Стропильная система четырехскатной крыши

Вальмовая четырехскатная крыша дома сложнее одно- или двухскатной. Но, при желании, можно соорудить и такую крышу своими руками. В данной статье мы рассмотрим виды четырехскатных вальмовых крыш, их конструкцию и один из способов сооружения.

Особенности крыши из четырех скатов

  1. Главное преимущество – отсутствие щипцов и фронтонов. Нетрадиционная конструкция стропильной системы позволяет крыше без последствий переносить сильные ветра, минимизировать возможные разрушения в местах свесов карниза с течением времени, также отсутствие фронтона – это экономия на стройматериалах и трудозатратах.
  2. Концы стропил, которые пересекаются между собой и крепятся на балке конька, придают конструкции жесткость, препятствуют ее деформированию под весом осадков, стройматериалов кровли или оборудования, смонтированного на крыше.
  3. Конструкция и устройство вальмовой крыши предполагает возможность обустройства карнизных свесов по периметру всего дома, защищая фасад от атмосферных воздействий и перепадов температуры.
  4. В схеме архитектурного соответствия четырёхскатная крыша при пристройке веранды или мансарды к дому делает здание более устойчивым к неравномерно распределенным нагрузкам.
  5. Эстетичность крыши доказана практикой и временем – такие конструкции используются с тех лет, когда люди научились строить себе убежища, которые потом превращались в прочные и красивые дома.

Высота балок четырехскатной крыши

Высота балок четырехскатной крыши подбирается исходя из следующих параметров.

  • суммарное значение нагрузки для региона России по СНиП (для центрального региона 220 кг/м2);
  • шага стропил; 600-800 мм оптимально. При большем шаге могут возникнуть сложности в монтаже утеплителя и устройстве обрешетки;
  • расчетная длина пролета по наклонной плоскости;
  • угол наклона кровли;

Упростить Вам задачу?

Мы хотим не просто рассказать подробнее о технологии строительства из деревянных двутавровых балок, но и наглядно продемонстрировать возможности двутавров в перекрытии конкретно для вашего случая. Пришлите нам чертежи вашего будущего каркасного дома или каркасной постройки и мы подготовим планы раскладки двутавровых балок, подберем сечение, сделаем спецификацию и посчитаем коммерческое предложение. И, конечно, покажем узловые решения, которые целесообразно применять конкретно в вашей конструкции.

Колеганов Иван, Инженер-проектировщик

Отправить чертежи

*бесплатная раскладка за 24 часа

Мы предлагаем только оптимальное решение стропильной системы четырехскатной крыши конкретно для вашего дома.

Получить прайс-лист Перейти в раздел цен Подробнее о балках

Расчет вальмовой четырехскатной крыши

//

Для того, чтобы рассчитать все элементы будущей четырехскатной вальмовой крыши, которую Вы решили соорудить своими руками, необходимо составить на бумаге подробный чертеж всех её элементов с указанием их длинны, сечения и углов наклона. Конечно, лучше всего, если у Вас есть готовый проект такой крыши, составленный специалистами. Если же нет, расчет можно сделать самому, особенно если здание небольшое, правильной прямоугольной формы.

Расчет необходимо начинать из выбора угла наклона будущей четырехскатной крыши, а значит и её высоты. Обычно угол наклона кровли от 10 до 60о. Чем больше угол наклона, тем больше материала потребуется на ее сооружение. С другой стороны, чем больше в данной местности осадков и чем тяжелее материал кровли, тем угол должен быть больше. Поэтому, здесь важно выбрать «золотую середину» позаботившись и о том, чтобы высота вальмовой крыши гармонировала с формой и общим дизайном дома.

Выбрав угол наклона будущей крыши, можно определить высоту её конька, или наоборот, определившись ее с высотой, можно узнать какой при этом будет угол наклона. Способы рассмотрены в статье: «Как узнать, вычислить или рассчитать угол наклона крыши».

При расчете четырехскатной крыши необходимо обеспечить правильное положение конька. Он должен быть расположен строго посредине здания, параллельно боковым несущим стенам и на равном расстоянии от торцевых стен.

Так как в основе вальмовой крыши лежат стропильные конструкции, то их размеры, сечение и форма должны быть рассчитаны точно на бумаге с учетом вида, конструкции, ширины пролета, высоты крыши, длинны конька, способов крепления.

Четырехскатная крыша: чертеж

В начале любых строительных работ лучше всего произвести расчёты, чтобы потом уже при строительстве не переделывать конструкцию. Поэтому, даже если строительство стропильной системы четырёхскатной крыши у вас получится выполнить своими руками, то расчёт самого проекта четырёхскатной крыши лучше всего сразу доверить профессиональному архитектору.

Составляя проект четырехскатной крыши, нельзя ошибиться, так как он включает в себя огромное количество элементов и все они несут свою нужную функцию. Архитектор, который будет выполнять проект, а впоследствии и чертеж четырёхскатной крыши, обязательно даст подробное описание всех узлов и соединений, что существенно ускорит монтаж конструкции. Вам останется только приобрести необходимые материалы и инструменты и можно приступать к монтажу.

При составлении проекта важно помнить про уклон. Обычно он варьируется от 5 до 60 градусов. От угла наклона зависит и выбор кровельного материала. Если угол наклона в доме до 10 градусов, то рекомендуют использовать асбестоцементные листы или рулонное покрытие. При угле наклона от 14 до 60 градусов лучше всего подойдёт кровельный металл, а при наклоне от 30 до 60 градусов смело можете делать черепичную крышу.

Читайте также:  Второй этаж и мансарда: расширяем дом своими руками

Устройство четырёхскатной крыши таково, что чем больше угол наклона, тем больше кровельного материала пойдёт на строительство и, наоборот, чем меньше угол наклона, тем более мощный каркас необходимо сооружать, так как на такую крышу будет более сильная погодная нагрузка.

Делая расчёт, архитектор сразу учитывает, какие стропила будут использованы при строительстве: висячие или наклонные, нужны ли вам будут дополнительные элементы для поддержания прочности, а также всевозможные нагрузки на стропила. При расчёте нагрузок учитывают:

  • вес кровельного материала;
  • вес материала для утепления, паро- и гидроизоляции;
  • погодные условия;
  • оборудование или устройства, которые, возможно, будут установлены на крышу.

Параметры нагрузок изменяются в зависимости от различных факторов. В основном учитывают климат местности, в которой планируется возведение. А общую массу всей крыши рассчитывают, учитывая итоговое количество всех материалов, которое будет использовано при строительстве и площадь всего сооружения. Обязательно делают расчёт прочности стропил и степени возможной деформации от различных внешних и погодных изменений.

В качестве стропил профессионалы рекомендуют использовать прямоугольные бруса с сечением из пиломатериалов хвойных пород, обработанных специальным антисептическим составом. Для повышения устойчивости системы четырёхскатной крыши вводят дополнительные стальные элементы.

Поэтому, даже если вы решили начать строительство четырёхскатной крыши своими руками, не поленитесь воспользоваться советами опытных мастеров. Если все расчёты будут выполнены правильно и без ошибок, это позволит возвести привлекательную конструкцию с хорошими эксплуатационными характеристиками.

Элементы входящие в каркас крыши

Мауэрлат как его часто называют (фундамент для крыши) — опорный брус для стропил, установленный на верхнюю часть стен дома, равномерно распределяющий нагрузку на здание. В доме из дерева, мауэрлатом выступает последний ряд сруба.

Установка мауэрлата на кирпичные либо блочные стены производиться с помощью мощных анкеров. Мауэрлат изготавливается из высушенной древесины, обработанной защитным противопожарным и противогрибковым средством, сечением от 100х100мм. до 150х150 мм.

Стропильные ноги — устанавливаются парами, с двух сторон крыши и закрепляются на коньке, тем самым образуя стропильную систему (контур крыши).

Шаг их установки обычно находится в диапазоне 0,6-1,2 м., и зависит от типа используемого кровельного материала. Чем более тяжёлая будет кровля, тем меньший используется шаг. Стропила изготавливаются из обрезной сухой доски хвойных пород, толщиной от 50 мм. Для безопасности и долговечности конструкции так же необходимо использовать специальные пропитки для дерева.

Конек крыши — горизонтальная, верхняя линия соединения стропильных ног между собой. Высота его в начале и в конце по отношению к верхним точкам стен, не должна отличаться. Измерить это можно с помощью гидроуровня.

  1. Стойки – вертикально установленные опоры под стропильную систему. В зависимости от ширины, стойки могут устанавливаться, как только под коньковый брус, так и дополнительно в промежутке от конька до карниза крыши. Выполняются опоры из обрезной доски либо бруса.
  2. Кобылки — данные элементы стропильной системы требуются для продления стропильных ног, когда те слишком короткие и нет возможности сделать свес необходимой длинны. Присоединяются к нижней части стропил, путём нахлёста доски меньшего сечения и скрепления их друг с другом гвоздём.
  3. Прогоны – горизонтальный брус, скрепляющий ноги стропил. Крепится с внутренней стороны у основания конька, либо по центру стропильных ног.
  4. Затяжка – закрепленный снизу брус, соединяющий стропильные ноги, не позволяющий им расходиться.
  5. Лежень – опорный брус, лежащий горизонтально на несущей стенке внутри сруба, на который устанавливаются стойки, поддерживающие стропильную систему. Материал – брус сечением от 100х100мм. до 150х150 мм..
  6. Подкосы и стойки – дополнительные опоры под стропильные ноги, дающие конструкции дополнительную устойчивость, крепятся к затяжке или лежню.
  7. Обрешётка – конструкция из брусков или досок, необходимая для укладки кровли, крепятся перпендикулярно стропильным ногам, шаг зависит от типа кровли. Под гибкую черепицу используют фанерные листы, уложенные на стропила сплошным ковром.

Двускатная крыша своими руками — элементы стропильной системыНаличие вышеперечисленных составляющих в конструкции крыши зависит от её типа и размера. Существует два варианта установки стропильной системы на двухскатную крышу: наслонная и висячая. В первом варианте стропила крепятся: внизу к мауэрлату, вверху к коньковому брусу. Конёк должен поддерживаться или внутренней стеной или вертикальными стойками.

Висячие же стропила вверху опираются друг на друга, а внизу к затяжке либо балкам перекрытия. В домах построенных из дерева крепление стропил к мауэрлату делают скользящим, это позволит избежать нарушение каркаса крыши, когда дом будет давать усадку.

Основные составляющие чертежа двухскатной кровли

Можно выделить несколько моментов, которые должны быть отражены на чертежах с двускатной крышей:

  1. Принципиальная схема стропильной системы. Она предполагает нанесение на чертёж расположения ключевых элементов и их количество, определяя при этом тип необходимого пиломатериала, в том числе следующие:
  • Мауэрлат — брус, уложенный на несущие стены здания, являющийся опорным для крепления стропил и распределяющий нагрузку между стропильной системой и стенами;
  • Лежень — брус, закрепленный на внутренних стенах постройки, который служит опорой для стоек;
  • Стропильная нога или стропило — доска, которая служит элементом формирования кровли. Пара стропил, соединённых между собой, образуют стропильную ферму. Равномерно установленные на крыше фермы в комплексе составляют основу для укладки кровельного покрытия;

    Расчёт стропильной системы двухскатной крыши

  • Стойка — вертикально установленный брус, который служит опорой для стропил двухскатной крыши, а в кровле ломаного типа также и элементом каркаса для внутренней обшивки;
  • Подкос или подстропильная нога — доска или брус, закрепленные под углом к опорному столбу и упирающиеся в стропило, его функцией является распределение нагрузки;
  • Затяжка или ригель или схватка — горизонтально укреплённая доска, которая придаёт стропильной ферме жёсткость, выполняя функцию распора;

    Схема стропильной системы двухскатной крыши

  • Прогон — дополнительный горизонтальный брус для укрепления стропильной конструкции, может быть:
    • коньковым, расположенным по линии соединения стропильных ног или коньку;
    • боковым, который фиксирует линию в середине ската.
  • Кобылка — доска, используемая для удлинения стропила и формирования свеса кровли;
  • Обрешётка — доски, закреплённые на внешнем торце стропил и им перпендикулярно, служит основой для крепления внешнего покрытия.

    Макет обрешетки крыши

Расположение ключевых элементов определяет тип стропильной системы двухскатной крыши, который может быть:

  • наклонным, предполагающим установку центральной опоры на которой происходит крепление стропильной пары;
  • висячим, при котором деревянная стропильная ферма формируется посредством затяжек и подкосов и устанавливается на крышу в готовом виде;
  • комбинированным, сочетающим в себе оба способа крепления стропил.

    Два основных вида стропильной системы

При планировании строения кровли необходимо учитывать, что при устройстве тёплой крыши потребуется кровельный пирог, то есть материалы для утепления и изоляции, а также элементы их крепления. После составления основного чертежа с расположением элементов необходимо проставить размеры по всем рёбрам конструкции. При этом необходимо учитывать спецификацию пиломатериалов, которые планируется использовать.

  • Детализация узлов соединения элементов. Для определения потребности в крепёжных и соединительных материалах, а также для обозначения способа крепления необходимо выполнить чертежи узлов соединения элементов стропильной системы. На основании этих данных составляется спецификация по элементам крепления, включая их характеристики и количество.

    Виды крепежных элементов для стропил

    Узлы крепления стропил из пиломатериалов

  • Конфигурация элементов конструкции. На основании схемы стропильной системы рекомендуется составить подробную спецификацию с прорисовкой каждого элемента конструкции. Данный чертёж-спецификация должен отражать:
  • характеристики используемого пиломатериала;
  • размеры каждой детали;
  • конфигурацию элемента с отметками мест замковых запилов.

Данная информация будет служить основанием, как для закупки материалов, так и для их комплектации при монтаже.

Пример комплектации элементов конструкции при монтаже

  • Комплектация кровельного покрытия. По факту всех проведённых расчётов составляется план кровли и вычисляется необходимое количество кровельного покрытия требуемого типа, подборных элементов, а также составляющих кровельного пирога при необходимости.

Комплект чертежей и материалов, полученный в результате проведения вышеуказанных действий, будет служить рабочей документацией при строительстве.

Варианты конфигурации кровельного покрытия

Особенности стропильной системы с четырьмя скатами

Стропильная система вальмовой крыши довольно сложная конструкция, поэтому ее созданию требуется уделить пристальное внимание и сделать все работы строго по нормативным документам. Конечно не для кого не секрет что конечная стоимость работ и сложности, возникающие в процессе монтажа данного типа кровли будет существенно отличаться от двухскатной. Четыре ската требуют устройства дополнительных стропил по углам стенок. Они называются диагональными накосными стропильными ногами.

Накосные стропильные ноги намного длиннее обычных. Это позволяет опирающимся на них стропильным скатам более качественно распределять нагрузку. Кстати, они называются нарожниками. Благодаря правильному подбору пород древесины и их высоких качеств достигается максимальная устойчивость и надежность конструкции в целом. Длина диагональных стропил является несколько больше стандартных досок, в связи с этим их производство осуществляется методом спаривания.

Благодаря использованию метода спаривания пары досок воедино можно достичь:

  • Создания неразрезных балок большой длины
  • Более высокой прочности за счет удвоенного сечения, что позволяет выдерживать сильные нагрузки
  • Произвести унификацию типоразмеров используемых деталей

Если вам необходимо в процессе строительстваспарить стропильные ноги, то для этого вы можете использовать уже имеющиеся стандартные доски.

Проектирование (чертежи) и необходимые расчеты

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

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

Расчёт площади

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

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

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

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

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

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

Расчет сечения стропил

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

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

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

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

Таблица 1. Сечение стропил вальмовой четырехскатной кровли:

Длина стропила, м Размеры стропил, мм Шаг установки стропил, м
брус (спаренная доска) Бревно, диаметр
До 3 80х100 90х100 90х160 100 150 160 1,1 – 1,4 1,4 – 1,7 1,7 — 2,2
3- 4 80х160 80х180 90х180 160 180 190 1,1 – 1,4 1,4 – 1,7 1,7 — 2,2
4- 5 80х200 100х200 200 200 1,1 – 1,4 1,4 – 1,8
5- 5,8 100х200 200 1,1 – 1,5
До 6,5 120х220 240 1,1 – 1,4

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

Выбор угла наклона

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

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

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

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

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

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

Шаг стропил

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

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

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

Четырехскатная крыша для беседки своими руками

Сооружение уютной беседки на приусадебном участке является идеальным вариантом создания комфортной зоны отдыха. В зависимости от геометрической формы, сооружению можно подобрать наиболее подходящий вид четырехскатной крыши.

Четырехскатная крыша для беседки может быть построена как из бруса, так и из металлопрофиля

Для беседки квадратной формы целесообразно соорудить шатровую крышу с четырьмя равными по размеру треугольными скатами, соединенными в одной точке. Для конструкций прямоугольной формы идеально подойдут четырехскатные крыши вальмового типа.

Несмотря на то, что данная конструкция дороже и сложнее по сравнению с двухскатной, именно она является наиболее подходящим вариантом для беседки. Четырехскатная крыша является наиболее целесообразным решением для данной задачи по ряду причин:

  • за счет большого количества наклонных скатов обеспечивается эффективная защита от атмосферных осадков;
  • большие свесы способны долго сохранять тепло, которое аккумулируется на протяжении солнечного дня;
  • наклонные скаты хорошо защищают от проникновения навязчивых солнечных лучей, не заграждая при этом кругозор;

Четырехскатная крыша для беседки удобна тем, что скаты хорошо защищают от солнечных лучей, при этом сохраняется хороший обзор

  • надежная и жесткая конструкция гарантирует минимальное обслуживание и проведение текущего ремонта;
  • доступные по цене строительные материалы делают данный вариант идеальным и недорогим решением для устройства беседки;
  • благодаря тому, что беседка является небольшим сооружением, все монтажные работы по возведению четырехскатной крыши можно осуществить самостоятельно.

Как сделать четырехскатную крышу для беседки?

Прежде чем приступать к возведению стропильной системы для беседки, необходимо рассчитать угол наклона скатов, высоту конька и нагрузку для правильного выбора сечения стропил. Получив результат, необходимо составить чертеж стропильной системы, где отображаются все размеры и взаимное расположение элементов стропильного каркаса.

Размер и сечение стропил зависит от размера самой крыши, а также от угла наклона скатов

На основании чертежа производится подготовка необходимых элементов и их последующая сборка. Устройство четырехскатной крыши для беседки состоит из следующих последовательных действий:

  1. Усиление доской верхней обвязки каркаса беседки.
  2. Крепление к обвязке балки-затяжки при помощи металлических уголков.
  3. Отступив от середины затяжки одинаковое расстояние (около 50 см), необходимо установить две деревянные стойки высотой по 100 см каждая.
  4. Соединение верхушек стоек коньковым прогоном.
  5. Установка рядовых стропил с выбранным шагом.
  6. Закрепление диагональных стропил при помощи гвоздей к коньку таким образом, чтобы они продолжали коньковый прогон.
  7. Установка наружных стропил, которые крепятся одной стороной к диагональным ногам, а другой присоединяются к верхней обвязке конструкции. Шаг между стропилами составляет около 60 см.
  8. Укладка гидроизоляционного покрытия на стропила внахлест одной стороны на другую около 10 см и фиксация его степлером. Закрепление гидроизоляции вдоль стропил осуществляется при помощи реек контр-обрешеки.
  9. Установка обрешетки.
  10. Монтаж кровельного материала с обработкой всех стыков герметиком.

Пример удачного использования четырехскатной крыши для беседки, с покрытием из натурального сена

Ознакомившись с особенностями конструкции, можно смело приступать возведению выбранного типа четырехскатной крыши. Однако следует помнить о том, чтобы получить надежную, прочную и долговечную конструкцию не следует пренебрегать предварительными расчетами элементов конструкции и строго соблюдать алгоритм выполнения работ.

Завершающие работы по стропильному каркасу и четырехскатной крыше

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

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

Для закрепления вышеуказанного материала можно посмотреть видео.

Монтаж стропильной системы четырехскатной крыши — видео

Loading…