Крыша является не менее важным элементом дома, чем фундамент и стены. Её конструкция задаёт настроение всему архитектурному ансамблю, делает здание аккуратным и привлекательным. Четырёхскатная крыша приобрела широкую популярность не только из-за высокой надёжности и внешней притягательности, но и вследствие появившейся возможности обустраивать дополнительные сооружения - мансардные и слуховые окна, эркеры и т. д. Несмотря на то, что монтаж подобной кровли немного дороже и сложнее двускатной конструкции, её всё так же несложно построить своими руками.
Преимущества четырёхскатных крыш перед двускатными конструкциями
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.
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.
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 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.
- 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 - 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 - 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 - 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 - 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 - 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.
Проектирование четырёхскатных крыш
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.
Геометрические параметры скатов
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.
Расчёт стропильной системы
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. По сравнению с обычными стропилами, накосные ноги испытывают увеличенную в 1.5–2 раза нагрузку, поэтому их сечение удваивают, а для обеспечения многопролётности подпирают одной-двумя стойками.
Нередко вальмовые крыши имеют усложнённую стропильную систему, которая, в отличие от простой четырёхскатной конструкции, оказывает дополнительную нагрузку в местах установки вертикальных опор. Эту особенность следует обязательно учитывать при расчёте прочности деревянного каркаса кровли.
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.
Таблица: зависимость сечения и шага стропил от их длины
Проводимые вручную расчёты достаточно трудоёмки. Для сокращения времени проектирования можно воспользоваться одним из онлайн-калькуляторов для определения параметров вальмовых крыш. С его помощью можно определить не только геометрические параметры, но и массу других не менее важных факторов:
- количество влаго- и теплоизоляции с учётом нахлестов;
- количество кровельного материала, включая образующиеся при раскрое отходы;
- объём пиломатериалов, необходимых для обустройства стропильной системы;
- длину свесов и т. д.
Видео: использование строительного калькулятора для расчёта кровли
Какие материалы понадобятся для сборки стропильной системы
Для постройки вальмовой крыши лучше всего подходит брус и доска из лиственницы, сосны и другой древесины хвойных пород. Выбирая материал для строительства, необходимо тщательно отбраковывать дефектные доски. Повреждение грибком, сучки и трещины снижают прочность досок и влияют на долговечность кровли. При влажности древесины более 22% пиломатериалы штабелируют на открытом воздухе и просушивают. Следует понимать, что недосушенные доски может покоробить, а это, в свою очередь, приведёт к нарушению геометрии кровли с возможным повреждением финишного покрытия.
Для сборки деревянного каркаса используется прямоугольный брус сечением от 80х80 мм до 150х150 мм - точные параметры определяются расчётным путём или с помощью приведённой выше таблицы. Как альтернативу, можно использовать доску сечением 50х100 мм или 50х200 мм. Если есть необходимость усилить стропильную ногу, то используют спаренные доски.
Для надёжного крепления, а также увеличения жёсткости деревянного каркаса, применяют стальные скобы и другие металлические элементы. Нередко под особо нагруженные коньковые прогоны устанавливают не деревянные, а стальные опоры. Комбинированные каркасы имеют увеличенную прочность и надёжность.
Особенности стропильной системы
Чтобы правильно спроектировать и установить четырёхскатную кровлю, необходимо детально разобраться с её конструкцией, а также особенностями обустройства вальмовых крыш наиболее распространённых видов.
Устройство стропильной системы в деталях
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:
Все эти элементы можно найти в четырёхскатной крыше любого типа. Исключение составляет лишь шатровая кровля, которая боковых стропил и конькового бруса не имеет.
В деревянных и каркасных домах стропильная система монтируется без мауэрлата. В первом случае его функции берут на себя крайние венцы, а во втором - верхняя обвязка.
Разновидности стропильных систем вальмовых крыш
Поскольку основу стропильной системы вальмовой крыши составляют накосные стропила, при монтаже кровельного каркаса необходимо придерживаться следующих правил:
- В конструкциях, где накосные ноги испытывают увеличенную нагрузку, для их изготовления используют брус удвоенной толщины.
- 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.
- При изготовлении накосных стропил следует предусматривать запас на подрезку по месту, поэтому расчётную длину бруса увеличивают на 5–10%.
- 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.
Система с висячими стропилами
Кровельная конструкция с висячими стропилами не имеет опор по средней линии, поэтому основной вес приходится на стены внешнего периметра. Эта особенность проявляет себя в перераспределении внутренних усилий - стропильная система подвергается сжимающим и изгибающим нагрузкам. Что же касается стен, то на них передаются значительные распирающие усилия. Чтобы устранить этот фактор, каждую пару стропил соединяют между собой так называемыми затяжками - перемычками из деревянного бруса или металлопроката.
Затяжка может располагаться как у основания стропильных ног, так и выше. В первом случае перемычка будет исполнять ещё и роль поперечной балки, что является удачным вариантом при строительстве мансардной кровли. Если же затяжка будет установлена в районе средней линии или выше, то она будет выполнять лишь функцию закрепляющего звена. Следует отметить, что от такого, казалось бы, незначительного момента, как высота установки затяжек, зависит стоимость стропильной системы. Чем выше будут расположены поперечные перемычки, тем больше должно быть сечение всех составляющих деревянного каркаса.
Вальмовые крыши с наслонными и висячими стропилами имеют отличия между опорными элементами конструкции Конструкция с наслонными стропилами
Вальмовая крыша с наслонными стропилами подходит лишь для тех домов, внутреннее пространство которых разделяется на две равные части капитальной стеной или установленными для поддержки перекрытия опорными столбами. В этом случае нижний край стропильных ног опирается на мауэрлат, а средняя часть - на несущий простенок. Наличие дополнительных точек опоры позволяет разгрузить элементы стропильной системы, сняв с них, а также со стен здания знакопеременные горизонтальные усилия. Как и кровельные балки, стропила начинают работать лишь на изгиб. Каркас с наслонными стропилами становится более жёстким и прочным по сравнению с той конструкцией, в которой используются стропила безопорного типа. И это при том что в первом случае можно использовать брус меньшего сечения. А это способствует уменьшению веса деревянного сооружения и снижает расходы на закупку пиломатериалов.
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.
- 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 - 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 - 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.
- 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 - 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 - 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.
- 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 - 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 - Если есть необходимость, то к стропилам и нарожникам крепят кобылки. Концы стропильных элементов обрезают по шнуру.
Крепление стропил к мауэрлату можно выполнить несколькими способами - 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.
- После того как стропильная система будет собрана, поверх неё устанавливают кровельный пирог.
Стропильная система подготовлена к монтажу кровельных материалов
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. Если кровельный пирог монтируется без утеплителя, то пароизоляция не требуется - достаточно будет слоя влагостойкого материала. Разумеется, не понадобятся при этом и дополнительные рейки, поскольку поддерживающие кровлю доски будут крепиться непосредственно к нарожникам и стропильным ногам.
В зависимости от типа кровельного материала, на вальмовых крышах используют один из двух видов обрешётки:
- сплошную;
- разреженную.
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.
Крепление обрешётки выполняют гвоздями, длина которых равняется утроенной толщине досок. Если для фиксации используют саморезы, то можно использовать более короткий резьбовой крепёж с длиной, соответствующей двойной толщине пиломатериала.
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.
Видео: сооружаем вальмовую крышу своими руками
Типовой проект вальмовой крыши
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.
Галерея: чертежи и схемы четырёхскатной крыши
На чертеже указываются точные размеры всех элементов кровли В основании стропильной фермы лежат треугольники Стропила трапециевидных скатов опираются на длинные несущие стены строения Затяжки устанавливаются у основания стропил и выполняют роль балок перекрытия При создании проекта необходимо учитывать длину стропил, их шаг, рекомендуемое сечение бруса или доски Для крепления стропил применяются деревянные и металлические изделия Крепления позволяют передать нагрузку от одного элемента системы к другому
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. Что же касается дополнительных сложностей и затрат, то они окупятся полным удовлетворением от работы, которая сделает постройку более яркой и привлекательной.
Кровля из четырех скатов – чем она хороша? Многочисленные эксплуатационные преимущества данного вида, безусловно, превышают недостатки. Так ли проста стропильная система четырехскатной крыши, как думают многие новички строительного дела? Скоро вы это обязательно узнаете! Важные нюансы и особенности этапов возведения вальмовой кровли мы опишем в этой статье.
Что нужно знать о четырехскатных стропильных системах?
Существуют два варианта четырехскатных крыш: вальмовая и шатровая. Первый тип имеет форму прямоугольного конверта, состоящего из двух основных трапециевидных скатов и конька, и двух фронтонных (боковых) скатов — треугольников:
Шатровая кровля – это четыре одинаковых равнобедренных треугольника, соединенных в одной верхней точке (напоминает шатер):
Оба варианта предусматривают установку, как наслонных, так и висячих стропил, которые устанавливаются с использованием стандартных технологий.
Как выбрать тип стропильной системы для 4-скатной кровли?
При отсутствии центральной опоры кровли, выбор делается в пользу висячей стропильной системы. Если для каждой стропилины можно найти верхнюю и нижнюю опоры, то следует выбрать наслонную конструкцию. Этот вариант проще и доступней для непрофессиональных мастеров. Нужно лишь запомнить два главных условия: при жестком креплении низа и верха стопил, необходим усиленный мауэрлат, так как на него передается распор; при шарнирном креплении или полужестком соединении (например, верх шарнирный, а низ – жесткий или наоборот), мауэрлат усиливать не нужно:
Выбор одного из видов четырехскатной кровли должен быть обусловлен формой самого дома. Для квадратных домов возводятся шатровые стропила, для прямоугольных – вальмовые. Также, можно встретить сложные многоскатные крыши комбинированного вида, которые содержат и вальмовые и шатровые элементы.
И вальмовые и шатровые конструкции сохраняют основные функции двускатной кровли (например, возможность обустройства мансарды) и смотрятся очень эстетично:
Почему же четырехскатная крыша популярнее двухскатной?
«Зачем же лишняя головная боль и сложности?», — спросите вы: «Ведь можно соорудить простую двускатную кровлю гораздо быстрее и дешевле». Здесь мастера подчеркивают некоторые важные моменты в пользу выбора именно четырех скатов для крыши:
- Высокая ветроустойчивость. Четырехскатная кровля не имеет фронтонов, все ее плоскости наклонены к коньку. Такое строение минимизирует воздействие сильного ветра и сводит к «0» возможные разрушительные последствия.
- Наиболее удачное распределение нагрузки. Многоскатная кровля выдерживает максимальное количество осадков, так как пологие скаты принимают часть основной нагрузки. Поэтому, провисание, деформация и разрушение стропильной системы, в данном случае, имеют минимальную вероятность.
- Доступность выбора любого способа утепления крыши. Прямые фронтоны требуют особого подхода при выборе вида утепления крыши, так как расположены вертикально и подвержены продуванию ветром. Пологие скаты вальмовых и шатровых систем позволяют равномерно утеплить крышу любым доступным материалом.
Кроме перечисленных «плюсов», крыша с четырьмя скатами отлично сберегает тепло, может быть облицована любым кровельным материалом и всегда имеет аккуратный вид.
Устройство четырехскатной стропильной системы
Стропильная четырехскатная конструкция состоит из таких элементов: мауэрлат, коньковый брус, центральные и вальмовые стропила, накосные ноги, а также, лежни, стойки, ригели, подкосы и прочие укрепляющие детали. Рассмотрим самые основные элементы.
I. Мауэрлат
Мауэрлат – самая важная деталь конструкции, так как на нем держится вся стропильная система. Он представляет собой мощный деревянный брус 100Х200, 100х250, 100х100, 150х250, 200х200 см. Изготавливается мауэрлат из цельного качественного дерева, преимущественно, хвойных пород. Стропильная система вальмовой крыши, как и любой многоскатной кровли, требует основательного крепления базового бруска. Порядок монтажа мауэрлата в данном случае: формирование монолитного фундамента в торце несущих стен с установкой шпилей; укладка гидроизоляции; обработка и монтаж мауэрлата по периметру всего дома; усиление анкерами и прочими креплениями для максимальной надежности основы.
Мауэрлат можно уложить на край стены, либо в предусмотренный при кладке кирпича карман с внутренней стороны несущих стен.
II. Накосные ноги
Накосными ногами называют четыре угловых стропила, которые опираются на края конька и углы мауэрлата. Они – самые длинные среди всех стропильных ног системы, поэтому должны иметь сечение не менее 100х150 мм для максимальной жесткости.
III. Коньковый брус
Коньковый прогон – горизонтальная балка, которая соединяет все стропила, вершина стропильной системы. Брус необходимо укреплять стойками и подкосами. Конек должен располагаться строго параллельно плоскости чердачного перекрытия и перпендикулярно стойкам.
IV. Стропила
Стропила для четырехскатной кровли делятся на: центральные (крепятся на мауэрлат и конек); основные вальмовые (крепятся на ось конька и мауэрлат); промежуточные и укороченные (устанавливаются на накосные ноги и мауэрлат, соединяют углы скатов).
V. Укрепляющие элементы
К дополнительным усиливающим элементам относятся стойки для конькового бруса, ригели или балки перекрытия, подкосы стропильных ног, ветровые балки и пр.
Система стропил для четырехскатной крыши своими руками
Рассмотрим поэтапный процесс возведения стропильной конструкции. Мы выбрали для наглядности самый популярный вариант – вальмовую кровлю. Стропильная система вальмовой крыша схема которой шаг за шагом, представлена вашему вниманию ниже:
Шаг I: Создание проекта
Чтобы изобразить свой вариант вальмовой кровли на чертеже, необходимо произвести расчет высоты, длины, уклонов скатов и площади крыши. Это необходимо для четкой и качественной реализации проекта и подбора нужного количества расходных материалов:
Расчеты следует начать с выбора угла скатов крыши. Оптимальным уклоном считается угол 20-450. Величина уклона должна соответствовать климатическим особенностям региона. Так, в особо ветреных районах уклон следует делать минимальным, а для местности, где часто и обильно выпадают осадки, необходим максимально крутой угол ската. Кроме погодной среды, нужно учитывать и кровельный материал, который планируется использовать. Для мягкой кровли градус наклона должен быть меньше, для твердой – больше.
И еще один маленький, но важный нюанс по этому вопросу – угол уклона лучше делать одинаковым для всех четырех скатов. Так и нагрузка будет распределяться равномерно, и конструкция будет максимально устойчивой, и эстетическая привлекательность останется «на высоте».
Теперь, зная угол наклона и ширину дома, мы можем воспользоваться простой математикой для расчета высоты конька, длины стропильных ног, стоек и других деталей стропильной системы. При расчете длины стропилин, не забывайте учитывать карнизный свес (как правило, его длина равна 40-50 см).
Площадь крыши для закупки нужного количества кровельного материала рассчитывается, как сумма площадей всех скатов конструкции.
Как правильно составить чертеж крыши?
- Выбираем масштаб чертежа и переносим размеры дома в масштабе на лист бумаги;
- Далее переносим на схему выбранные размеры нашей крыши: высоту конька, его длину, количество и размер стропильных ног, подкосы, стойки и все детали, в соответствии с расчетами, сделанными ранее;
- Теперь можно подсчитать все необходимые материалы и заняться их поиском.
Шаг II: Подготовка к работе
Для возведения кровельного каркаса вам потребуются стандартные инструменты и оборудование: дрели, шуруповерт, лобзики, молотки, стамески и прочее. Мы уже знаем необходимое количество материалов для стропильной системы, поэтому можем сделать их закупку. Пиломатериал для каркаса должен быть цельным, не иметь трещин, червоточин, иметь светлый оттенок, без серого или желтого налета, пахнуть свежей древесиной. Влажный лес не стоит укладывать на крышу сразу, его нужно просушить, обработать антисептическим раствором и снова просушить. Влажность дерева должна не превышать 20%.
Шаг III: Монтаж мауэрлата
Мауэрлат – базовая часть всей стропильной системы. Он передает распорные нагрузки на несущие стены дома. Установка мауэрлата для четырехскатной крыши ничем не отличается от аналогичных конструкций с двумя или одним скатом. Максимально подробно этот процесс описан в наших предыдущих статьях.
Брус основы, параметры которого описаны выше, кладется на армпояс и качественную гидроизоляцию. Если необходимо соединить мауэрлат, то бруски надрезаются на половину сечения и соединяются внахлест с помощью прочных креплений.
Шаг IV: Укладка лежней или балок перекрытия
Если внутри дома имеются несущие стены, то на их торцы необходимо установить лежни – основу для опорных стоек кровельной системы. Если несущих перекрытий в доме больше нет, то чердачный пол перекрывается усиленными балками, на которые впоследствии и устанавливаются опоры для кровли, а после – укладывается пирог чердачного перекрытия.
Балки должны иметь сечение не менее 100х200 мм. Шаг между ними – 60 см. Вы можете немного корректировать эту цифру, в зависимости от особенностей вашего дома. Расстояние между крайними балками и мауэрлатом не должно быть менее 90 см. Это расстояние используется для монтажа полубалок карнизного свеса (выноса). Выносы крепят к двум крайним балкам с помощью прочных анкеров и усиленных металлических уголков.
Шаг V: Установка опорных стоек, прогонов и конька
Стойки – важная деталь для поддержания конструкции, они перераспределяют вес стропильной системы на лежни или балки перекрытия. Устанавливаются стойки строго перпендикулярно плоскости лежней. В четырехскатных системах опоры устанавливаются под коньковый брус (вальмовая крыша) или под угловые стропила (шатровая крыша):
Стойки должны надежно крепиться к основанию с помощью металлических пластин и усиленных уголков. Прогоны устанавливаются, как дополнительная опора для стоек. В шатровой кровле прогоны имеют форму прямоугольника, а для вальм – это обычные коньковые прогоны.
После того, как мы убедились в правильности установленных опор (с помощью метра и уровня), можно крепить верхний коньковый брус. Он монтируется на вертикальные стойки и усиливается надежными металлическими креплениями (пластинами, уголками, анкерами и саморезами). Теперь беремся за угловые выносы:
Шаг VI: Монтаж стропилин
Первыми необходимо установить боковые стропила, которые опираются на коньковый брус и мауэрлат (либо закрепляются с выносом). Для этого нужно изготовить шаблонную стропилину с соответствующими надрезами. Прикладываем стропильную ногу к коньку, отмечаем место запила карандашом, затем отмечаем место запила стропилины для стыковки с мауэрлатом и делаем запилы. Еще раз приложите стропилину к опорам, чтобы убедиться, что стыковка верная, и подправить недочеты. Теперь этот образец можно использовать для изготовления всех боковых стропилин. Монтаж стропильных ног основных скатов осуществляется по общим правилам, описанным в устройстве двухскатной стропильной системы (см. статью и видео).
Следующими монтируются диагональные (угловые) стропила. Их верхний край устанавливается на стойку и стыкуется с краем конькового бруса. Перед этим делаются замеры и соответствующие запилы стропильных ног. Нижний конец диагоналей закрепляется в углах мауэрлата:
Так как диагональные стропила длиннее всех остальных ног, они требуют дополнительной опоры. Эту функцию выполняют шпренгеля – опорные балки, которые устанавливаются под каждую диагональную ногу, в нижней ее четверти (именно здесь происходит наибольшая нагрузка). Шпренгеля, как и коньковые стойки, устанавливаются на опорные угловые балки, расположенные в плоскости балок перекрытия.
Между угловыми ребрами пространство заполняется вспомогательными стропильными ногами — нарожниками. Нижняя часть их опирается на мауэрлат, а верхняя – на диагональную стропильную ногу. Шаг между нарожниками должен быть равен шагу между боковыми стропилами (50-150 см).
Шаг VII: Обрешетка
Осталось выполнить заключительный этап формирования кровельного скелета – установку обрешетки. Это доски или бруски 50х50 мм, которые крепятся на стропила параллельно коньковому прогону и мауэрлату. Шаг досок обрешетки – 50-60 см. Этого вполне достаточно для укладки кровельного пирога. Когда предусматривается мягкая кровля, обрешетка кладется в 2 слоя (контробрешетка и обрешетка).
Напоследок несколько видеоматериалов:
Итак, мы описали монтаж стропильной системы четырехскатной крыши, его основные принципы, и даже немного углубились в некоторые нюансы. Вальмовые и шатровые конструкции – хоть и не самый простой, но вполне осуществимый вариант для каждого начинающего мастера. Особенно, если у него есть хорошие помощники. Желаем успехов в работе!
После опубликования статьи о строительстве двухскатной крыши своими руками, мне на почту стало приходить много писем с просьбой показать, как возводится четырехскатная вальмовая крыша. Действительно, такой вариант стропильной системы довольно популярен, но строительство её более сложно, чем той же двухскатной крыши или даже ломаной.
Сложность эта связана с наличием в конструкции угловых стропил. В разных источниках их называют по разному — диагональные, накосные, вальмовые… Я буду использовать термин угловые для простоты.
При описании строительства двухскатной крыши и я использовал конструкцию, в которой стропила опираютсся на балки перекрытия расположенного ниже этажа. Сейчас для разнообразия мы рассмотрим пример, когда стропила опираются непосредственно на мауэрлат.
Итак, допустим мы имеем стопу дома размером 7х11 метров. Высота её 3,5 метра. Под крышей у нас будет неотапливаемый чердак. На рисунках ниже показано, как мы установили чердачное перекрытие и мауэрлат (для увеличения изображений кликайте на рисунок).
Расчет сечения балок перекрытия был сделан в программе описанной Я выбрал сечение 100х200 мм.
Балки рассчитывались как нагруженные распределённой нагрузкой. Шаг балок — максимально возможный при таком сечении 0,7 метров. При расчете чердачных перекрытий я всегда использую нормативную распределенную нагрузку в 300 кг/м². Здесь 200 кг/м² приходится на вес самого перекрытия с утеплителем и 100 кг/м² добавлено как временная нагрузка от людей, которые будут передвигаться по перекрытиям в процессе строительства крыши и возможно в процессе эксплуатации (некоторые хранят на чердаке различные вещи).
Расчетная нагрузка «Нагр.(расч.)» определяется увеличением нормативной нагрузки (в данном случае на 10%) для обеспечения большего запаса прочности.
Балки перекрытия, с целью равномерного распределения нагрузки, мы установили на доску сечением 50х150 мм. Особенно это важно для несущей перегородки, ведь помимо самих перекрытий, на неё будет приходиться ещё часть нагрузки от крыши. В качестве используется брус 100х150 мм.
Любая четырехскатная вальмовая крыша начинается с установки конькового бруса. Соответственно нам его нужно на что-то опирать. Если под коньковым брусом расположена несущая перегородка, тогда всё просто — опираемся на неё.
В нашем же примере несущая перегородка в доме расположена перпендикулярно будущему коньку. Опирать конёк на балки перекрытия нельзя, т.к. сечение их на это не рассчитывалось. Поэтому поступаем следующим образом. На мауэрлат строго по середине устанавливаем несущую балку. Она состоит из двух досок сечением 50х200 мм (см. рисунки). Промежуток между ними 50 мм. Почему именно две доски — будет понятно ниже.
Обратите внимание, где находятся вставки между досками (правый рисунок — размер 676 см замерен рулеткой; разделив это значение на 2 и отняв от него 2,5 см — получим искомый размер). Вставки эти сделаны из обрезков доски 50х150 мм и крепко пришиты гвоздями.
Теперь собираем так называемую «скамью». Стойки из досок 50х150 мм, коньковый брус из доски 50х200 мм. Стойки ставим строго вертикально по уровню (либо отвесу) на показанные выше вставки. Каждая стойка фиксируется временными раскосами (на рисунке показаны раскосы только на одной стойке). Все соединения делаются на саморезы, чтобы их можно было легко разобрать. Зачем — будет ясно далее.
Высота стоек определяется способом, о котором говорилось в статье про ломаную мансардную крышу. Т.е. прежде чем приступать к строительству, необходимо на бумаге нарисовать в масштабе эскиз коробки дома и будущей крыши (чем крупнее будет рисунок, тем более он наглядный). Эскиз рисуется исходя из личных эстетических предпочтений.
Из полученной схемы мы и определяем высоту стоек. В данном примере меня вполне устраивают стойки высотой 2,5 метра.
Следующим шагом будет изготовление и установка стропил упирающихся в коньковый брус. Чтобы не путаться, назовём их рядовыми стропилами. Расчёт показал, что в качестве рядовых стропил в нашем примере (регион — Нижегородская обл., кровля — металлочерепица) можно использовать доски сечением 50х150 мм с шагом 0,6 метра.
Для начала изготовим шаблон из дюймовой доски 25х150 мм. Порядок его разметки показан на рисунках ниже:
Немного поясню. Берём дюймовую доску подходящей длины. Прикладываем её как показано на левом рисунке. Верхний запил отчеркиваем как показано на среднем рисунке с помощью любого бруска высотой 5 см. Эта высота равна глубине запила стропила в месте его соединения с мауэрлатом. Обычно я эту глубину беру равной примерно одной трети от высоты сечения стропила. Т.е., например, если бы стропила были из доски 50х200 мм, тогда запил бы был глубиной 7 см.
Нижняя часть шаблона размечается в соответствии с правым рисунком. Запил стропила на мауэрлате рисуем снова используя любой брусок высотой 5 см. Затем, отмерив от наружной поверхности стены 40 см (такой ширины будет наш карнизный свес), рисуем вертикальную линию по уровню или отвесу.
На правом рисунке можно заметить, что при разметке шаблона, оказалось, что верхний ряд облицовочного кирпича нам мешается. Поэтому мы его просто сняли. Можно было выбить отдельные кирпичи в местах установки стропил. Я уже писал ранее, что не стоит нагружать крышей облицовочную кладку.
Итак, шаблон рядовых стропил готов. Конечно построить коробку дома, а также установить мауэрлат и коньковый брус с соблюдением идеальной геометрии очень сложно. Погрешности всегда будут. Поэтому прежде чем делать заготовку очередного стропила, возьмите шаблон и приложите его в том месте, где это стропило будет ставиться. Если Вы видите какие-то несостыковки, сразу учтите их при изготовлении стропила. Возможно его нужно будет на несколько миллиметров удлинить или наоборот укоротить. В общем в процессе работы всё станет понятно.
После того как все рядовые стропила установлены и закреплены, в данном примере, перед установкой угловых стропил, я бы разгрузил нашу среднюю несущую балку (которая из 2-х досок 50х200). Для этого мы снимаем стойки, на которые ставили коньковый брус. В этот момент нагрузка полностью распределится на стены коробки дома. А теперь наши стойки мы немного укорачиваем и ставим их на место. Они должны войти между коньком и балкой свободно с минимальными усилиями (забивать их здоровым молотком не надо).
Если бы у нас стойки опирались не на балку, а на несущую перегородку, этот шаг мы бы пропустили.
Теперь переходим к самому интересному — изготовление и установка угловых стропил. Угловое стропило должно одновременно находиться сразу в 2-х смежных плоскостях скатов. Это является обязательным условием того, что обрешётка и кровля будут ровными без прогибов. Разные строители делают это по разному. Расскажу, как делаем мы.
Расчет сечения угловых стропил довольно сложный, углубляться в него смысла нет. Мы всегда делаем их из 2-х сшитых между собой досок того же сечения, что и рядовые стропила. Эта практика проверена многолетним опытом многих строителей. За надёжность я могу поручиться, конечно с установкой необходимых подпорок (о них мы поговорим ниже).
Для начала на каждом углу непосредственно к мауэрлату прикрепляем по два запиленных (см. рис.) обрезка доски (50х100 мм) длиной около 30 см. Запилы сделаны под углом 45º.
Далее на любой угол, с которого решили начать, крепим обрезок доски (в данном случае 50х150 мм) согласно рисунку. Обратите внимание — плоскость бруска обращённая к нам совпадает с линией соединяющей внутренний и наружный углы мауэрлата. Короче говоря, брусок стоит в том месте, где будет стоять правая доска будущего углового стропила.
Теперь на рядовом стропиле замеряем с помощью угольника размер показанный на рисунке и отмечаем его на установленном бруске. Назовём полученную точку — точка 1. Вкрутим в неё саморез.
Вверху согласно рисунку делаем разметку. Размер 10 см — это толщина углового стропила. Главное, чтобы треугольник был равнобедренный. Назовём точку справа (на рисунке помечена маленьким штрихом) — точкой 2. В неё также вкручиваем саморез.
Между точками 1 и 2 натягиваем шнурку (показана синим цветом). Затем берём любой небольшой обрезок доски шириной 15 см (такая же как и у стропил) и, совмещая его верхнюю грань со шнуркой (см.рис), упираем этот обрезок в мауэрлат. В точке касания рисуем карандашом отметку и замеряем размер опирания углового стропила (в данном случае 11 см). Эту отметку назовём — точка 3.
Теперь нам нужно замерить угол наклона углового стропила. Для этого мы используем малку. Лучше приобретать малку с транспортиром в сборе (левый рисунок). Если такую найти не удалось, можно пользоваться и простой малкой плюс обычный школьный транспортир (средний рисунок). Какой угол мы замеряем показано на правом рисунке:
Полученную заготовку прикладываем вверху (см. левый рисунок) к нашей точке 2 и совмещая её со шнуркой, карандашом рисуем линии параллельные рядовому стропилу справа. По этим линиям делаем новый запил. Что должно получиться видно на правом рисунке. Так же на рисунке видно, что в нижней точке соприкосновения шаблона и рядового стропила, мы поставили ещё одну отметку. Назовём её — точка 4.
Наконец мы снимаем шнурку, замеряем рулеткой расстояние между точками 3 и 4 и изготавливаем угловое стропило. Последовательность такая: замеряем свес рядового стропила. Выше на рисунке, где показано рядовое стропило с размерами, нужный нам размер 0,67 метра. Умножим это значение на 1,5. К полученной цифре прибавим расстояние между точками 3 и 4. Так мы получим длину заготовки углового стропила. Длина эта сделана с достаточным запасом. Свес получится больше необходимого, его подрезают уже по месту, когда делают карниз.
Теперь сшиваем две доски 50х150 . При большой длине заготовки доски стыкуем — стыки делаем в разных местах. Думаю тут всё очевидно. С помощью шаблона размечаем и запиливаем верхний конец правой доски. Затем как бы делая зеркальное отображение запиливаем левую доску. Откладываем на заготовке расстояние между точками 3 и 4 (откуда откладывать должно быть понятно из рисунков выше). Делаем нижний запил выдерживая угол α и наш размер опирания углового стропила — 11 см. Теперь стропило можно ставить на место и закреплять.
Для других угловых стропил все запилы делаем такими же. Единственное что можно уточнить — это расстояние между точками 3 и4.
Самая нагруженная точка углового стропила находится на расстоянии 1/4 пролёта от верхней точки. Поэтому здесь нужно поставить дополнительные стойки. Как я уже говорил, в нашем примере на балки перекрытия ставить стойки нельзя, поэтому кладём под них дополнительные балки сечением 100х200 мм.
Теперь нам нужно изготовить и установить так называемые «нарожники». Здесь в принципе всё не так сложно, как может показаться. Для начала на мауэрлате карандашом делаем разметку с необходимым шагом (0,6 метра) и отмечаем места где будут стоять нарожники. 
Теперь мы прямо по месту делаем самый короткий крайний нарожник. Его нижние запилы и длина свеса отмечаются по оставшемуся у нас шаблону рядовых стропил. Они одинаковые. Верхний запил можно сделать прямо по месту без каких либо сложных построений. Нарожник не тяжёлый. Взяли, покрутили, прикинули, пару раз бензопилой поправили верхний запил и всё получится. Если нарожник на несколько сантиметров сдвинется влево или вправо вдоль мауэрлата — это не страшно. Главное добейтесь, чтобы при взгляде сверху угол между ним и мауэрлатом был 90º. Думаю это понятно.
Теперь мы можем использовать этот короткий нарожник как шаблон для всех остальных. Запилы все одинаковые, разная только длина. 
Смотрите рисунок: мы замеряем длину рядового стропила и вычитаем из неё длину сделанного короткого нарожника. Полученную цифру делим на общее число нарожников в углу. Мы ведь сделали разметку на мауэрлате и знаем сколько их будет. В нашем случае пять. Итак, мы получили расстояние, на которое будет отличаться длина каждого последующего нарожника. Т.е. короткий у нас есть, прибавляем к нему это расстояние, получаем длину следующего и так далее. Уверен, что если Вы сами будете строить крышу и дойдёте до этого этапа, то здесь проблем у Вас уже не возникнет.
Теперь небольшое отступление. Если величина пролёта перекрываемого угловым стропилом больше 7,5 метров, помимо установленной нами стойки нужно поставить дополнительную стойку на расстоянии 1/4 пролёта от нижней точки опоры. Если перекрытия позволяют ставим стойку на них, либо делаем так называемый «шпренгель» (см. рис.).
Если же величина пролёта более 9 метров, ставим ещё стойки по середине. Ну здесь соответственно нужно будет усиливать и рядовые стропила. В процессе их расчёта это станет очевидно.
Итак, возвращаемся к нашей крыше. Теперь нужно сделать карнизный свес. В этой статье я углубляться в процесс не буду. Устал уже писать. Приведу лишь несколько рисунков, из которых думаю и так всё будет понятно.
На этом хотелось бы закончить. Конечно, чем сложнее процесс, тем сложнее его описать в понятной и доступной форме. Всё же я надеюсь, что люди, которые решат строить вальмовую крышу собственными руками, разберутся и у них обязательно всё получится. Какие-либо вопросы либо дополнения по теме пишите в комментариях. Обсудим.
И ещё одно наблюдение. По моему личному предубеждению вальмовая крыша в чистом виде, как мы строили ей в этой статье, выглядит как то скучновато. Она просто преображается, если сделать хотя бы одно слуховое окно.
Четырехскатная крыша, при условии грамотного ее возведения, отличается не только презентабельным внешним видом, но и повышенной прочностью, которая позволяет ей эффективно противостоять атмосферным осадкам и сильному ветру. В данной статье мы расскажем о том, каково устройство стропильной системы четырехскатной крыши, рассмотрим разновидности таких каркасов, а также опишем подробный план работ по их возведению.
Сравнительная характеристика видов каркаса: шатрового и вальмового
В категорию крыши с четырьмя скатами входят 2 типа каркасных систем, которые схематично выглядят как квадратный (шатровая конструкция) и прямоугольный (вальмовая кровля) конверты. В нашей стране крыша конверт достаточно популярна. Главной особенностью четырехскатных крыш является отсутствие фронтонов. Для сооружения стропильной системы четырехскатной крыши в обоих случаях применяются висячие и наслонные стропила. Методы их сборки являются стандартными для крыш с любым количеством скатов.
Отличительные черты четырехскатных кровель различной конструкции:
- В случае с шатровым каркасом, кровля состоит из четырех равнобедренных треугольников, которые соприкасаются вершинами в одной точке. В данном случае функции конька возложены на центральную опорную балку в наслонных конструкциях, либо на верхнюю точку фермы висячих стропил.
- Крыша вальмового типа предполагает наличие двух треугольных и двух скатов в форме трапеции. В данном случае трапециевидные скаты примыкают к коньковой балке верхними ребрами, а треугольные – вершинами. При этом все четыре ската соприкасаются друг с другом боковыми ребрами.
Изучая план стропильной системы четырехскатной крыши, можно сделать вывод, что выбор конфигурации четырехскатной кровли зависит от формы строения. То есть, квадратные дома перекрывают шатровыми конструкциями, а прямоугольные – вальмовыми кровлями. При этом можно использовать любые кровельные материалы, как жесткие, так и мягкие.
При составлении чертежей стропильной системы четырехскатной крыши следует четко обозначить геометрическую форму, а также указать положение отдельных элементов и проекции скатов с точными размерами.
Как правило, системы стропил вальмового и шатрового типа комбинируют с традиционными – односкатными, двускатными и ломаными крышами в рамках одного объекта.
Для опоры четырехскатной конструкции можно использовать мауэрлат, являющийся верхней обвязкой на бетонных или кирпичных стенах, а также верхний венец бревенчатого сруба. Наслонную технологию применяют в тех случаях, когда есть возможность установить верхнюю и нижнюю опору под каждую стропильную ногу.
- Мауэрлат должен быть закреплен с усилением, чтобы выдержать распирающие усилия в случае жесткой фиксации стропильных ног деревянными накладками или металлическими уголками.
- Если же верхняя часть ноги будет зафиксирована жестко, а нижняя – на шарнирном креплении, производить фиксацию мауэрлата можно обычным способом. В таком случае при усилении нагрузок на каркас стропила смогут слегка сдвинуться.
- Распирающая нагрузка и давление на мауэрлат будут нивелированы при использовании жестких креплений нижней части стропил и шарнирных – на верхних пятках.
Обратите внимание, что способ укладки мауэрлата и всей стропильной системы следует предусмотреть на этапе проектирования здания. При отсутствии внутренних несущих стен и невозможности размещения опорных элементов для центральной части крыши, применяется технология висячих стропил. Однако чаще всего устанавливают все-таки наклонный тип стабильного каркаса, предусмотрев заранее наличие несущих конструкций.
При сооружении вальмовых и шатровых каркасов используются такие специфические узлы стропильной системы четырехскатной крыши:
- Диагональные ноги, из которых выполняются хребты скатов. В каркасах шатрового типа такие накосные ноги совмещают углы крыши с ее верхней точкой. Вальмовые каркасы предполагают стыковку консолей коньковой балки с углами посредством диагональных стропил.
- Нарожники (полуноги) – элементы, монтируемые под углом 90 градусов к карнизам. Поскольку они стыкуются с диагональными стропилами и располагаются параллельно друг другу, их длина будет отличаться. Из таких элементов создаются скаты крыши.
Эти же конструктивные элементы применяются для создания ендов, с той лишь разницей, что углы делаются вогнутыми.
Именно установка накосных стропил представляет наибольшую сложность. Более того, на эти элементы будет приходиться повышенная нагрузка, поскольку они служат опорным элементом для крепления в верхней части нарожников, то есть выполняют функции конька. Поэтому перед началом работ необходимо выполнить расчет стропильной системы четырехскатной крыши.
В целом процесс возведения крыши с четырьмя скатами включает такие этапы:
- Укладка мауэрлата на стены из кирпича или бетона. В бревенчатых домах этим элементом служит верхний венец.
- Монтаж центральной опорной балки под шатровый каркас или сборка опорных конструкций для вальмовой крыши.
- Установка наслонных стропильных ног под ту или иную конструкцию.
- Крепление диагональных стропилин, которые совмещают углы крыши с центральной вершиной или торцами конька.
- Разметка и монтаж нарожников.
Если предполагается висячий тип стропильной системы, то первым этапом создания шатровой конструкции станет размещение центральной фермы в форме треугольника. При создании конструкции вальмового типа на стартовом этапе крепят несколько стропильных ферм.
Строительство вальмовой крыши
Поскольку в частном строительстве используются преимущественно вальмовые крыши с наслонными стропилами, рассмотрим подробнее процесс монтажа четырехскатной стропильной системы такой конструкции. Опорой для конструкций будут служить перекрытия, размещенные на мауэрлате.
Фиксация методом врубки будет выполняться лишь в месте стыковки конька со стропилами, поэтому мауэрлат можно устанавливать на обычных креплениях. В рассматриваемом здании коробка дома имеет размеры 8,4×10,8 м. Крыша на плане будет превосходить размеры дома на 40-50 см с каждой стороны – это ширина карнизного свеса.
План укладки опор на мауэрлат
В зависимости от материала, использованного для возведения стен здания, укладка мауэрлата может производиться различными способами.
- В верхней части стен из газосиликатных или пенобетонных блоков нужно залить армированный бетонный пояс, в котором разместить анкеры для последующей фиксации мауэрлата.
- При сооружении кирпичных стен в верхней их части выполняют бортик в 1-2 кирпича таким образом, чтобы в центре стены образовалось углубление для деревянного каркаса. По мере кладки между кирпичами размещают деревянные пробки, к которым мауэрлат будет фиксироваться скобами.
Для мауэрлата понадобится брус сечением 100×150 или 150×150 мм. При планировании использования пространства под крышей следует применять более толстые балки. Элементы каркаса стыкуют косыми врубками с последующим усилением – гвоздями, глухарями или саморезами, а по углам – скобами.
Далее на мауэрлат нужно разместить элементы перекрытия. Их делают из брусков сечением 100×200 мм. Первой укладывается центральная балка. Если длины пиломатериалов недостаточно, ее изготавливают из двух кусков бруса. Причем место соединения должно приходиться на опорный элемент, например, несущую стену.
В данном случае балки уложены с шагом в 60 см. Как правило, коробка имеет неидеальные размеры, поэтому шаг между балками можно слегка подкорректировать, чтобы сгладить несовершенства. Отступ от стен дома до крайних балок, расположенных по обеим сторонам, должен составлять 90 см. Он требуется для монтажа выносов.
К торцевым частям балок перекрытия крепятся выноса. Для удобства сначала их размещают лишь в тех местах, где далее будут установлены стропила. К поверхности мауэрлата выноса крепятся гвоздями, а к балкам – нагелями, гвоздями крупного сечения, саморезами, после чего крепление усиливается уголками.
Сборка конькового участка четырехскатной крыши
Центральный отрезок крыши вальмового типа является не чем иным, как традиционной двухскатной конструкцией. Следовательно, ее сборка выполняется по технологии для скатных кровель. Хотя подобная конструкция обычно предусматривает наличие лежня, на котором размещаются опоры под конек, в данном примере функции такого элемента возложены на центральную балку перекрытия.
Коньковый участок крыши выполняют так:
- Сначала собирают опорную конструкцию под стропила, которые верхними пятками будут упираться в коньковую балку. Сам конек будет поддерживаться тремя опорными столбами, из которых средний монтируется непосредственно на центральном брусе перекрытия. Чтобы правильно установить два крайних столба, под них поверх перекрытия размещают поперечные бруски, по длине охватывающие не менее 5 балок. Подкосы обеспечивают дополнительную устойчивость конструкции. Опорные элементы каркаса изготавливают из бруса сечением 100×150 мм, а подкосы – из досок 50×150 мм.
- Чтобы все стропила были одинаковыми, для их нарезки изготавливают шаблон. Для этого доску нужной длины примеряют на месте монтажа, делают разметку запилов, после чего по ней выполняют нарезку всех стропилин.
- Готовые стропила опирают на коньковую балку местом врубки, а нижнюю часть закрепляют на выносе.
Обычно балки перекрытий размещают перпендикулярно коробке, чтобы упор стропильных ног в центральной части крыши приходился именно на них. Поскольку в рассматриваемом примере стропила стыкуются с выносом, необходим монтаж дополнительных опор. Их размещают таким образом, чтобы перераспределить нагрузку со стропил и опор на стены.
В конце нужно установить с каждой стороны по три ряда выносов. После этого к балкам перекрытий и выносам строго горизонтально крепится карниз, облегчающий дальнейшие работы с крышей.
Крепление угловых выносов стропильной системы
В углах за карнизной доской необходимо установить угловые выноса.
Их крепят так:
- От угла до места условного пересечения балки перекрытия с крайней опорой каркаса натягивают шнурку.
- По ее контуру в нужном месте размещают брусок. На бруске нужно отметить места, где он пересекает балку перекрытия и угловой стык карниза. По разметке все лишнее обрезают.
- С помощью уголков готовый элемент крепится к перекрытию и мауэрлату.
Те же действия выполняются со всеми оставшимися выносами.
Устройство накосных стропил - чертежи
Диаметр диагональных стропил совпадает с размерами рядовых элементов. Поскольку в нашем примере уклон трапециевидных скатов и вальм отличается, одна из накосных ног размещается несколько выше другой.
Процесс создания и монтажа накосов таков:
- С помощью шнурки намечаем дополнительные линии для разметки запила, натянув ее к углам и центру ската от верхней точки коньковой балки.
- Определяем угол между верхней частью углового выноса и шнурка. Это будет угол для нижнего запила (α). Верхний запил (β) высчитывается по формуле: β=90º-α.
- Берем обрезок доски и спиливаем в нем один край под углом β. Приложив заготовку к месту стыковки верхние части, совмещаем ее ребро со шнуркой. Излишки отмечаем и отпиливаем.
- В другой заготовке для нижней пятки отпиливаем участок под углом α.
- С помощью полученных шаблонов вырезают первое диагональное стропило. Если нет целой доски нужной длины, элемент собирают из двух кусков. Сращивают их с помощью дюймовой доски, длиной 1 м, поместив ее с внешней стороны стропила. Готовый элемент можно устанавливать.
- Аналогичным образом изготавливают вторую половину диагональных стропил, не забыв, что она должна размещаться несколько ниже первой. Место стыковки двух половин накоса не должно совпадать с отрезком сращивания досок в одну деталь.
- Стыковка досок производится гвоздями на расстоянии 40-50 см.
- Далее по шнурке на стропиле необходимо прочертить линию запила, чтобы его можно было состыковать со смежным диагональным элементом.
Изготовление остальных 3 детали выполняется аналогичным образом. Под каждую из таких стропилин в местах, где стыкуются балки с угловыми выносами, устанавливают опоры. Дополнительные опоры возле конька необходимы, если длина пролета превышает 7,5 м.
Сборка и монтаж вальмовых стропильных ног
По натянутой шнурке от конька к центру ската замеряем нижний угол γ и вычисляем противоположный угол δ=90º-γ. Так же, как и с диагональными деталями, изготавливают шаблоны для запилов на верхней и нижней пятке элемента, чтобы он плотно вошел между диагональными стропилами. Изготовив центральное стропило вальмы, его нужно установить в соответствующем месте.
Жесткость конструкции и надежное крепление наиболее коротких нарожников обеспечивается путем установки коротких выносов между карнизом и угловыми выносами.
На следующем этапе делают шаблоны для нарожников:
- Кусок доски отпиливают под углом δ и примеряют на месте соединения с диагональной ногой.
- Различают лишние участки, затем их отпиливают. Этот шаблон понадобится для создания всех нарожников, которые будут установлены с одной из сторон вальмы. Для другой половины запил на заготовках нужно будет сделать с противоположной стороны.
- Нижнюю пятку нарожников подрезают по шаблону, отпиленному под углом γ. Такая заготовка подойдет для создания нижних стыков на всех нарожниках.
Изготовление нарожников производится с учетом расчетной длины элементов и согласно изготовленным шаблонам. Они заполнят плоскости вальм и основных скатов. Установку этих деталей выполняют так, чтобы места стыковки накосов с нарожниками с противоположных сторон не сходились в одном месте, то есть вразбежку. Крепежными элементами для соединения нарожников с диагональными стропилами служат уголки, а с выносами и балками перекрытия – зубчатые пластины или уголки – кому что удобнее.
Сооружение крыши с шатровым типом каркаса выполняется по тем же технологиям, что и с вальмовым. Единственное отличие заключается в отсутствии конька в шатровых крышах. В данном случае монтаж стропильной системы шатровой кровли начинается со стыковки диагональных стропил, а затем – нарожников. Если же используются висячие стропила, сначала выполняется монтаж центральной фермы.
Таким образом, детальное изучение особенностей строительства четырехскатных крыш позволит вам приступить к созданию каркасной конструкции со знанием дел.
Друзья надеемся, что эта информация вам действительно будет интересной и полезной! Люди, затеявшие строительство какого либо строения, должны иметь понятие что для чего нужно, из каких деталей состоит строение, какие материалы им понадобятся и сколько стоит тот или иной материал.До начала строительства нужно разработать план строения и указать все параметры. Рассмотрим, одну из важных деталей строения и это будет четырехскатная и её стропильная система.
Конструкция четырехскатной крыши
Есть несколько видов крыш, наиболее эстетичной и долговечной является четырехскатная крыша.
Такая крыша устоит перед сильными ветрами, снегопадами и сильными ливнями. Четырёхскатная крыша по конструкции может быть не сложной и имеет некоторые элементы.
Отличается четырёхскатная от двускатной крыши внешними данными и по конструкции. По конструкции четырёхскатная несколько сложнее, но для небольших строений вы ее сможете возвести самостоятельно.
Стандартная крыша
имеет трапециевидные скаты и треугольные скаты.
Полу вальмовая — два трапециевидных ската, два срезанных вальмовых. Данная конструкция дает возможность оборудовать в чердачном помещении мансарду с большими окнами.
Имеет отличие от вальмовой крыши.
Сложная четырёхскатная имеет окна, ендовы.
Строительство данной крыши под силу только профессионалам, либо взять проект с расчетами материалов.
Четырёхскатная крыша включает те же детали что и , но из-за некоторой сложности конструкции для ее строительства необходимы дополнительные детали каркаса.
Детали четырёхскатной крыши:
— это помещенный на верхнюю часть основных стен брус;
Лежни – это опорные брусья, которые расположены внутри и уложены на несущие стены;
– это диагональные, накосные или боковые брусья;
Шпренгели и стойки – это опоры, которые подпирают стропильную конструкцию;
Прогон или коньковый брус — это горизонтальная подпорка для стропил, находящиеся сверху крыши;
Ригели и затяжки – это горизонтальные детали, которые соединяют боковые стропила;
Нарожники
– детали, которые помещены на диагональные стропила;
Ветровые балки и подкосы
– это распорки, которые увеличивают прочность крыши;
Кобылки – это доски, которые образуют нужный свес крыши.
От конструкции крыши зависит, какие детали могут использоваться при строительстве, например, карнизы над окнами или крыльцом, обрешётка.
Перед началом строительства необходимо произвести расчёты количества сырья, так же определится, какой будет крыша размером и формой, затем сделать чертёж.
Технология возведения.
Для распределения нагрузки стропильной системы и внешних факторов, на основные стены укладывают мауэрлат и лежни.
Для них используют брус сечением 100×150 мм или 150×120 мм, в некоторых случаях укладывают железобетонные балки.
Монтаж стропильной группы и обрешетки
На обычной вальмой крыше боковые стропила ставят так же, как насланные на двускатной крыше.
К коньковому брусу в месте, где находится крайняя стойка, прикладывают доску шириной идентичной ширине доски стропил (150 мм) и по ней делают шаблон.
Расстояние между стропилами должно составлять от 0,5 до 1.5 м.
Из двух соединённых досок делают диагональные стропила, так они несут на себе повышенную нагрузку. Заготовку для диагональных стропил выполняют вышеприведённым способом.
Запилы на досках для диагональных стропил необходимо сделать под углом в 45 градусов к плоскости доски, так как снизу они опираются на угол мауэрлата, а сверху на стойку. Нарожниками заполняют пролёты между диагональными стропилами на вальмовых скатах.
Делаем обрешётку