Классическая четырехскатная даже сегодня остается все еще малопривычной для российских широт и напоминает о заморском укладе. Вот почему ее строят чаще всего ради того, чтобы придать архитектуре жилого дома особый эффект в плане стиля и восприятия, выгодно отличить его от однообразных привычных построек.
Кроме того, четырехскатная крыша – своими руками построенная по всем правилам – на практике имеет большое количество преимуществ, особенно для суровых российских широт. Разберемся подробнее?
Четырехскатная крыша имеет скаты, которые выполняются в виде равнобедренных треугольников и сходятся вершинами в одной точке. Если же четырехскатная крыша выходит квадратной в плане при виде сверху, тогда она называется шатровой.
Если же не выходит квадратной, а получается в виде прямоугольника – это вальмовая крыша. Такой интересное название она получила благодаря скатам, которые имеют вид щипец-вальм.
Голландская крыша: классика четырех скатов
Голландская, или вальмовая крыша считается классическим вариантом, который отличается особенной устойчивостью к ветру и снегу.
Поверхность стандартной вальмовой крыши образует два трапециевидных ската по длинным сторонам и такое же количество треугольных – по коротким сторонам. В отличие от шатровой крыши, такая форма, по мнению современных архитекторов считаются более эстетичной.
Предполагает установку четырех накосных стропил – диагональных опорных брусьев, которые идут от двух вершин скатов к верхним углам здания.
А вот полувальмовая крыша, в свою очередь, бывает двух видов: когда боковые скаты срезают только часть торца сверху, или уже внизу, то есть сама полувальма может быть треугольником или же трапецией, и называться датской или полувальмовой голландской.
Полувальмовая голландская крыша: особая устойчивость
Полувальмовая голландская крыша – это одновременно вариант и двухскатной конструкции, и четырехскатной. Она отличается от классического варианта наличием усеченных вальм –треугольных торцевых скатов. По правилам, длина вальма голландской крыши должна быть в 1,5-3 раза меньше, чем длина боковых трапециевидных скатов.
Преимущество такой крыши в том, что здесь есть возможность установить мансардное вертикальное окно, и при этом острый выступ, как у двускатной кровли, отсутствует, что, в свою очередь, увеличивает способность крыши выдерживать экстремальные ветровые нагрузки.
Полувальмовая датская крыша: европейские традиции
А вот датская полувальмовая крыша – это разновидность чисто вальмовой конструкции. В этом случае монтируется только нижняя часть торцевого ската, а под коньком оставляют небольшой вертикальный фронтон.
Преимущество такой конструкции в том, что она позволяет отказаться от проблемных в плане гидроизоляции мансардных окон в кровле и обеспечить естественное освещение мансарды за счет установки полноценного вертикального остекления, что сейчас особенно модно.
Шатровая крыша: идеальные пропорции
Шатровую крышу обычно ставят на постройках, имеющих одинаковую длину стен, которые образуют собой квадратный периметр. У такой четырехскатной крыши все скаты по форме – одинаковые равнобедренные треугольники, мечта кровельщика, одним словом, и кошмар строителя.
Дело в том, что строительство классической шатровой крыши еще более сложно, чем у вальмовой, ведь здесь стропила должны сойтись все в одной точке:
Устройство стропильной системы крыши с четырьмя скатами
Вот самый простой пример строительства стандартной вальмовой крыши для небольшого дачного домика:
Этап І. Планирование и проектирование
Прежде, чем как сделать четырехскатную крышу обязательно продумайте все ее детали, до мелочей. Даже самый простое устройство четырехскатной крыши обязательно стройте по готовому чертежу. Дело в том, что у готовой двускатной крыши почти заметны недочеты и перекосы, а вот если вы где-нибудь допустите ошибку в строительстве той же вальмовой или шатровой крыши, то диагональные стропила просто не сойдутся в коньке и исправить это будет крайне сложно.
А поэтому, если вы владеете специальными программами, создайте 3D модель будущей крыши прямо в них, а если нет, тогда просто подготовьте подробный чертеж и хорошо, если вам в этом поможет профессионал. Все детали такой крыши должна быть просчитаны – до мелочей!
Кстати, сегодня довольно модно делать четырехскатной не только крышу, но и ее отдельные функциональные элементы:
Этап ІІ. Заготовка конструктивных элементов
Итак, если вы взяли готовый чертеж крыши или набросали его сами и уверены в будущем качестве, самое время заготовить необходимые элементы стропильной системы. А для этого сначала разберемся с тем, как правильно они называются.
Итак, первое, о чем вам придется позаботиться перед тем, как построить четырехскатную крышу – это мауэрлат . Это балка квадратного либо прямоугольного сечения, которую вы уложите на верхнюю часть стен по всему периметру дома. Она станет опорой для стропил, которые будут передавать на нее нагрузку, и именно эта доска распределит равномерно вес всей крыши на стены дома и фундамент. Идеальный вариант –использовать в качестве мауэрлата брус сечением 15 на 10 см.
Далее вы будете строить стропильные ноги – это основной элемент, который будет создавать собой уклон крыши. Стандартные стропила изготавливаются из доски 50 на 150 мм, а диагональные – 100 на 150 мм.
Понадобятся вам и затяжки, главная задача которых – препятствовать смещению стропильных ног в стороны. Сами затяжки вы будете фиксировать и соединять нижними концами, и для этого запасите доски параметром 50 на 150 метров.
А вот сверху и диагональные стропильные ноги, и стандартные стропила будут сходиться и закрепляться между собой в коньке . Для этого возьмите брус 150 на 100 мм.
Далее, по центру двух противоположных сторон должна быть поперечная балка – лежень , которая служит опорой для стоек, а они, в свою очередь, поддерживают коньковый прогон. Для этой цели подойдет брус с сечением 100 на 100 мм или 100 на 150 мм.
Откосы станут подпоркой для стропил, который препятствует их сдвигу. Такие вы должны установить их под углом к стойке, для этого возьмите такой же материал, как на лежень.
Не забывайте также о ветровой доске – это горизонтальный элемент, который связал между собой все нижние концы стропил. Вам нужно будет прибить ее к стропилам по внутреннему периметру кровли и таким способом подчеркнуть линию ската. Для этой цели подойдет доска 100 на 50 мм.
А вот для наружной стороны вам понадобится еще одна доска – кобылка , из такого же материала. Такое странное название это доска получила с тех времен, когда ее делали вырезной, в виде лошадиных морд.
А вот самые необычный и сложный элемент четырехскатной крыша – это шпренгель , который придает жесткости всей конструкции. Его главная задача – связать все горизонтальные и вертикальные элементов. Он тоже монтируется под углом, и изготавливается из бруса 100 на 100 мм:
И наконец, если речь идет именно о вальмовой крыше, то единственный элемент, который присутствует исключительно в вальмовых крышах, – это нарожники . Они представляют собой укороченные стропила, которые опираются на диагональной стропильную ногу. Их вы можете изготовить из доски 50 на 150 мм.
В жизни все эти элементы выглядят так:
Подумайте также об утеплителе, гидроизоляционной пленке и доборных кровельных элементах:
Этап ІІІ. Установка чердачного перекрытия
Нередко бабки висячих стропил или подвески, которая в вальмовой крыше работают на растяжение, необходимо выполнять из стали. Для этого к затяжке деревянных стропил подвешивается перпендикулярно на хомуты специальные деревянные прогоны.
А уже перпендикулярно к прогонам подвешиваются деревянные балки, после чего между ними укладываются безбалочные облегченные заполнения. Поэтому, если вы хотите уменьшить нагрузку крыши на висячие стропила или стропильную ферму, вам нужно выбирать конструкции подвесного перекрытия.
Для стальных ферм подвесное перекрытие обязательно нужно сделать несгораемым, по стальным балкам. Между такими балками следует уложить сборные железобетонные плиты, а уже на них –легкий утеплитель. Чтобы повысить огнестойкость и долговечность таких несущих конструкций, их нужно делать из железобетона. Причем самые железобетонные несущие конструкции лучше выполнять из крупноразмерных панелей заводского изготовления, чтобы не рисковать.
Этап ІV. Монтаж конькового прогона
В рассчете конькового прогона отталкивайтесь от таких нюансов:
- Если же в здании есть капитальные продольные стены, или хотя бы два ряда внутренних столбов, тогда прогонов делают два. При этом многие стропильные конструкции по длине могут быть составными, а для увеличения жесткости используются ригели.
- Если же здании нет внутренних опор, тогда здесь наклонные стропила сделать не получится. А поэтому используются специальные строительные фермы, к которым чердачное перекрытие попросту подвешивается. В таком случае стержни, которые расположены по верхнему контуру ферм, образуют верхний пояс строительной ферма, а по нижнему контуру – уже нижний пояс. Сама решетка фермы образует теперь вертикальные стержни и раскосы – наклонные стержни, которые располагаются между верхним и нижним поясом. Причем такие фермы необязательно изготавливают только из дерева, напротив, сегодня достаточно популярны стальные железобетонные. В процессе самого строительства фермы устанавливают на расстоянии 4-6 метров друг от друга. Самый простой вариант таких ферм – это шпренгельные, которые состоят из стропильных ног, вертикальной подвески, бабки и затяжек.
- Если ширина здания достаточно большая, при установке используются строительные фермы или шпренгельные опоры. Но тогда чердачное перекрытие нельзя перекрывать балками, которые будут опираться на одни только стены. Такую конструкцию необходимо подвешивать на стальных хомутах к нижнему поясу фермы, или к затяжке, чтобы образовать, таким образом, подвесные перекрытия.
В этой фотоиллюстрации хорошо видно, как именно стропила нужно крепить к коньку и хребтам:
Этап V. Установка стандартных и диагональных стропил
Итак, диагональные стропильные ноги опираются прямо на конек в зависимости от таких условий:
- Если посреди крыши будет только один коньковый прогон, тогда диагональную ногу нужно набивать на консоли прогона. Их специально для этого выпускают на 15 сантиметров за поддельную раму, а лишнее потом отпиливают.
- Если же прогона – два, тогда на них нужно установить шпренгельную конструкцию из горизонтальной балки и стойки, а затем уже закрепить сами накосные стропила.
- Если же балка при этом прочная, из бруса, а не из досок, тогда есть смысл сделать прибоину – короткую доску толщиной не менее 5 сантиметров. И на нее уже опирать накосные стропила вальмовой крыши.
Дополнительно для надежности накосные стропила закрепляют еще при помощи металлической проволоки, скрученной в несколько раз.
На ребрах монтаж коньковых элементов нужно производить в той же последовательности, что и на обычном коньке крыши. Т.е. установите элемент ребра с закрытым торцом, уложите коньковые элементы в замок и закрепите их механическим способом. А вот в местах пересечения ребер и конька вальмовой крыши принято устанавливать Y-образные коньковые элементы, хотя вместо них можно использовать также начальные и конечные коньковые элементы.
Но только обрежьте их тогда по контуру, когда они будут закреплены на ребре, и механически закрепите места стыков. Обработайте обязательно грунтовкой и минеральной посыпкой из стандартного ремонтного комплекта. Не забудьте также при установке коньковых элементов наконец на ребрах или коньках четырехскатной крыши оставить зазор для отвода воздуха из подкровельного пространства.
Все те же принципы нужно соблюдать и при строительстве четырехскатной крыши сложной формы:
У вас получится! Пожалуйста, задавайте свои вопросы в комментариях.
Главное отличие этой конструкции в том, что у неё нет фронтонов, а на их месте находятся два дополнительных ската. Одним из наиболее распространенных вариантов является четырехскатная крыша вальмового типа, которая имеет два треугольных элемента, расположенных на торцах вместо фронтонов. Подобное решение оказывается более выгодным с точки зрения экономии стройматериалов, однако и трудоемкость создания такой крыши выше.
Для неё требуется тщательно рассчитать взаимное расположение элементов, создать сложные стропила и обеспечить очень высокую точность подгонки множества элементов. Иногда может быть необходимым принимать нестандартные решения, поскольку подходящих стройматериалов не оказалось в наличии.
Конструкция крыши должна разрабатываться с учетом возможности противостоять сильному ветру, обильным снегопадам, а также так, чтобы ремонт в ближайшие несколько лет ей не потребовался. В общем случае срок службы кровельного пирога зависит от типа материала, которым покрывается кровля, однако проблемы могут возникнуть и совсем в другой области. Речь идет о поврежденной или прогнившей обрешетке, которая может стать причиной серьезных проблем. Именно по этой причине технология строительства крыши предполагает проведение предварительного расчета.
На данном этапе определяется угол наклона скатов. Он зависит от множества параметров и должен выбираться с учетом назначения чердачного помещения. Значение данного параметра может быть от 5 до 60 градусов.
В тех районах, где дуют сильные ветра, а количество осадков невелико стоит использовать минимальные углы наклона скатов. В том случае, если снегопады зимой очень сильны, да и дожди идут долго, лучшим решением будет угол от 45 до 60 градусов.
От того, какой угол наклона кровли будет выбран, зависит и тип используемого для неё материала. В общем случае существуют определенные закономерности, позволяющие быстро определить тип покрытия для каждого конкретного случая:
- Менее 18 градусов. Здесь могут применяться листы шифера, в том числе плоского, и рулонные материалы.
- Менее 30. Подходят различные типы черепицы,
- 14..60 градусов – это подходящий угол наклона для монтажа кровельного металла.
Когда нужный угол наклона выбран, то рассчитывается высота конька кровли, для этого достаточно использовать выражения, применяемые для прямоугольных треугольников.
Составление проекта начинается с расчета стропильной системы. Сечение элементов конструкции определяется после анализа нагрузок на них, ожидаемых в процессе эксплуатации. Здесь учитывается и воздействие ветров, и максимальная масса снега и степень уклона скатов.
Те люди, которые знают, как сделать четырехскатную крышу, советуют выбирать запас прочности стропил более 1.4, кроме того рекомендуется рассчитывать шаг стропил и оценивать их несущую способность. Тип конструкции выбирается также в ходе проектирования. На этом этапе решается не только, какие стропила будут висячие или наслонные, но и выясняется потребность в дополнительных элементах. Раскосы позволяют сильно снизить степень нагрузки на стропила, а затяжки нужны для того, чтобы воспрепятствовать расшатыванию конструкции.
Иногда стандартные размеры пиломатериалов не позволяют добиться необходимого результата. В таком случае производится разработка мер по изменению доступных стройматериалов. Например, может быть увеличена длина стропил, балки часто соединяют параллельно, да и клееные (наборные) стропильные ноги применяются не реже. Они мощнее обычных, поэтому хорошо себя зарекомендовали даже при создании сложных конструкций.
Расчет нагрузок на стропильную систему
Стоит сказать, что существует два типа нагрузок. Первые – это постоянные, включающие в себя вес утеплителя, изоляционных материалов, обрешетки и кровельного покрытия. Второй тип нагрузок включает в себя вес снеговой шапки, собирающейся на крыше, воздействие ветра и ряд других параметров.
Технология строительства крыши по СНиП предполагает учитывать среднюю величину как 180 кг/м2, однако в том случае если на каком-то участке возникнет снеговой мешок, она будет увеличена до 400 кг/м2. Нагрузку от снега можно опустить лишь в том случае, если наклон скатов составляет более 60 градусов.
Ветровые нагрузки тоже должны быть учтены, однако они намного меньше. В среднем это значение находится в пределах цифры 35 кг/м2. Поправкой на ветер допускается пренебречь, когда наклон скатов не более 30 градусов. Описанные нагрузки могут корректироваться за счет использования поправочных коэффициентов, которые позволяют учесть местные особенности климата.
В качестве дополнительной нагрузки может выступать вес каких-либо подвесных конструкций, которые крепятся к стропилам. В эту же категорию входит масса водогрейных баков, или вентиляционных камер, закрепленных на чердаке.
В процессе проектирования стропильной системы требуется выполнить 2 расчета. Первый из них предполагает оценку прочностных характеристик. Он нужен, чтобы убедиться, что конструкция не сломается. Второй расчет позволяет оценить степень деформации конструкционных элементов. Например, мансардные кровли должны иметь прогиб стропил менее 1/250 от длины.
Стропильная система четырехскатной крыши изготавливается с использованием прямоугольного бруса. Это – наиболее оптимальное решение, которое позволяет выдержать возможные нагрузки, однако альтернативой ему является применение досок 5х15 и 5х20 см. В случае необходимости они могут быть сдвоенными.
Лучше всего подходят для создания стропильной системы древесина сосны или лиственницы, которая должна иметь влажность не выше 18..22%. Также важно, чтобы пиломатериал не имел пороков и различных дефектов. Для повышения жесткости многоскатной крыши применяются стальные элементы, предназначенные для удержания стропил и сохранения их взаимного расположения.
Металлические элементы могут играть роль опор для самых нагруженных прогонов конька, а прогоны между ними заполняются деревянными опорами. Комбинированные конструкции отличаются повышенной прочностью и позволяют создавать безраспорно-наслонные стропила.
Типы крыш четырехскатной конструкции
Среди четырехскатных конструкций наибольшее распространение получили шатровые и вальмовые крыши. Первые из них представляют собой 4 равнобедренных треугольника, которые соединяются и образуют единый кровельный ковер. Такое решение требует определенной симметричности, поэтому лучше всего подходит для постройки в форме квадрата.
Вальмовая крыша имеет два ската в форме трапеций и два треугольных. Последние и называются вальмами, от них и пошло название крыши. Разновидностей такой конструкции несколько, но все они создаются практически по той же технологии.
Особенности создания вальмовой крыши
Стропильная система четырехскатной крыши предполагает наличие диагональных стропил, направленных к углам постройки. Обычно для их создания применяется двойная доска или брус. Это обусловлено тем, что именно на эти элементы приходится достаточно большая нагрузка. Длина этих стропил самая большая, поэтому они могут состоять из двух частей.
Для того чтобы место стыка двух частей не вызывало проблем, под ним лучше разместить опору, которая позволит избежать ослабления конструкции.
Расположение стойки-опоры лучше выбирать на расстоянии четверти длины диагонального стропила от конькового элемента.
Главной особенностью вальмовой крыши является необходимость использования дополнительных стропил, длина которых будет несколько меньше обычной. Их называют нарожники. Отличие таких элементов состоит в том, что они опираются не на конек, а на диагональное стропило, поэтому их длина меньше, чем обычно.
При создании четырехскатной крыши вальмового типа нужно учесть, что диагональные стропила допускается крепить к коньку тремя способами.
- Когда коньковый прогон один. Стропила соединяются через сделанный под прямым углом двойной срез, после чего нужно прикрепить их на прогонные консоли.
- Когда коньковых прогонов два. На их консоли производится монтаж шпренгеля со стойкой, которая будет служить основанием, поддерживающим диагональные стропила из досок.
- Стропила из бруса. Они опираются на толстую короткую доску, которая прибивается к стропилам скатов. Такую вальмовую крышу называют датской, и классический ее вариант предполагает, что короткая доска находится намного ниже конька, а диагональные стропила крепятся в точках, где сходится прибоина и боковые стропила.
Зазор между началом вальм и основными скатами может быть использован для обустройства чердачного окна.
Технология создания шатровой крыши
Стропильная система четырехскатной крыши может иметь и конструкцию, отличную от описанной выше. Как правило, так происходит, когда производится монтаж шатровой крыши, поэтому нужно принимать во внимание ряд важных отличий.
Главное отличие шатровых крыш от обычных – это отсутствие конькового прогона, поскольку соединение скатов производится практически по диагональным стропилам, сходящимся в одну точку. Для повышения надежности конструкции в центре устанавливается стойка, на которую переносится часть веса кровли.
Иногда стойку установить нельзя, поэтому приходится использовать другие варианты, например, систему подвешенных стропил. В этом случае необходимы и дополнительные модули, такие как стойки и затяжки, повышающие надежность конструкции.
Главные стропила монтируют от верха системы до кромки стен, а параллельно им устанавливают нарожники. Стоит сказать, что диагональные стропила желательно усиливать с помощью бруса. Если брус не используется, нарожники могут быть врублены в диагональные стропила или подрезаны под их плоскость.
Описанные выше методы хорошо показали себя при монтаже крыш для небольших частных домов, но они обеспечивают невысокую прочность, которая не слишком подходит для создания тяжелых перекрытий. В том случае, когда перекрытия выполняются по монолитной технологии, то допускается использовать лежень, укладываемый на двойной слой гидроизоляционного материала под стойки.
Утепление четырехскатной крыши
Очевидно, что четырехскатная крыша своими руками создается не так быстро, как другие типы конструкций, но отличается достаточно большой надежностью. В том случае, когда чердак будет использоваться, его нужно утеплить, поэтому потребуется проведение дополнительных работ.
В первую очередь необходимо расширить список материалов, в который добавятся гидроизоляционное покрытие, пароизоляционная мембрана и тот или иной тип утеплителя. Вопросы, касающиеся технологии монтажа утеплителя, а также укладки гидро- и пароизоляции, были описаны в других статьях, поэтому подробно они рассматриваться здесь не будут.
Нельзя забывать про создание вентиляционных каналов, которые образуются над гидроизоляцией за счет контробрешетки. Их ширина может варьироваться до 5 см и зависит от типа покрытия кровли.
Технология строительства крыши четырехскатного типа предполагает соблюдение ряда правил, о которых будет рассказано ниже:
- Перед началом работ нужно определить, какой тип кровли подойдет для дома.
- Необходимо выполнить чертеж, а лучше, заказать проект работ, поскольку в противном случае возможны даже простые ошибки, которые приведут к дополнительным тратам.
- Определить угол наклона кровли и выбрать тип стропильной системы. В том случае, когда работы ведутся на небольшой постройке, то лучше использовать висячие стропила, а для крупных построек, имеющих центральные несущие стены, подойдет наслонная система.
- Требуется просчитать количество материалов, необходимых для успешного завершения работ. Это и метраж кровельного покрытия, и количество досок и бруса, и различный крепеж. Экономить на материале здесь недопустимо, поскольку слабые стропила могут обрушиться, вызвав огромные проблемы.
- Основную часть конструкции лучше всего собрать на земле, а уже затем поднять её на крышу, однако возможен и другой способ, когда сборка всех элементов осуществляется непосредственно на месте.
Выше мы рассказали, какие технологии получили наибольшее распространение, когда выполняется четырехскатная крыша своими руками. Иногда, говоря про подобные кровли, подразумевают совсем другую конструкцию – двухскатную ломаную крышу. Её в данной статье мы не упоминали, поскольку на нашем сайте уже размещен подробный материал, посвященный созданию таких конструкций.
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.
Крыши сложной формы привлекают особое внимание к архитектуре здания. Четырехскатные кровли популярны при возведении загородных домов. Четыре ската, расположенные в разных плоскостях, придают жилищу респектабельный вид. Чаще всего скаты выполняются разной формы: два из них получаются треугольными и выступают в роли фронтонов, два имеют форму трапеции.
Преимущества конструкции
Установка четырехскатной или вальмовой кровли кроме эстетичного вида имеет и практические плюсы:
- на чердаке, окруженном кровлей со всех сторон, поддерживается комфортная температура;
- конструкция стропил прочная и долговечная;
- высокую устойчивость к ветрам и осадкам;
- пространство под кровлей можно использовать для мансарды.
Типы четырехскатных крыш
Имея общую основу, подвиды таких покрытий несколько отличаются исполнением:
- - классический вариант с двумя треугольными вальмами и двумя скатами в форме трапеции.
- Полувальмовая - треугольные скаты имеют укороченную форму, такая конструкция выполняется для оборудования мансарды.
- Шатровая - имеет форму пирамиды с треугольными скатами. Подходит для квадратного здания.
Проектирование
Угол наклона для скатов выбирается исходя из рекомендаций изготовителей кровельного материала и природных особенностей. Для мягкой рулонной кровли достаточно угла до 18 градусов, для шифера подойдет угол в 15-60 градусов, а под стоит заложить наклон от 30 до 60 градусов.
Большое значение имеет количество осадков зимой, если выпадает значительное количество снега, то лучше выбирать крутые скаты, на которых осадки меньше задерживаются.
При проектировании стропильной системы необходимо многое учесть: сечение бруса, длину стропил, величину прогона, шаг установки элементов. Все возможные нагрузки на кровлю выясняются на стадии проектирования, к ним относят:
- вес выбранного кровельного покрытия;
- годовое количество осадков;
- масса утеплителя и гидроизоляции;
- устройство на крыше различного оборудования (антенны, фонари, окна и т. д.);
Кроме заложенных нагрузок, кровля дома должна иметь запас прочности, гарантирующий устойчивость конструкции в непредвиденной ситуации. Для возведения стропильной системы применяются брус и доски. Если есть необходимость усилить элементы, доски сдваиваются.
Перед началом работы все пиломатериалы проходят обработку антисептиком.
Последовательность работы
Установка крыши начинается с закрепления несущего основания - мауэрлата. Это брус сечением 150×150 мм, который укладывается по периметру стен. Его размещение по горизонтали контролируется уровнем. Брус не должен находиться на краю стены, нужно оставить расстояние в 5-7 см. Крепление мауэрлата выполняется на замурованные в кладку шпильки, которые закручиваются гайками. Этот брус позволяет связать стропильную систему и стены дома в общую конструкцию.
Для установки стоек необходимы лежни или балки перекрытия. Эти элементы выполняются из брусьев размером в 100×200 мм или сдвоенных досок. Все опоры устанавливаются строго вертикально и крепятся к лежню металлическим уголком или пластиной. Для вальмовой крыши стойки устанавливаются в одну линию, на них крепится коньковый прогон. При возведении шатровой типа кровли опоры размещаются по диагонали, от угла откладываются равные расстояния. В итоге они образуют прямоугольник, на который укладываются прогоны. Крепление выполняется уголками.
Боковые стропила устанавливаются после обработки по шаблону. В качестве заготовки берется тонкая доска, прикладывается к прогону и отмечается запил. Второй конец упирается в мауэрлат и намечается нижний запил. Необходимое количество стропил подготавливается по шаблону и устанавливается с выбранным шагом крепления, он может составлять от 60 см до 1 метра. С прогоном и основой соединение происходит скобами или саморезами.
Накосные стропила с коньковым прогоном образуют угол наклона скатов. Эти стропила располагаются диагонально и несут дополнительную нагрузку, поэтому для них используются сдвоенные доски. Запил накосных стропил выполняется по шаблону, длина их учитывает свес от 50 см. В верхней части накосные стропила соединяются ригелем для придания прочности. При устройстве шатровой крыши накосные стропила соединяются в коньковом узле с помощью затяжек. Стропила устанавливаются под углом в 90 градусов и непременно соединяются со стенами посредством проволочных хомутов.
К диагональным стропилам крепятся короткие стропила или нарожники. Они выполняются различной длины, но должны быть параллельны друг другу. Нарожники вместе с рядовыми стропилами формируют боковые скаты. Для шатровой модели установка нарожников и крепление стоек, подкосов и шпренгелей также является завершающим этапом постройки.
Для снятия нагрузки с диагональных стропил, под них устанавливаются шпренгели. Это вертикальные опоры, которые опираются на лежни. Боковые стропила закрепляются подкосами. Один из коней доски упирается в лежень, а второй срезается под 45 градусов и крепится к стропильной ноге.
Обрешетка и утепление
Завершить возведение крыши позволит утепление ее базальтовой ватой или вспененным полистиролом. Материал укладывается между стропилами. Защиту кровли от влаги обеспечит слой гидроизоляции. Размеры обрешетки зависят от типа кровельного покрытия, на вальмовой типе привлекательно смотрится мягкая черепица , для нее нужна сплошная обрешетка.
Правильно вести строительство поможет просмотр видео, поясняющего нюансы установки стропил.
Видео
Смотрите, как производится монтаж стропильной системы:
Крыши имеют много разновидностей. Каждый раз хозяином выбирается именно тот вариант, который по его задумке должен обеспечить гармоничное сочетание выполняемой прямой функциональной нагрузки на кровлю и архитектурного видения своего дома в целом. Четырехскатная крыша – это одновременно и привлекательный вид, и среднее по сложности сооружение. Название пошло от количества наклонных плоскостей верхней части дома – скатов. Отсутствие фронтонов несколько упрощает строительство, и дает возможность сэкономить на материалах для стен. Из-за отсутствия несущих элементов, которыми являются фронтоны, необходимо провести технические расчеты.
Нужно знать, что система стропил имеет отличительные особенности (по сравнению с конструкциями других кровель), которые при строительстве важно учитывать.
Разновидности крыш
Вальмовая крыша
Имеет в своем наличии 4 ската, которые представляют собой косые геометрические плоскости в виде двух трапеций и двух треугольников.
Состоит из плоскостей неправильной симметричной геометрической формы, образующихся обрезанием двумя торцевыми треугольниками двух трапеций, которые в итоге приобретают неправильную форму.
Шатровая крыша
Состоит из 4 косых плоскости треугольной формы, которые встречаются в одной верхней точке и образуют 4-угольную пирамиду.
Особенности и устройство
Перед тем как сделать четырехскатную крышу, надо рассчитать всё, вплоть до мелочей. При этом нужно учитывать всевозможные воздействия на кровлю:
- массу стропильной системы;
- вес кровельного наслоения, состоящего из паро- и гидроизоляции, а также утеплителя;
- нагрузку от ветра;
- нагрузку от снега в районе проведения работ;
- количество дождей в теплый период года;
- кровельное оборудование (лестницы, аэраторы, фонари, окна мансард);
- вес работника, которому приходится выполнять работы.
Обратите внимание! При проектировании придется учитывать уклон плоскостей, которые влияют на сечение стропил и их длину.
Исходя из этой информации, выбирается материал кровли. Для кровель, считающихся плоскими, и имеющими уклон не более 18º используются покрытия рулонного типа. Для кровель, которые наклоняются к горизонтальной плоскости на угол, превышающий 30º и доходящий до 60º, применяются листы из металла, асбестоцемента, а также черепицы.
Постоянное воздействие на кровлю оказывают конструктивная система, паро- и гидроизоляция, а также утеплитель. Временные же нагрузки исходят от снегового покрова, ветра, оборудования, находящегося во время стройки, а также людей, работающих на перекрытии. В зависимости от уклона скатов, расчет имеет некоторые особенности:
- нагрузка снегового покрова на крышу, уклон которой не превышает 60º, берется во внимание согласно соответствующему СНиПу;
- если перекрытие имеет уклон, превышающий 60º, воздействие снега не учитывается;
- если перекрытие имеет уклон до 30º, воздействие порывов ветра не учитывается.
Обратите внимание! Чтобы крыша дома была надежной, надо рассчитать массу используемого материала – площадь перекрытия умножается на удельный вес материалов, которые будут использоваться в строительстве. Масса дополнительных элементов рассчитывается отдельно.
Брусья прямоугольные в разрезе наиболее подходят под стропила. Их размеры должны соответствовать расчетным. Чтобы стропила чувствовали себя надежней, их изготовляют из соединенных между собой 2-х досок. Чтобы конструкция была более жесткой и крепкой, ее увязывают дополнительно затяжками, подкосами, ригелями и другими фрагментами системы.
Проект крыши, состоящей из четырех скатов, должен включать в себя чертежи стропильной конструкции, их узловых соединений с мауэрлатом и коньком, схематические проработки обрешетки. Схема также должна четко показывать наслоение кровли и других важных элементов сооружения. Если проект разработан за всеми существующими нормами, просчитать нужное количество необходимых материалов для установки стропильной системы и кровельного наслоения – это уже дело техники.
Монтажные работы
Начнем с каркаса, состоящего из стропил и мауэрлата, уложенного на несущие стены. Чтобы конструкция сохраняла геометрическую монолитность, мауэрлат должен быть закреплен точно горизонтально, что позволит устанавливать по нему балки потолочные. При возведении конструкции, стропила крепятся к верхнему концу. При возведении четырехскатной конструкции важным фактором является правильная установка стропил, расположенных по диагонали:
- Для укрепления диагональных стропил накосные элементы крепятся к мауэрлату и фиксируются короткими нарожниками.
- Чтобы разгрузить накосные элементы при большой площади кровли, применяются шпренгельные конструкции, которые сопрягаются с дополнительными затяжками. Бывают случаи, когда их устанавливают на балки поперечного или продольного сечения.
- Установка такой кровли предполагает распределение нагрузки от стропил, что делает более крепкой всю систему. Согласно проекту применяются подкосы и ригели, затяжки и стойки.
- Вверху к коньковой балке фиксируют накосные элементы. Прогон конька опирается на балку, идущую вдоль перекрытия чердака.
- Чтобы низ стропил крепче держался мауэрлата, вырубают специальные пазы и применяют дополнительные металлические элементы.
- После установки стропил диагональных фиксируют деревянные планки рядовые. Обычно они расставляются между собой на расстоянии не более 0,7 м.
- Горизонтальные ригели вверху перевязываются друг с другом. Дощатые ригели определенного сечения должны быть ниже конька на 1,0 м. Они предназначаются для большей сопротивляемости нагрузок от порывов ветра.
- Кровля, выполняемая с эркером, предусматривает установку подрезных брусов или досок.
Обратите внимание! Места крепления ног стропил и мауэрлата являются определяющими для надежности всего скелета, поэтому с особым вниманием нужно делать такие соединения. От накосных элементов зависит длина свесов кровли. Если они будут маленькими, накосы придется наращивать дополнительно досками или брусками.
После завершения установки системы стропил согласно проекту обустраивают обрешетку, паро- и гидроизоляцию, утеплитель и контробрешетку (если есть в этом необходимость).
При желании сделать четырехскатную крышу еще качественней, обрешетку из деревянных элементов нужно выполнять в направлении, сопутствующем коньку с расстоянием друг от друга 0,5 м. На обрешетку укладываются доски в один или два слоя в направлении от конька к свесу кровли. Предварительно обрешетка во избежание гниения проходится антисептическими средствами, которые должны сделать конструкцию более долговечной.
Видео: конструкционные особенности крыш