени, снижают нагрузку на стропила.
Расчет нагрузок
Рассматривая в подробностях, как сделать четырехскатную крышу, стоит особое внимание уделить принципам расчета нагрузок. Различаются нагрузки двух типов :
- постоянные (вес обрешетки, утеплителя, изоляционных материалов, кровельного покрытия);
- временные (вес накопившегося на кровле снега, воздействие ветра и т.д.);
- дополнительные (какие-либо конструкции, крепящиеся к стропилам).
Согласно СНиП, проектируя кровлю следует исходить из средней величины снеговой нагрузки, которая составляет 180 кг/м 2 , но в случае возникновения снегового мешка, на таком участке нагрузка увеличивается до 400 кг/м 2 . При этом снеговая нагрузка не принимается в расчет, если угол наклона кровельных скатов превышает 60 градусов. Также требуется учитывать ветровые нагрузки, но их значение заметно меньше – до 35 кг/м 2 . Если угол наклона скатов составляет менее 30 градусов, поправкой на ветер допустимо пренебречь.
Приведенные выше усредненные параметры нагрузок рекомендуется корректировать с помощью поправочных коэффициентов, соответствующих особенностям климата в районе строительства.
Дополнительную нагрузку составляют какие-либо подвесные объекты, закрепленные на стропилах крыши. Это могут быть вентиляционные камеры, водяной бак или другие устройства, установленные на чердаке. Возможность их монтажа должна быть учтена на этапе проектирования четырехскатной крыши.
Проектируя стропильную систему, необходимо выполнить два расчета. Первый расчет направлен на оценку параметров прочности конструкции – необходимо убедиться, что под нагрузками система не сломается. Второй расчет дает возможность оценить степень деформации элементов конструкции. К примеру, прогиб стропила мансардной кровли не должен превышать 1/250 его длины.
Специальные компьютерные программы-калькуляторы позволяют значительно упростить расчеты конструкции четырехскатной крыши и избежать возможных ошибок.
После выполнения необходимых расчетов составляется чертеж стропильной конструкции четырехскатной крыши. Подробная схема содержит информацию о размерах каждого элемента и способе их крепления.
Материалы для изготовления стропильной системы
Четырехскатная крыша своими руками обычно выполняется с использованием пиломатериалов из древесины хвойных пород – лиственницы или сосны. Следует внимательно отнестись к сорту древесины – пиломатериал не должен иметь дефектов, влияющих на его прочность и долговечность.
Влажность древесины должна составлять не более 18-22%. В противном случае доски и брус следует досушить перед использованием, чтобы избежать деформации кровельной конструкции в процессе эксплуатации.
Для создания стропильной системы оптимальным является применение прямоугольного бруса, сечение которого определяется проектными расчетами. В качестве альтернативного решения может использоваться доска сечением 50×100 либо 50×200 мм. При необходимости монтируются сдвоенные доски.
Повысить прочность конструкции многоскатной крыши позволяют стальные элементы, которые удерживают стропила и сохраняют их взаиморасположение неизменным. Из металла могут выполняться и опоры для наиболее нагруженных коньковых прогонов. Комбинированные конструкции отличаются повышенной прочностью.
Особенности возведения вальмовой крыши
Опорой для крыши с четырьмя скатами служит мауэрлат, монтаж которого подробно описан в инструкции по возведению двускатной крыши. Особенностью вальмовой кровли является то, что мауэрлат требуется укладывать на все четыре внешние стены здания. Разбираясь, как сделать четырехскатную крышу, следует отметить, что ключевой особенностью конструкции является наличие диагональных стропил, соединяющих конек и углы строения. Именно эти стропила берут на себя максимальную нагрузку.
Крайне важно выполнить правильную разметку диагональных стропил, конькового прогона и опор для него. Это позволяет обеспечить абсолютную симметричность конструкции, что является залогом равномерного распределения нагрузок на крышу сооружения и предотвращает ее деформацию.
После монтажа мауэрлата устанавливаются опоры под коньковый прогон, который должен быть закреплен строго горизонтально на высоте, предусмотренной проектом. К коньковому прогону крепятся диагональные стропила, выполненные из бруса или двойной доски.
Чтобы обеспечить необходимую длину диагонального стропила, в ряде случаев приходится монтировать их из двух частей. Чтобы разгрузить место стыка, под него рекомендуется установить опору. Наибольшей жесткости конструкции можно добиться, если стык с опорой будет располагаться на расстоянии, равном четверти длины стропила от его верхней части, закрепленной на коньке. В целом, для монтажа диагональных стропил удобнее всего использовать cборные (клееные) стропильные ноги, которые отличаются высокой прочностью и идеально подходят для возведения сложных конструкций.
После установки основной конструкции, состоящей из конькового прогона и диагональных стропил, монтируются стропила для монтажа обрешетки. К особенностям вальмовой крыши относится использование не только полноразмерных стропильных ног, которые верхней частью крепятся к коньку (центральных стропил), но и нарожников – угловых стропил, упирающихся верхним торцом в диагональные стропила. Длина нарожников уменьшается по мере приближения к углу треугольного или трапециевидного ската. Шаг расположения стропильных ног определяется на этапе проектирования, при этом на каждом скате, независимо от его длины, должно быть смонтировано не менее трех центральных стропил.
Чтобы обеспечить жесткость всей конструкции, в нужных местах устанавливаются опоры, затяжки и раскосы. Монтаж обрешетки завершает создание стропильной системы. Монтируется гидроизоляция, кровельный материал. Изнутри закрепляется утеплитель и пароизоляция. Если предполагается использование пространства под крышей в качестве жилого помещения, особое внимание следует уделить теплоизоляции и вентиляции кровли. Кроме того, необходимо спроектировать и затем правильно смонтировать мансардные окна.
Подробности того, как построить четырехскатную крышу своими силами, можно узнать из тематического видео.
Вальмовая крыша - это разновидность четырехскатной крыши, у которой два ската имеют трапецеидальную форму, а два других (торцовые) - треугольную (имеющие одноименное называние «вальмы»). Если торцовые скаты занимают всю площадь от конька до карниза - это вальмовая крыша, если не достают до карниза - полувальмовая.
Крыша дома выполняет двоякую функцию - с одной стороны, на неё возложена защита здания от внешнего воздействия, а с другой - она призвана украсить строение и придать ему индивидуальность.
Исторически сложилось, что в России отдавали предпочтение более простым одно-, двускатным крышам, европейцы же предпочитают четырехскатную или вальмовую крышу, которая обладает достоинствами и недостатками при определенных условиях.
Вальмовая крыша - преимущества и недостатки
Плюсы:
- большая жесткость конструкции. Достигается за счет угловых ребер, соединяющихся возле опорной балки конька;
- возможность обустройства более выступающих свесов, что обеспечивает дополнительную защиту стен дома;
- эстетическая привлекательность.
Минусы:
- сложность расчета и монтажа;
- более высокая стоимость реализации проекта;
- уменьшение площади чердачного помещения (в частности в месте установки диагональных опор);
- невозможность устройства мансарды;
- естественное освещение возможно только посредством установки окон в кровельном пироге.
Поскольку недостатки не критические - четырехскатная крыша вальмового типа активно практикуется в современном строительстве частных домов.
Разновидности (типы и виды) вальмовой крыши
Изучая устройство стропильной системы вальмовой крыши, следует учесть, что в пределах этого вида, есть несколько разновидностей конструкций. В свою очередь, это вносит коррективы в общий процесс возведения каркаса стропильной системы.
Классическая вальмовая крыша
Отличается опиранием диагональных ребер на опорную балку конька и расположение свесов на одинаковой высоте. Отдельные элементы вальмовой крыши соответствуют треугольнику (фронтоны) и трапеции (скаты).
Шатровая вальмовая крыша
Отличается отсутствием опорной балки конька. Это приводит к тому, что все диагональные ребра сходятся в единой точке, а к ним уже примыкают рядовые короткие стропила. Такой крыше отдают предпочтение при наличии квадратной коробки дома. Но формирование надежного конькового узла достаточно сложное.
Полувальмовая крыша
Отличается наличием вертикальных фронтонов, в которых можно установить окна. На картинке видно различие двух разновидностей полувальмовых крыш (голландской и датской).
Ломаная вальмовая крыша или мансардная четырехскатная
Наиболее сложная в плане строительства конструкция стропильной системы вальмовой крыши, так как в этом случае, все скаты кровли имеют разную площадь и расходятся под разными углами. Ломаная (мансардная) крыша позволяют более рационально организовать внутреннее подкровельное пространство и помимо дополнительной жилой площади придать дому эффектный внешний вид.
Конструкция вальмовой крыши
Вне зависимости от разновидности кровли, все виды имеют одинаковые элементы стропильной системы вальмовой крыши:
коньковая опорная балка или коньковый брус - используется для классической вальмовой крыши, выполняет функцию несущего элемента, к которому крепятся диагональные стропила;
диагональное стропило (боковое, ребро, накосное или угловое стропило) - более длинная стропильная нога, которая присоединяется к торцу конькового бруса под острым углом, формируя одну из сторон треугольника;
центральное стропило - доски, одинаковой длины, которые примыкают к коньковой балке и формируют края трапециевидного ската крыши. Между ними располагаются промежуточные стропила;
промежуточное или рядовое стропило - формирует плоскость трапециевидного ската, расстояние между ними определяет прогон стропильной системы;
нарожник или короткое стропило - конструктивный элемент, который крепится на диагональное стропило, формируют треугольный свес и угловые части трапеций.
Расчет вальмовой крыши
Расчет стропильной системы вальмовой крыши выполняется с учетом таких предпосылок:
- ветровая нагрузка в регионе. Чем она выше, тем более пологим должен быть скат, и тем прочнее вся конструкция. Для нивелирования сильного ветра центральные и диагональные стропила делаются более толстыми;
- количество осадков. Наблюдается обратная зависимость. Чем выше число осадков - тем более крутым должен быть скат, чтобы снег и дождь не создавали давления на стропильную систему;
- вид кровельного материала. Каждый тип кровельный материал выдвигает свои требования к обрешетке, а также имеет определенный вес. Эти факторы нужно учитывать еще на этапе проектирования;
- необходимость утепления крыши. В этом случае шаг установки стропил рассчитывают с учетом ширины теплоизоляционного материала. Кроме того, расстояние между стропилами зависит от сорта и сечения древесины.
Расчет кровельного материала выполняется по формулам с учетом угла наклона крыши. Оптимальный уклон крыши для кровельных материалов разных видов приведен в таблице:
Наклон угла ската определяет заложение стропил. В свою очередь, заложение промежуточного стропила рассчитывается следующим образом:
- сначала на верхнюю обвязку торцевой стены наносится осевая линия;
- затем вычисляется половина толщины коньковой балки, и наносится линия размещения первого из числа центральных промежуточных стропил;
- далее совмещается конец замерной рейки и линия размещения размеченного выше центрального промежуточного стропила;
- на противоположный конец замерной рейки наносится линия внутреннего контура боковой стены;
- полученная точка является заложением промежуточного стропила.
Соотношение между длиной стропил и их заложение рассчитывается с помощью поправочного коэффициента, величина которого зависит от угла наклона ската кровли. Длина стропильной ноги определяется путем умножения заложения на коэффициент.
Материал подготовлен для сайта www.сайт
Формулы для расчета вальмовой крыши
| Высота конька |  |
 |
| Длина конькового бруса |
Длина дома минус его ширина |
 |
| Длина центральных стропил (трапеции) |
 |
Теорема Пифагора |
| Длина рядовых стропил | Рассчитывается аналогично длине центральных стропил | |
| Удлинение стропила для формирования каркасного свеса |
 |
 |
| Угол наклона рядовых стропил |
 |
 |
| Длина диагональных вальмовых стропил |
 |
 |
| Нарожники (короткие стропила) |
 Первое короткое стропило |
 |
 Второе короткое стропило |
||
| Площадь вальмовой крыши |
 |
 |
Как рассчитать площадь вальмовой крыши?
Чтобы знать, сколько покупать кровельного материала, необходимо знать общую площадь кровли.
Для этого нужно всю крышу разбить на составляющие простые геометрические фигуры и сделать расчет для каждой из них.
Расчет площади вальмовой кровли позволяет заранее определить не только затраты на приобретение кровельных материалов и монтаж, но и определить требования к материалам, а также необходимость обустройства и точную конфигурацию обрешетки.
Чертеж стропильной системы вальмовой крыши
Итогом разработки проекта и расчетов будет схема-чертеж стропильной системы вальмовой крыши. Не бывает похожих чертежей, готовых к применению без учета особенностей конкретного строения и места его постройки.
Разработку предварительной схемы можно выполнить самостоятельно (простой эскиз позволит определить направление проекта). Но, чертеж лучше доверить специалистам или воспользоваться специальными программами для расчета. Следует помнить, что чем сложнее конструкция крыши, тем точнее нужно выполнить расчет стропильной системы: конфигурации и материалов. Это также повлияет на стоимость и длительность монтажных работ.
Чертеж вальмовой крыши должен включать в себя указание назначения материала, место его установки и способ крепления. Ключевые узлы стропильной системы вальмовой крыши, например, примыкание диагональных опор к коньковому брусу или установка стропильных ног на мауэрлат целесообразно вынести в отдельный чертеж и описать их подробнее.
Чертеж вальмовой крыши (наслонные стропила с упором на два прогона)
Чертеж стропильной системы вальмовой крыши с эркером
Наличие схематического чертежа станет хорошим подспорьем при изготовлении заготовок и последующем монтаже крыши.
Инструменты для строительства вальмовой крыши
Конструкция крыши и способы обустройства узлов определяют набор инструментов, которые следует подготовить до начала работ.
Для работы с деревом пригодится: уровень, ножовка, молоток, рулетка, разметочный шнурок, степлер.
Для работы с металлическими конструкциями понадобятся электродрель, клепальщик, ножницы просечные.
Инструмент и расходные материалы должны быть подготовлены заранее, т.к. сложный монтаж стропильной системы вальмовой крыши предполагает большое число запилов и установки гвоздей.
Чтобы упростить замеры и иметь возможность делать все детали одинакового размера, мастера советуют заменить рулетку замерной рейкой. Измерительную рейку делают из фанеры шириной в 50 мм, на которую наносят основные размеры.
Материал для вальмовой крыши
Порода и сорт древесины оказывают прямое влияние на длительность и надежность кровельной конструкции. Мастера советуют отдать предпочтение пиломатериалу из лиственницы или сосны. Все заготовки требуют предварительной обработки антипиренами и антисептиками.
Помимо древесины понадобится металлические крепления, гвозди, саморезы, анкерные болты.
Примечание. Формируя вальмовую стропильную систему на деревянном доме, который может дать усадку, мастера советуют использовать плавающие крепления для соединения стропил с мауэрлатом. Такой способ компенсирует подвижки венцов при естественной усадке дома из бруса или бревна.
Стропильная система вальмовой крыши - технология монтажа
Устройства стропильной системы своими руками пошагово:
1. Подготовка заготовок (стропил)
Это наиболее сложная и трудоемкая часть строительства, т.к. связана с:
- необходимостью обеспечения заданного угла наклона стропильных ног;
- разной длиной нарожников (коротких стропил);
- наличием диагональных стропил (накосных), которым уделяется особое внимание. За счет длины накосные стропила несут большую нагрузку, нежели основные стропила, и поэтому требуют применения более качественного пиломатериала с большим сечением. Кроме того, часто длина диагональных стропил превышает стандартную длину досок.
Чтобы не покупать разный пиломатериал, на практике применяется метод сращивания (спаривания) обрезной доски для получения заданной длины.
Преимущества технологии сращивания стропил:
- получение неразрезных балок заданной длины;
- увеличение прочности диагонального стропила вальмовой крыши за счет удвоенного сечения;
- упрощение расчета и покупки материала (унификация размеров: длина и сечение);
- возможность использования досок, предназначенных для формирования рядовых стропил.
2. Крепление мауэрлата
Мауэрлат для вальмовой крыши - это деревянный брус большого сечения (100х100 или 100х150 мм) смонтированный по периметру стен. Для мауэрлата используется древесина первого сорта.
Особенность укладки мауэрлата состоит в том, что брус соединяется по длине только внахлест, но не встык, с использованием множества точек соединения с основанием стены. Соединительные узлы дополнительно усиливаются металлическими скобами.
Поскольку назначение мауэрлата - служить опорой для стропильных ног, он нуждается в защите от влаги. С этой целью между стеной и брусом укладывает гидробарьер (например, используется рубероид).
Примечание. Под мауэрлат в кирпичных домах (или из газобетона, пенобетона, арболита) заливают пояс из железобетона с заранее установленными шпильками для монтажа бруса. Шпилька имеет диаметр 10 мм и более и должна выступать за плоскость мауэрлата на 20-30 мм. Шаг установки шпилек - 1000-1200 мм.
3. Монтаж прогона
Прогон - это балка, устанавливаемая параллельно сторонам мауэрлата. Прогон служит основанием для монтажа дополнительных опор под стропильными ногами. Устройство прогона не является обязательным этапом работ и выполняется только для вальмовых крыш большой площади или имеющих конфигурацию повышенной сложности. Место размещения прогона, показано на схеме.
При этом следует учесть, что точка максимальной нагрузки будет различаться в зависимости от места расположения - на хребте вальмы или на ребре ендовы.
Примечание. Шатровая вальмовая крыша монтируется без опоры, а в месте примыкания диагональных стропил формируется сложный узел.
4. Установка опорных стоек
Стойки выполняют функцию опоры при установке конькового бруса (оранжевый цвет на картинке).
5. Монтаж коньковой балки
Монтаж конька вальмовой крыши сопровождается точными замерами. Поскольку на конёк будет опираться вся конструкция кровли, правильность его установки проверяется по высоте и по уровню.
6. Крепление стропильных ног
Относительно последовательности работ на этом этапе, мнения мастеров расходятся. Это дает возможность выделить два направления для выполнения работ:
- монтируются центральные стропила, а затем диагональные. Этот порядок работ проще;
- монтируются диагональные стропила, а затем остальные.
При монтаже нижнюю часть стропильной ноги упирают на мауэрлат.
Опирание стропил на вальмовой крыше показано на схеме. Первый вариант (с вырезкой) проще, но второй (с опорным брусом) предпочтителен, т.к. в этом случае крепление не ослабляет стропило.
Формирование узла на коньковой балке возможно разными способами.
Варианты верхнего крепления диагональных стропил показаны на схеме.
Совет. Для жесткости все узлы целесообразно усиливать металлическими элементами (скобы, пластины, уголки).
Поскольку на диагональные стропила приходиться значительная нагрузка их можно усилить с использованием таких средств как:
- установка стойки. Монтируется на перекрытие вертикально;
- установка подкоса. Монтируется под углом. Угол наклона не имеет определяющего значения. Важна способность подкоса усиливать диагональное стропило;
- шпренгель. По сути, это Т-образная короткая балка, развернутая на 180о. Его используют на длинных пролетах и устанавливают таким образом, чтобы его основание было ориентировано перпендикулярно диагональному стропилу.
7. Монтаж рядовых стропил
Рядовые устанавливаются аналогично монтажу центральных стропил, которые формируют края трапеции. Нижняя их часть опирается и крепится на мауэрлат, а верхняя упирается в коньковую балку. Важно соблюдать одинаковое расстояние между рядовыми стропилами.
8. Установка нарожников (коротких стропил)
Нарожники изготавливают только из цельного пиломатериала. В месте примыкания нарожника к длинному стропилу делают врубки или устанавливают опорные балки. Место установки дополнительно усиливают металлическими элементами.
Примечание. Установка нарожников вальмовой крыши возможно в разбежку для упрощения монтажа.
Нарожники в любом случае устанавливаются после формирования силового каркаса кровли. Их монтажом заканчиваются работы по устройству стропильной системы вальмовой крыши.
Вальмовая крыша своими руками пошагово - видео
В программе показан процесс монтажа стропильной системы двухскатной вальмовой крыши с центральным эркером по короткой стене.
После того, как стропильная система готова можно приступать к монтажу кровельного покрытия, специфика крепления которого определяет необходимость монтажа обрешетки на стропильных ногах.
Монтаж стропильной системы вальмовой крыши - длительный процесс, который требует внимание к каждому этапу выполнения работ - от расчета и выбора материала, до установки деталей и усиления узлов крепления. Но, при правильном выполнении всех этапов, результатом станет красивая и надежная крыша для частного дома.
Многих привлекает эффектный и нестандартный вид четырехскатной крыши. Поэтому вопрос, как правильно построить четырехскатную крышу, постоянно находится в центре внимания тех, кто затевает строительство крыши или ее ремонт. Но надо признать, чтобы соорудить подобную крышу придется приложить немного усилий.
Все в строительстве начинается с планирования необходимых действий, поэтому свои наметки, как сделать четырехскатную крышу, предают сначала бумаге.
Проект четырехскатной крыши: расчет всех параметров
Прежде чем создать проект подобной крыши, понадобится определить ее форму, выполнить замеры и рассчитать все необходимые параметры. Непосредственно к строительству приступают, уже имея на руках чертеж конструкции будущей крыши, на котором в деталях будет отмечена вся требуемая информация – угол наклона четырехскатной крыши, конструкция, длина, шаг, порядок сборки стропил, расположение и количество дополнительных опорных деталей и другое.
Залог успеха строительства четырехскатной крыши в точном и детализированном плане, поэтому этот этап можно, скорее всего, считать одним из самым важных.
Расчет четырехскатной крыши можно провести с помощью специальных программ, выложенных в интернете. Но если вы еще не забыли азы школьной геометрии можно поступить по-другому – начертить на бумаге прообраз вашей будущей крыши и с помощью простейших геометрических форму провести расчеты стропил, бруса, количества материала для покрытия и много другого.
Начинаем с угла наклона четырехскатной крыши
Теоретический сначала определяют угол наклона четырехскатной крыши с учетом от особенностей климата данной зоны, тем более что от его значения зависит и высота четырехскатной крыши. Согласно правилам, для районов с обильными осадками уклон увеличивают (соответственно увеличится и расход всех материалов).
Определив уклон, следующим шагом математически выводят высоту конька, умножив половину ширины пролета строения на относительную величину (ее значение беру из специальных таблиц согласно углу наклона). Например, для 30° уклона значение относительной величины равна 0,59, при 25° – 0,47.
Стропила четырехскатной крыши – это система, состоящая из стропильных ферм двух типов: типичных ферм со скатами, соединенными в коньке, и боковых треугольных стропил, упирающихся верхней точкой в конек. Таким образом, в концевых точках конька стыкуются три стропила: одно центральное и два с основных скатов.
Довольно просто можно рассчитать центральное расположение конька четырехскатной крыши по центру: замеряют длину конька, длину стен, параллельно которым он будет расположен, и посчитать их разницу. Поделив разность пополам, откладывают полученный результат от краев параллельных стен.
Важно, чтобы был обеспечен прямой угол между коньком и рейками скатов, что автоматически обеспечивает правильность установки угловых коньков.
расположение конька в центре
Расчет этих параметров вальмовой крыши можно сделать проще, если предварительно выполнить разметку мест стыков стен и стропил. Места крепления боковых стропильных треугольников можно определять, поделив длину поперечной стены пополам.
Монтаж четырехскатной крыши: точность и прочность
Установка крыши начинается с монтажа стропильных ног и ферм, согласно предварительно выполненным расчетам и отметкам. Фермы собирают по шаблону. Добиться жесткости каждой из них, как и в целом всей конструкции помогают различные дополнительные элементы: бабки, подкосы, ригели, шпренгели со стойкой, стойки.
Как сделать четырехскатную крышу не будет слишком сложно, если следовать готовому проекту и соблюдать правильный порядок выполняемых работ.
Работы начинают с укладки брусчатой или бревенчатой мауэрлатной конструкции (в случае стропил из древесины) – более распространенный вариант в частном строительстве. Если предполагается использовать металлические стропила, мауэрлат выполняют из профильного материала из металла. Мауэрлат надежно крепят к стенам, используя соответствующие анкеры.
Важно,чтобы между основой и стеной была обеспечена качественная гидроизоляция.
При необходимости устанавливается также поперечная балка, которая станет опорой для стоек и, соответственно, коньковому прогону, закрепленному на них. При установке конька необходимо строго выдержать его «горизонт» и высоту, поэтому при его монтаже обязательно использование отвеса и рейки. Стойки под конек закрепляют укосинами.
Установкой диагональных стропил формируют плоскости скатов будущей крыши. Главное требование при этом – точная одинаковая длина накосных стропил и идеально ровная плоскость каждого полученного ската. В это же время закладывается также размер свеса. Его средняя величина – порядка полуметра.
На открытых местностях, где возможен сильный порывистый боковой ветер, размер свеса целесообразно увеличить (вплоть до 1 м).
Особого внимания требует врезка элементов в сложных узлах. Скажем, с концом конька стыкуются сразу три элемента: диагональные стропила (2 шт.) центральные стропила (2 шт.) и центральное (рядовое) стропило вальмы (1 шт.). Для выполнения этого узла на коньковом брусе делается специальный подрез (двойной скос).
На дальнейшем этапе, строго параллельно рядовым стропилам монтируются угловые (нарожники). При этом нарожники соседних, основного и вальмового, скатов должны стыковаться с накосным стропилом в разных местах. Для стыков «диагоналей» с нарожниками используют обычную врубку или опорный брус, который с двух сторон пришивают к диагональному стропилу.
Монтаж четырехскатной крыши включает также устройство обрешетки под кровельное покрытие. Будет ли она сплошной или разреженной из досок, брусков или жердей зависит от выбранного материала для кровли.
Крыша – точно такой же важный элемент дома, как его стены и фундамент, а потому к ее выбору стоит отнестись ответственно. Самой практичной является четырехскатная крыша, о чертеже и обустройстве которой мы расскажем намного подробнее.
Четырехскатная кровля – стоит ли воспользоваться этим вариантом?
Данный тип кровли состоит из двух треугольной формы скатов и двух скатов в форме трапеции. Основной особенностью является то, что при строительстве не возникает необходимости обустраивать фронт кровли, благодаря чему сам процесс возведения значительно упрощается. Любая форма кровли имеет и свои достоинства, и свои недостатки.
Конечно же, основным преимуществом четырехскатной постройки считается внешняя красота, но нельзя обходить вниманием и улучшенные теплоизоляционные свойства. К плюсам можно отнести и то, что чердак при использовании подобной конструкции становится больше, главное, уменьшить ее нижний размер. К дополнительным достоинствам можно отнести:
- Функциональность, устойчивость и прочность;
- Высокую сопротивляемость нагрузкам (снег, сильные напоры ветра, дождь);
- Равномерный прогрев площади, что позволяет поддерживать на чердаке комфортную температуру.
Но, как и любое строительное сооружение, такая крыша имеет свои минусы. И самым главным из них является сложность монтажа из-за достаточно большого веса. А потому без помощников при установке вам точно не обойтись. К другим недостаткам относят:
- При возведении подобного сооружения в северных районах нужно применять утепляющие материалы, что приводит к повышению стоимости работ;
- Если вы собираетесь возводить мансарду, придется тратить средства для возведения стен и установки окон.
Разновидности четырехскатной крыши – что выбрать?
Четырехскатная кровля считается хоть и самой сложной конструкцией, но и самой долговечной, предоставляя простор для фантазии дизайнеров, ведь с ее помощью можно создавать самые разнообразные конструкции. Определившись с типом кровли, можно будет приступать к ее возведению.
Виды кровли:
- Шатровая, представляющая собой четыре треугольные фигуры, которые сходятся в одной точке, благодаря чему образуется пирамида. В зависимости от того, каким будет основа крыши, зависит и форма скатов.
- Вальмовая, которая относится к самым сложным строениям, чаще всего используется в том случае, когда вы строите прямоугольный дом. Представляет собой несколько треугольных скатов и два трапециевидных. Несмотря на некоторые сложности при строительстве, именно этот вид кровли считается самым практичным.
- Датская (полувальмовая), отличающаяся неровными поверхностями, которые делят плоскость крыши на несколько треугольников. Такая конструкция лучшим образом подходит для зданий, построенных в северных районах.
Четырёхскатная крыша: чертёж, расчет и проекты
Сначала нам нужно провести проектные работы: осуществляем и рисуем чертеж. Помните про уклон, который варьируется от 5° до 60°, здесь все зависит от типа кровли, предназначения мансарды и атмосферных нагрузок:
- Так, в северных областях, характеризующихся сильными ветрами, крыши нужно делать с маленьким наклоном.
- При больших нагрузках крыша должна иметь наклон в 45°-60°.
От этого параметра во многом зависит и выбор материала для покрытия сооружения. Если наклон составляет 5°-10°, следует выбирать асбестоцементные листы или рулонное покрытие, кровельный металл выбирается для крыши с наклоном в 14°-60°, черепичная крыша подходит при наклоне в 30°-60°. В ходе проектных работ нужно решить, какие стропила будут использованы при строительстве крыши – висячие либо наклонные.
Необходимо выяснить, нужны ли будут вам дополнительные элементы для поддержания прочности конструкции: раскосы или затяжки. Процесс проектирования позволяет учесть всевозможные нагрузки на стропила, куда входят:
- Масса кровельного материала;
- Вес иных элементов, которые составляют кровельный «пирог» (материал для утеплителя, паро- и гидроизоляция);
- Количество осадков;
- Оборудование, которое устанавливают на крыше (лестницы, слуховые окна, аэраторы).
Вы также должны учитывать уклон скатов – это поможет рассчитать все параметры стропил. Подобный проект обязательно включает чертежи стропил, узлы их соединения с иными элементами, месторасположение обрешетки. Если у вас на руках будет такой проект, вы сможете рассчитать требуемые материалы для обустройства стропил и кровли.
Однако стоит помнить, что любая ошибка на этом этапе может привести к негативным последствиям в процессе покупки материалов, что приведет к дополнительным расходам. И если вы понимаете, что не можете провести работы своими руками, лучше всего обратиться к специалистам – они смогут рассчитать все нагрузки и составят грамотный проект, который будет отвечать всем заданным требованиям.
Стропильная система и устройство четырехскатной крыши
При создании подобной конструкции применяются накосные (диагональные) стропила, которые направляются к углам сооружения. Их необходимо создать из двойного бруса, поскольку данный тип стропил должен выдерживать большую нагрузку из-за веса крыши. Другой их особенностью является применение нарожников (коротких стропил), которые упираются в накосные стропила – это позволит конструкции выдерживать еще больший вес.
Если вы решили самостоятельно возводить крышу и стропильную систему, обязательно просчитайте нагрузки, поскольку от этого будет зависеть вся ваша дальнейшая работа. На систему могут воздействовать следующие нагрузки: вес кровли, масса обрешетки, прогонов, а также нагрузки в виде снега и ветра. Для средней полосы нашей страны по расчетам специалистов нагрузка составляет примерно 180 кг на один квадратный метр, зимой эта цифра повышается до 450 килограмм.
Обращаем внимание: в период проектирования стропил вы должны проводить несколько расчетов, первый из которых направлен на выявление прочности, а второй – на выяснение степени их деформации.
Подходящие материалы:
- Многие для их создания выбирают прямоугольный брус либо деревянные доски, сечение которых составляет 5*15*20 см. Лучше всего выбирать хвойные породы (сосны, лиственница, ели).
- Для повышения жесткости можно использовать стальные элементы. Такие конструкции будут намного жестче и прочнее, чем системы из дерева.
- После установки конструкции переходим к изготовлению обрешетки, для чего нужно применять деревянные доски шириной до 5 см. Главное, следить за тем, чтобы материал был сухим и практичным, что гарантирует его долговечность.
Перед этим стелется пленка, благодаря которой крыша будет изолирована от влаги и пара. Крепится она строительным степлером. Только после этого мы можем приступать к обустройству кровли. Следующий шаг – укладка кровельного материала, который мы будем выбирать, исходя из наших предпочтений и финансовых возможностей, учитывая в том числе прочность и форму крыши. Крепится материал надежно и осторожно, особенное внимание уделяйте тому, чтобы снег и дождь не проникали внутрь крыши.
Установка стропильных систем
Как мы уже сказали, такая крыша состоит из раскосов, стропил, опорных балок и других частей, придающих конструкции жесткость и надежность . Чтобы создать крышу, необходимо, прежде всего, установить стропила – от этого зависит результат все вашей работы.
Трудоемкость работ при строительстве четырехскатной крыши ненамного выше, чем обычной двухскатной, но это не значит, что четырехскатная крыша своими руками строится так же просто, как обычная, с двумя симметричными скатами. Основная сложность состоит в том, что четырехскатная крыша требует очень точного инженерного расчета и знаний технологии, особенно, если вы не имеете хорошей практики в строительстве подобного рода крыш.
Чем дом с четырехскатной крышей лучше двухскатного варианта
Почему обычную двухскатную крышу устраивают в основном на простых хозяйственных постройках, а для жилых помещений выбирают четырехскатную крышу:
- Внешний вид четырехскатного варианта крыши выглядит намного симпатичнее и изящнее, чем двойная конструкция;
- Даже простая четырехскатная кровля намного лучше противостоит ударам стихии за счет более плавных обводов и аэродинамики. Даже в самый сильный ветер стропила каркаса остаются практически равнонагруженными, за счет правильного уравновешивания диагональных стропил;
- Два дополнительных ската лучше сбрасывают воду, сохнут под действием ветра и тем самым предохраняют крышу дома от затекания, как это бывает при наличии прямых фронтонов. Тем самым для четырехскатной крыши достигается значительно более высокая теплоизоляция и морозостойкость.
Важно! Конструкция крыши в четыре ската, в отличие от «двушки», обладает высокой степенью адаптации.
Для климата с большим количеством осадков прекрасно подойдет датский вариант с крутыми основными скатами и двумя вальмами, для степной зоны с сильными ветрами низкий шатровый каркас с большими свесами и средним углом наклона.
Наиболее удобным будет использование четырехскатной крыши в домах, где чердачное помещение не выделяется в виде жилой зоны, а используется в хозяйственных целях. Из-за появления двух дополнительных скатов пространство и полезная площадь чердака уменьшается примерно на 25%. Но при желании и достаточных размерах мансардного помещения вместо чердака можно оборудовать небольшую комнату, даже с окнами и балконом, как на фото.
Но в этом случае вместо простой системы вертикальных стоек, на которые опирается коньковый прогон, в конструкции четырехскатной крыши потребуется установить дополнительные горизонтальные балки - ригеля, которые будут играть роль потолочного перекрытия для мансардного помещения.
Как сделать четырехскатную крышу
Прежде всего, стоит разобраться, в чем 4 скатная крыша в деталях отличается от варианта с двойным скатом.
Основное отличие стропильной системы в 4 ската от двойной симметричной крыши
Отличия в конструкции будут наиболее наглядными на схеме с простым прямоугольным вариантом четырехскатной крыши, изображенной на фото:
Важно! Большинство элементов дополнительных скатов требуют очень тщательной подгонки, поэтому зачастую диагональные стропила и нарожники собирают с предварительным «прихватом» на саморезах, и только после окончательной регулировки заменяют болтовым соединением или сбивают гвоздями.
Четырехскатная крыша своими руками, последовательность работ
Самым сложным в постройке стропильной системы четырехскатной крыши является этап вывешивания диагональных стропил. Во-первых, угол наклона диагональных стропил и давление, с которым они опираются на коньковый прогон, должны быть равны параметрам пары накосных балок с другой стороны. Площади скатов и углы наклона в четырехскатной крыше должны быть абсолютно равны.
Во вторых, воображаемая линия, проведенная между точками стыковки или вершинами треугольников, образованными диагональными стропилами с обеих сторон, должны проходить точно по оси бруса конькового прогона, как по горизонтали, так и по вертикали. В том, чтобы правильно выровнять и отрегулировать положение диагональных стропил, состоит главная трудность сборки четырехскатной крыши.
На этапе подготовки сборки четырехскатной крыши выполняют укладку доски или бруса мауэрлата, при этом важно тщательно выровнять плоскость доски по горизонту. На мауэрлат наносят предварительную разметку мест под установку боковых стропил, шпренгельных опор и затяжки. Монтаж четырехскатной крыши значительно упрощается, если в качестве перекрытия используется железобетонная плита.
После выкладывания и крепления затяжки собирают коньковую раму или «скамейку». По сути, это брус конькового прогона, установленный на вертикальные стойки. К стойкам пришивают продольные и поперечные подкосы, обеспечивающие устойчивость рамы до момента сборки стропил вальмовых скатов.
Перед выкладкой диагональных стропил коньковую раму необходимо подпереть парой временных балок, которые крепят к мауэрлату и к крайней стойке «скамейки». Это не позволит коньковой раме опрокинуться под давлением диагональных стропил с другой стороны.
Далее — самое сложное. Сначала определяют реальную длину каждой из накосных балок, для этого в точке опоры на торце конькового бруса забивают гвоздь и шнуром вымеряют длину от гвоздя до точки опоры на мауэрлате. Перед установкой диагоналей каждую из накосных стропил вымеряют и отрезают по своей длине шнура.
Установив накосные элементы на мауэрлат, определяют линию соприкосновения и запила контактной поверхности. Подрезав плоскость опоры накосных балок, их укладывают на торец конькового прогона.
Нижние концы диагональных балок устанавливают в угловое сочленение мауэрлатного бруса с подрезом опорной поверхности балки по приведенной схеме. Иногда форму подреза выполняют по шаблону, но надежнее выполнять разметку линии запила вручную.
В идеале воображаемая вертикальная плоскость, проведенная через любое накосное стропило, должна быть параллельна плоскости накосного бруса, расположенного с противоположной стороны четырехскатной крыши.
Если все сделано правильно, две диагональные стропильные балки четырехскатной крыши станут точно по оси конькового бруса. Чтобы избежать прогиба, достаточно длинных накосников, необходимо установить подкосы и шпренгельные опоры с установкой временного крепежа из саморезов. Аналогично устанавливают стропила с противоположного ската и выравнивают элементы с максимальной точностью. Чтобы увеличить жесткость вальмовых скатов, на краях диагональных балок вырезают и устанавливают по несколько нарожников.
После переходят к укладке рядовых стропильных балок. Крепление на мауэрлате выполняют стандартным соединением болт-гайка или с помощью стальных уголков. В верхней части стропильную доску обычно запиливают по шаблону и укладывают на брус конька.
Обычно после вывешивания рядовок на коньковом прогоне и мауэрлате в верхней части устанавливают дополнительные ригеля, уменьшающие распирающее действие каркаса четырехскатной крыши. После установки всех стропильных балок и выравнивания основных силовых элементов четырехскатного каркаса переходят к капитальному креплению всех стропил на мауэрлате и коньковом прогоне.
На следующем этапе устанавливаются и крепятся подкосы под рядовые стропила, выполняется «забивка» треугольных скатов нарожными балками. Каждый из нарожников вырезают в свою длину по приведенной ниже схеме и устанавливают в шахматном порядке, это позволяет избежать ослабления балки за счет совпадения мест запилов с противоположных сторон.
Все элементы крепят гвоздями, саморезами и болтовым соединением с накладными стальными пластинами и уголками.
Завершающие операции
После сборки основного каркаса четырехскатной крыши на концы стропил набивают кобылки - короткие доски, образующие ряд свеса крыши вдоль стены. По торцам кобылок вымеряют линию среза, подрезают так, чтобы концы находились в одной плоскости, и нашивают карнизную доску. Нижнюю часть кобылок подбивают вагонкой или обычной доской.
После обработки древесины балок антисептическим составом переходят к набивке досок обрешетки. Толщину досок, количество материала и точки забивания гвоздей выбирают, исходя из того, какую кровлю планируют укладывать на данную четырехскатную крышу.
Заключение
Четырехскатная крыша заслуженно считается одной из наиболее удобных и практичных конструкций кровли. Если вы собрались строить четырехскатный вариант своими руками, кроме правильного расчета конструкции, вам потребуется опыт выравнивания и подгонки положения каждой из балок. Поэтому будет правильным получить нужный опыт и навык работы с четырехскатными крышами у более опытных мастеров.
