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.
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.
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.
Презентабельный внешний вид, надежность, долговечность – все это четырехскатная крыша, чертеж, расчет и монтаж которой, конечно, довольно сложно сделать самостоятельно, но ведь всегда можно обратиться за помощью к квалифицированным специалистам.
Заметное преимущество четырехскатных крыш состоит в том, что в таких постройках очень удобно оборудовать мансардные этажи. Помещения получаются очень комфортными и просторными, идеально подходят для проживания в отличие от домов, например, с двухскатными крышами.
В настоящее время стало появляться все больше зданий, выполненных по такому плану. Плюс многоскатной крыши – возможность применения на абсолютно разных постройках, от бани до крупного частного коттеджа.
Дома с четырехскатными крышами выглядят по-настоящему добротно и дорого, и поэтому, не стоит жалеть время и средства на её обустройство.
Основные разновидности четырехскатных крыш
Фронтонов (это треугольные завершения фасадов постройки, ограниченные с боков двумя скатами крыши, а у основания карнизом) на такой кровле нет, а чердачные окна размещаются в скатах.
Эта кровля намного экономичней двухскатной по затратам на стеновые стройматериалы, но наклонные ребра на стыках вальм и фронтальных скатов требуют установки весьма сложной стропильной конструкции и дополнительного замера, подгонки кровельного материала.
Скаты зачастую делают с разными уровнями наклона, благодаря чему и создается силуэт ломаной крыши.
- Полувальмовая (датская) конструкция. Отличается от предыдущей наличием фронтона, который наверху имеет небольшую вальму. Защита от ветровых нагрузок у такой кровли обеспечивается коньком (верхним горизонтальным ребром крыши, образованным из-за пересечения двух скатов). Наиболее часто подобное устройство кровли встречается в регионах с частыми сильными ветрами.
- Шатровая конструкция. Имеет вид пирамиды: четыре треугольных ската, сходящиеся вершинами в одном месте. Такие кровли не имеют фронтонов, возводятся на небольших постройках в форме равностороннего многоугольника или квадрата. Монтаж стропильной системы у такой крыши очень сложен.
Создание проекта четырехскатной крыши
Перед тем как приступить к работе по обустройству крыши, её необходимо спроектировать, осуществить расчеты по конструкции, а также создать её чертеж.
Проект четырехскатной крыши предусматривает, что наклон скатов такой кровли может быть в промежутке от 5 до 60 градусов. Зависит он от атмосферных нагрузок, назначения чердака и типа используемых кровельных материалов.
В районах с частыми и сильными осадками уклон скатов должен быть значительным (от 45 до 60 градусов). В регионах с сильными ветрами и редкими дождями наклон скатов обычно делается намного меньше.
Если угол наклона составляет примерно 5-18 градусов, рекомендуют использование рулонного покрытия; 14-60 — асбестоцементных листов, кровельного металла; 30-60 – черепицы.
Высота кровельного конька рассчитывается с помощью тригонометрического выражения для прямоугольных треугольников.
Расчета стропил – начало составления всего проекта дома. Сечение их определяют в зависимости от ожидаемой нагрузки (веса стропильных конструкций, пирога кровли, внешних воздействий), и степени наклона крыши. С помощью расчетов определяется и шаг между стропилами, проверяется их несущая способность.
План стропил четырехскатной крышипредусматривает какие стропила целесообразно использовать — наслонные или висячие. Также выясняется, нужны ли дополнительные элементы: раскосы, затяжкии т.д.
Если случается так, что стандартные параметры пиломатериалов не подошли для будущей кровли, можно их модифицировать. Например, вы можете увеличить длину стропил или жесдвоить балки. Также можно применять клееные или наборныестропильные ноги (они заметно мощнееи длиннее обычных).
Воздействие нагрузок на систему стропил
Стропила подвергаются постоянным (масса кровли, обрешетки, стропил и т.д.) и временным (ветер, осадки) нагрузкам.Основной расчетный параметр снежной нагрузки, принятый в России для средней полосы – 180 кг/м?. Снеговой мешок может увеличить этот показатель до 400-450 кг/м?.
Если уклон крыши больше 60 градусов, снеговая нагрузка не берется в расчет.
Стандартная расчетная величина ветровой нагрузки для средней полосы России — 35кг/м?.
Если уклон крыши менее 30 градусов, в чертеже поправка на ветер не учитывается.
Параметры нагрузок корректируются для местных условий климата за счет особых коэффициентов.Совокупная масса крыши рассчитывается, исходя из количества используемых материалов и общей площади сооружения.
В расчеты вводят показатели полезной нагрузки на систему, если к фермам подвешивают потолки, устанавливают водонагревательные баки, вентиляционные камеры и т.д.
Обязателен расчет прочности стропил и степени возможной деформации при различных условиях.
В качестве стропил чаще всего используются: прямоугольный брус с сечением, соответствующим рассчитанным нагрузкам, доски с параметрами 5?15, 5?20 см.
Чаще всего выбор останавливают на пиломатериалах хвойных пород (еловых, сосновых) с влажностьюв пределах 18-22%, обработанных антисептическими средствами и антипиренами.
Для повышения жесткости и устойчивости геометрии стропильной системымногоскатной крыши иногда вводят стальные элементы.
Монтаж и установка стропильной системы
Перед тем, как приступит к монтажу, нужно подобрать необходимые материалы и инструменты. Кроме этого, неплохо будет обзавестись прорисовкой всей конструкции на бумаге. Из материалов обязательно понадобятся: теплоизоляция (минеральная вата, например), гидроизоляция, пароизоляция, деревянные балки, кровельный материал, дерево для обрешетки. Необходимые инструменты: дрель, шуруповерт, молоток, гвозди, саморезы, уровень, рулетка, мерная рейка и т.д.
Схема четырехскатной крыши предполагает наличие стропил, опорных брусьев, раскосов, и других элементов, необходимых для придания всей конструкции жесткости.
Стропила, имеющие сечение от 5?15 см придадут надежность конструкции. Когда пойдете за покупкой пиломатериала на стропила, не выбирайте мокрый, крученый или с серьезными изъянами.
Монтаж кровли всегда производят снизу вверх. Первым делом укладывают опорные балки (мауэрлат), на которые впоследствии устанавливают стропила. Так у вас получится нижний каркас, который должен выходит за пределы стен на 40-50 см. Не желательно, чтобы выпирание стропил от краев стен превышало оговоренные выше пределы, иначе объект будет выглядеть негармонично.
Не забывайте проверять правильность установки с помощью строительного уровня.
Если у здания деревянные стены, опорные балки не нужны, так как в роли мауэрлата будет выступать верхний венец сруба.
После из каждого угла здания устанавливаются каркасные стропильные ноги, они называются накосными (диагональными). Верхние части стропильных ног, если необходимо, можно придержать системой из раскосов и стоек.Их главная задача — разгрузить стропила, путем перераспределения нагрузки по внутренним стенам или опорным столбам, а также - придать всей конструкции достаточную жесткость.
Следует с особой тщательностью отнестись к узлам присоединения стропильных ног к мауэрлату. Это главные точки, которые отвечают за прочность стропильной системы в целом. Свес четырехскатной крыши регулируется посредством длины диагональных стропил.
Поможет в работе особая таблица коэффициентов с представленными в ней соотношениями длины и заложением стропил для разных наклонов ската крыши. В одном её столбце указаны коэффициенты для промежуточных, в другом - для угловых стропильных ног.Для того, чтобы подсчитать нужную длину стропила, умножьте заложение на коэффициент. Такую таблицу вы без труда сможете найти в интернете.
В тех местах, где отсутствуют несущие стены, пятки стропил можно разместить на продольных балках (боковых прогонах). Кроме этого монтируется балка в центре, она крепится на трех подпорках: посередине и с двух концов.
Если у вас большая площадь крыши, не обойтись без обустройства шпренгельных ферм, которые примут на себя часть нагрузки от накосных стропил. Шпренгельные фермы нуждаются в устройстве затяжек, на которые они будут опираться. Иногда их можно закрепить на имеющихся поперечных или продольных балках.
Параметры, связанные с высотой и степенью наклона кровли определяются именно высотой накосных стропил и горизонтальной верхней балкой (коньковым прогоном).
После того, как установили направляющие стропила, приступайте к постройке основного каркаса. Наклонные (нарожные) стропила закрепите к опорным балкам, а также коньковому прогону.
Устанавливать их следует с шагом 40-50 см, не больше.В случае, если промежутки будут слишком большими, стропильная система,возможно, не выдержит нагрузок от выпавшего снега.Схема стропильной системы четырехскатной крыши обязательно должна учитывать этот факт.
Скрепите наклонные стропила между собой примерно на расстоянии метра от верхней стропильной балки.Сделать это возможно с помощью досок с сечением не меньше 4*12 см.
Необязательно подбирать нарожные стропила строго по длине, ведь ихвероятнее всего придется обрезать. Главное проследите, чтобы они не оказались слишком короткими.
- дабы свести вероятность возникновения ошибок к минимуму, используйте при замерах не рулетку, а специальную мерную рейку;
- наметьте осевую линию по верхней обвязке торцевой стены. После этого замерьте половину толщины конькового бруса, нанесите линию размещения первого из всех центральных промежуточных стропил;
- совместите конец рейки и линию размещения того из стропил, которое вы пометили чуть раньше. На другой конец мерной рейки скопируйте линию внутреннего контура боковой стены (тем самым вы произведете заложение промежуточного стропила). Перенесите линию наружного контура стены и свес крыши на мерную рейку;
- для определения будущего места нахождения второго из центральных стропил, передвиньте мерную рейку на стену сбоку, перенесите на неё нужное заложение стропила от внутреннего угла верхней обвязки;
- повторите весь алгоритм действий в каждом из углов. Придерживаясь этой схемы, вы определите расположение концов конькового бруса, а также всех центральных промежуточных стропил.
После установки стропильной системы в соответствии с планом, делают обрешетку, пароизоляцию, гидроизоляцию, контробрешетку, а также утепление кровли.
Завершающий этап возведения четырехскатной крыши
После монтажа всей конструкции четырехскатная крыша (как и любая другая) предусматривает создание обрешетки. Для этой цели используют деревянные доски толщиной 50 или 40 мм. Главное, чтобы материал был высококачественный и хорошо просушенный.
Перед устройством обрешетки необходимо простелить пленку, изолирующую крышу от пара и влажности. Такая пленка крепится с помощью степлера. Кроме этого, ни в коем случае нельзя упустить из виду теплоизоляцию, которая должна быть обустроена в чердачном помещении. Теплоизоляция необходима, чтобы поддерживать в здании нормальный температурный режим. И уже после этого производится установка четырехскатной кровли.
И последний этап — укладка кровельного покрытия. В выборе вы не ограничены, руководствуйтесь собственным вкусом, материальными возможностями и конструктивными особенностями вашей крыши. Главное, прикрепите материал достаточно прочно, аккуратно, чтобы дождь не мог проникать внутрь помещения через стыки, а ветер – срывать фрагменты кровли.
Схема стропильной системы вальмовой крыши весьма сложна, как уже не раз говорилось выше, но не стоит её пугаться. Самое главное произвести все расчеты и замеры правильно, а также не ошибиться с разметкой. Досконально разобравшись в этом один раз, вы сможете без труда повторить аналогичное строительство. Конечно, одному человеку будет довольно сложно справиться с предстоящим объемом работ, так что пара помощников не помешает.
В ходе строительства собственного дома приходится решать тысячи вопросов, отдавая предпочтение тем или иным конструктивным решениям и материалам. Даже если работы выполняет профессиональная фирма, ответственность за этот выбор лежит на заказчике. А когда дом возводят самостоятельно, то на плечи домовладельца ложится не только согласование проекта, но и его выполнение.
В былые времена знания о том, как построить дом передавались из уст уста от старого поколения новому. Более того, каждый взрослый мужчина применял их на практике, создавая для своей семьи жилище. Сейчас, человек без строительных навыков, не знает, как строится своими руками. Однако, может получить эту информацию в интернете, начиная от готовых проектов и заканчивая видео-инструкциями.
Внешний вид и преимущества
Четырехскатная крыша, которую также называют вальмовой, состоит из 4 наклонных плоскостей, скатов и прямоугольного основания. Два их них имеют трапециевидную форму, они расположены по бокам, а торцевые скаты напоминают треугольники и располагаются там, где у двухскатной крыши были бы фронтоны. На скатах размещают слуховые или мансардные окна, кукушки, эркеры, что делает облик такой кровли еще более интересным.
Те, кто собираются строить четырехскатную крышу своими руками, объясняют такой выбор ее преимуществами:
Создание проекта
Прежде чем начать строительство, необходимо создать ее проект и чертежи, чтобы избежать ошибок в процессе монтажных работ. После того, как определена длина и ширина дома, производят следующие вычисления:
Состав стропильной системы
Чтобы понять, как сделать четырехскатную крышу, нужно узнать состав ее стропильной системы. Это совокупность всех опорных элементов, образующих каркас, на котором лежит кровельный материал. В ее состав входит:
Монтаж каркаса
Четырёхскатная крыша возводится достаточно просто при условии наличия необходимого инструмента и пары физически сильных помощников. Работы выполняют в следующем порядке:
Изучив вопрос, как сделать четырехскатную кровлю дома своими руками, можно неплохо сэкономить на оплате труда наемной бригады и быть уверенным в качестве выполненных работ. Хоть конструкция и считается сложной, ее сборка вполне под силу человеку с начальными строительными навыками, теоретическими знанием и желанием самостоятельно построить дом!
Видео-инструкция