Прежде всего отмечу, что четырехскатная крыша бывает двух типов:
Выбор типа кровли зависит от формы здания. Монтаж шатровой крыши можно сделать на квадратном строении. Вальмовые же подходят для прямоугольных домов.
Наиболее сложной является вальмовая крыша, представляющая собой комбинацию двускатной и шатровой кровли. Ее конструкция включает в себя следующие элементы:
Что касается шатровой крыши, то она имеет во многом такую же конструкцию, как и вальмовая, с той лишь разницей, что у нее отсутствует коньковый прогон и, соответственно, боковые стропила. В результате коньковый узел представляет собой точку, в которой сходятся четыре накостные и четыре центральные ноги.
Монтаж стропильной системы четырехскатной кровли включает в себя несколько этапов:
Прежде всего нужно подготовить пиломатериалы для изготовления стропил. Чтобы правильно подобрать сечение, необходимо определиться со следующими параметрами конструкции:
Самостоятельно рассчитывать, конечно, совсем не обязательно. Просто решите для себя, каким будет угол наклона и остальные параметры, после чего возьмите данные из технической литературы.
Еще проще воспользоваться онлайн-калькулятором. Просто введите в программу основные параметры, и она рассчитает не только сечение, но и количество материалов.
Чаще всего для изготовления стропил используют доски шириной 150 мм и толщиной 40 мм. При этом шаг находится в пределах от 60 до 90 см.
Если угол наклона скатов составляет 45 – 60 градусов или даже выше, шаг можно сделать 90 см. Если угол наклона меньше, расстояние между ногами следует уменьшить.
Кроме того, вам понадобятся другие некоторые материалы:
Работу начинам с укладки мауэрлата, который монтируется следующим образом:
| Иллюстрации | Действия |
 |
Гидроизоляция стен:
|
 |
Крепление мауэрлата.
Если в стенах нет закладных элементов под мауэрлат, надо выполнить его монтаж своими руками следующим образом:
|
Итак, четырехскатная крыша возводится следующим образом:
| Иллюстрации | Действия |
 |
Монтаж конька:
|
 |
Монтаж боковых стропил . Боковые стропила устанавливаются так же, как и при сборке двускатных систем – на мауэрлате вставляются в пазы и фиксируются крепежами, а сверху зарезаются для состыковки с коньковым брусом. |
 |
Монтаж накостных ног:
|
 |
Установка накожников.
Самое сложное при установке нарожников – это правильно запилить их верхнюю часть. Делается это так:
|
На этом основная работа по сборке каркаса завершена. Теперь нужно укрепить конструкцию. Для этого между боковыми ногами установите ригели (затяжки). Накосные стропила подоприте подстропильными ногами.
Трудоемкость работ при строительстве четырехскатной крыши ненамного выше, чем обычной двухскатной, но это не значит, что четырехскатная крыша своими руками строится так же просто, как обычная, с двумя симметричными скатами. Основная сложность состоит в том, что четырехскатная крыша требует очень точного инженерного расчета и знаний технологии, особенно, если вы не имеете хорошей практики в строительстве подобного рода крыш.
Почему обычную двухскатную крышу устраивают в основном на простых хозяйственных постройках, а для жилых помещений выбирают четырехскатную крышу:
Важно! Конструкция крыши в четыре ската, в отличие от «двушки», обладает высокой степенью адаптации.
Для климата с большим количеством осадков прекрасно подойдет датский вариант с крутыми основными скатами и двумя вальмами, для степной зоны с сильными ветрами низкий шатровый каркас с большими свесами и средним углом наклона.
Наиболее удобным будет использование четырехскатной крыши в домах, где чердачное помещение не выделяется в виде жилой зоны, а используется в хозяйственных целях. Из-за появления двух дополнительных скатов пространство и полезная площадь чердака уменьшается примерно на 25%. Но при желании и достаточных размерах мансардного помещения вместо чердака можно оборудовать небольшую комнату, даже с окнами и балконом, как на фото.
Но в этом случае вместо простой системы вертикальных стоек, на которые опирается коньковый прогон, в конструкции четырехскатной крыши потребуется установить дополнительные горизонтальные балки - ригеля, которые будут играть роль потолочного перекрытия для мансардного помещения.
Прежде всего, стоит разобраться, в чем 4 скатная крыша в деталях отличается от варианта с двойным скатом.
Основное отличие стропильной системы в 4 ската от двойной симметричной крыши
Отличия в конструкции будут наиболее наглядными на схеме с простым прямоугольным вариантом четырехскатной крыши, изображенной на фото:
Важно! Большинство элементов дополнительных скатов требуют очень тщательной подгонки, поэтому зачастую диагональные стропила и нарожники собирают с предварительным «прихватом» на саморезах, и только после окончательной регулировки заменяют болтовым соединением или сбивают гвоздями.
Самым сложным в постройке стропильной системы четырехскатной крыши является этап вывешивания диагональных стропил. Во-первых, угол наклона диагональных стропил и давление, с которым они опираются на коньковый прогон, должны быть равны параметрам пары накосных балок с другой стороны. Площади скатов и углы наклона в четырехскатной крыше должны быть абсолютно равны.
Во вторых, воображаемая линия, проведенная между точками стыковки или вершинами треугольников, образованными диагональными стропилами с обеих сторон, должны проходить точно по оси бруса конькового прогона, как по горизонтали, так и по вертикали. В том, чтобы правильно выровнять и отрегулировать положение диагональных стропил, состоит главная трудность сборки четырехскатной крыши.
На этапе подготовки сборки четырехскатной крыши выполняют укладку доски или бруса мауэрлата, при этом важно тщательно выровнять плоскость доски по горизонту. На мауэрлат наносят предварительную разметку мест под установку боковых стропил, шпренгельных опор и затяжки. Монтаж четырехскатной крыши значительно упрощается, если в качестве перекрытия используется железобетонная плита.
После выкладывания и крепления затяжки собирают коньковую раму или «скамейку». По сути, это брус конькового прогона, установленный на вертикальные стойки. К стойкам пришивают продольные и поперечные подкосы, обеспечивающие устойчивость рамы до момента сборки стропил вальмовых скатов.
Перед выкладкой диагональных стропил коньковую раму необходимо подпереть парой временных балок, которые крепят к мауэрлату и к крайней стойке «скамейки». Это не позволит коньковой раме опрокинуться под давлением диагональных стропил с другой стороны.
Далее — самое сложное. Сначала определяют реальную длину каждой из накосных балок, для этого в точке опоры на торце конькового бруса забивают гвоздь и шнуром вымеряют длину от гвоздя до точки опоры на мауэрлате. Перед установкой диагоналей каждую из накосных стропил вымеряют и отрезают по своей длине шнура.
Установив накосные элементы на мауэрлат, определяют линию соприкосновения и запила контактной поверхности. Подрезав плоскость опоры накосных балок, их укладывают на торец конькового прогона.
Нижние концы диагональных балок устанавливают в угловое сочленение мауэрлатного бруса с подрезом опорной поверхности балки по приведенной схеме. Иногда форму подреза выполняют по шаблону, но надежнее выполнять разметку линии запила вручную.
В идеале воображаемая вертикальная плоскость, проведенная через любое накосное стропило, должна быть параллельна плоскости накосного бруса, расположенного с противоположной стороны четырехскатной крыши.
Если все сделано правильно, две диагональные стропильные балки четырехскатной крыши станут точно по оси конькового бруса. Чтобы избежать прогиба, достаточно длинных накосников, необходимо установить подкосы и шпренгельные опоры с установкой временного крепежа из саморезов. Аналогично устанавливают стропила с противоположного ската и выравнивают элементы с максимальной точностью. Чтобы увеличить жесткость вальмовых скатов, на краях диагональных балок вырезают и устанавливают по несколько нарожников.
После переходят к укладке рядовых стропильных балок. Крепление на мауэрлате выполняют стандартным соединением болт-гайка или с помощью стальных уголков. В верхней части стропильную доску обычно запиливают по шаблону и укладывают на брус конька.
Обычно после вывешивания рядовок на коньковом прогоне и мауэрлате в верхней части устанавливают дополнительные ригеля, уменьшающие распирающее действие каркаса четырехскатной крыши. После установки всех стропильных балок и выравнивания основных силовых элементов четырехскатного каркаса переходят к капитальному креплению всех стропил на мауэрлате и коньковом прогоне.
На следующем этапе устанавливаются и крепятся подкосы под рядовые стропила, выполняется «забивка» треугольных скатов нарожными балками. Каждый из нарожников вырезают в свою длину по приведенной ниже схеме и устанавливают в шахматном порядке, это позволяет избежать ослабления балки за счет совпадения мест запилов с противоположных сторон.
Все элементы крепят гвоздями, саморезами и болтовым соединением с накладными стальными пластинами и уголками.
После сборки основного каркаса четырехскатной крыши на концы стропил набивают кобылки - короткие доски, образующие ряд свеса крыши вдоль стены. По торцам кобылок вымеряют линию среза, подрезают так, чтобы концы находились в одной плоскости, и нашивают карнизную доску. Нижнюю часть кобылок подбивают вагонкой или обычной доской.
После обработки древесины балок антисептическим составом переходят к набивке досок обрешетки. Толщину досок, количество материала и точки забивания гвоздей выбирают, исходя из того, какую кровлю планируют укладывать на данную четырехскатную крышу.
Четырехскатная крыша заслуженно считается одной из наиболее удобных и практичных конструкций кровли. Если вы собрались строить четырехскатный вариант своими руками, кроме правильного расчета конструкции, вам потребуется опыт выравнивания и подгонки положения каждой из балок. Поэтому будет правильным получить нужный опыт и навык работы с четырехскатными крышами у более опытных мастеров.
При строительстве собственного жилья на плечи ложится много ответственности. Приходится заниматься кучей вопросов и участвовать в процессе строительства. Ведь надежная крыша над головой обеспечит комфортную жизнь.
Сложности всегда привлекают человека. Ведь не зря говорят: «Мы не ищем легких путей». Так происходит и в строительстве. Четырехскатная кровля имеет сложную форму, придавая зданию особый вид. Такая архитектура привлекает многих. Данный вид особо популярен при постройке загородных домов. На одноэтажный дом неплохим вариантом станет построить четырехскатную крышу.
В этой статье
Расположение с разных сторон 4 скатов придает вашему жилью солидный вид. Зачастую скаты имеют разную форму: пара из них получается в форме треугольника и играет роль фронтона, а некоторым придают форму трапеции.
Сложности с четырехскатной крышей при расчетах и монтаже отпугивают многих желающих, но если вы не сомневаетесь в своих силах, то можно смело производить постройку.
Четырехскатная крыша своими руками имеет следующие плюсы:
При исполнении четырехскатной крыши своими руками можно выделить несколько ее подвидов:
Перед тем как перейти непосредственно к строительству, необходимо создать проект кровли, для того чтобы в дальнейшем не совершать ошибок. Как построить кровлю? В таком деле поможет поэтапная инструкция. Ознакомившись с конструкцией дома, приступаем к следующему:
Стропильная система четырехскатной крыши образует каркас кровли. Она складывается из таких элементов:
Четырехскатная крыша начинается с установки мауэрлата, который укладываем по периметру стен. Его сечение - 150 х 150 мм. При размещении необходимо контролировать его уровнем. Находиться брус должен в 5–7 см от края стены. Крепление производим на заранее замурованные шпильки. Сверху прикручиваются гайки. Такой брус свяжет конструкцию стропил и стены дома в единое целое.
Чтобы установить стойки, нужны лежень и балки перекрытия. Размер бруса таких элементов составляет 100 х 200 мм. Установка опор производится вертикально с креплением пластинами или уголком. При использовании вальмовой крыши стойки ставятся в 1 ряд, а сверху крепится прогон. Шатровая крыша предполагает размещение опор по диагонали. Равные расстояния откладываются от угла. Таким образом, получается прямоугольник, на который укладываем прогоны. Все крепим с помощью уголка.
Монтаж стропильной системы крыши
Следующим этапом нужно сделать шаблоны стропил. По ним устанавливаем боковые стропила. Для заготовки подойдет тонкая доска. Прикладываем ее к прогону и отмечаем запил. Со вторым концом, что находится у мауэрлата, также отмечаем запил. Изготавливаем нужное количество стропил, используя шаблон. После выбора шага крепления производим установку. Шаг может составлять от 60 см до 1 м. Соединение делаем саморезами.
Угол наклона ската определяют накосные стропила. Располагают их диагонально для дополнительной нагрузки. Часто для них используются сдвоенные доски. Запилы также делаем по шаблону. Верхняя часть накосных стропил для придания прочности соединяется ригелем.
Шатровая крыша соединяет накосные стропила возле конька, используя затяжки. Установка происходит под углом 90 градусов. Проволочными хомутами соединяем со стенами.
Нарожники крепим к диагональным стропилам. Их длина может быть разнообразной, но они должны располагаться параллельно друг к другу. Рядовые и нарожные стропила вместе образуют боковые скаты.
Четырехскатная крыша своими руками подошла к завершению. Последним этапом является ее утепление с помощью базальтовой ваты или вспененного полистирола. Укладку материала производим между стропил. От влаги защитит слой гидроизоляции. Обрешетка напрямую зависит от типа материала крыши.
В этом видео можно узнать подробнее о строительстве и проектировании чертырехскатной вальмовой крыши:
Крыши с четырьмя скатами обладают более высокой надежностью и устойчивостью к нагрузкам. Такая конструкция гораздо сложнее, чем обычная двускатная, и монтаж занимает больше времени. И все же, четырехскатная крыша своими руками является вполне выполнимой задачей, если правильно подготовиться и подробно изучить тонкости ее устройства.
Четырехскатная крыша имеет множество вариаций. Самая простая конструкция представляет собой 2 ската трапециевидной формы, соединяющихся по центру кровли, и 2 треугольных ската со стороны фронтонов. Иногда все четыре ската делают треугольными, тогда ребра крыши сходятся в центральной точке. Более сложные конструкции предполагают наличие ломаных линий, сочетание коротких скатов с фронтонами, встроенные прямые и наклонные окна, а также многоуровневые скаты.
Без соответствующего опыта соорудить стропильную систему такой конфигурации невозможно, поэтому лучше обратить внимание на стандартную вальмовую крышу.
Наклон скатов может иметь угол от 5 до 60 градусов. Чтобы высчитать оптимальное значение уклона, необходимо учесть следующие факторы:
Для обустройства мансарды пологие скаты не подходят, поскольку они забирают слишком много свободного пространства. Поэтому, если мансарда запланирована в проекте дома, угол наклона кровли должен быть от 45 градусов и выше. Выбрать угол наклона в зависимости от вида кровельного покрытия можно с помощью таблицы.
Атмосферные нагрузки также имеют большое значение. Там, где выпадает много снега, нельзя делать уклон меньше 30 градусов, иначе стропильная система не выдержит нагрузок. Если же угол наклона больше 60 градусов, снеговую нагрузку можно не учитывать. Кроме перечисленных факторов следует продумать расположение таких объектов, как баки для воды или вентиляционные камеры. Обычно они подвешиваются к стропилам и оказывают на них дополнительную нагрузку. После предварительных расчетов можно приступать к составлению чертежа стропильной системы.
Как и двускатная, вальмовая крыша состоит из мауэрлата, затяжек, стропил, опорных стоек, конькового бруса и обрешетки. Отличие второй конструкции состоит в расположении стропил и их длине. Для четырехскатной крыши рекомендуется использовать пиломатериал из сосны или лиственницы, хорошего качества, без дефектов, с максимальной влажностью 22%.
Стропила изготавливают из досок сечением 50х100 мм; если же площадь крыши очень большая, лучше брать доски 50х200 мм. Для мауэрлата нужен цельный брус сечением не меньше 150х150 мм. Дополнительно потребуются металлические шпильки с резьбой для крепления мауэрлата, доски для обрешетки и накладные металлические пластины, с помощью которых производится соединение деревянных элементов.
Пиломатериал перед сборкой кровли обязательно пропитывают антисептическим средством.
В процессе работы потребуются инструменты:
В домах из бруса функции мауэрлата выполняет последний венец сруба, в котором вырезают специальные пазы под стропила. В кирпичных домах мауэрлат укладывают на стены по периметру коробки, предварительно закрепив между кирпичами последних рядов металлические шпильки с резьбой. Чтобы точнее разметить отверстия под крепежи, брус поднимают и укладывают сверху на острия шпилек, а затем ударяют по нему молотком. После этого на дереве остаются четкие отметины, по которым и просверливают отверстия.
Сняв брус для просверливания, поверхность стен застилают одним или двумя слоями гидроизолирующег о материала, обычно это рубероид. Его кладут прямо на шпильки и продавливают книзу. Далее укладывают мауэрлат, совмещая отверстия со шпильками, выравнивают по горизонтали и накручивают плотно гайки на резьбу. На углах брусья соединяют металлическими пластинами или скобами. После закрепления брус не должен сдвигаться даже на миллиметр, ведь от этого зависит надежность всей стропильной системы.
Если в доме отсутствует центральная несущая стена, необходимо уложить опорную балку перпендикулярно несущим балкам перекрытия. Соединяют две доски сечением 50х200 мм, оставляя между ними зазор 50 мм. Для этого между досками вставляют короткие бруски толщиной 50 мм и прибивают их гвоздями. Расстояние между брусками около 1,5 м, на концах балки не скрепляют. Вымеряв середину чердака, укладывают опорную балку так, чтобы ее концы выходили за границы мауэрлата на 10-15 см.
Теперь берут 3 доски 50х150 мм, обрезают по высоте крыши, с помощью отвеса устанавливают на опорной балке. Каждая стойка должна упираться в балку там, где доски соединены бруском. Стойки временно укрепляют укосинами из брусьев. Верх стоек соединяют коньковой балкой, в качестве которой используют доску 50х200 мм.
Берут стропильную доску и прикладывают ее одним концом к коньковому брусу, а другим к мауэрлату с фасадной стороны здания. Сразу же регулируют длину карнизного свеса, лишнее обрезают. Карандашом отмечают линии запилов, после чего обрезают верхний конец доски и делают паз в мауэрлате на 1/3 ширины стропила. Доску прибивают к коньку, нижний край вставляют в паз на мауэрлате и закрепляют металлическими пластинами.
Точно так же изготавливают остальные стропила и устанавливают их с шагом 60 см с фасада дома. Крайние доски должны располагаться перпендикулярно коньковому брусу и крепиться на его концах. С противоположной стороны здания все делают аналогично. На вальмах располагается только по одному стропилу с каждой стороны: доска ставится на ребро и крепится верхним концом к коньковому брусу, а нижний конец вставляют между досками опорной балки и фиксируют гвоздями.
Для изготовления угловых стропил обычно соединяют две доски сечением 50х150 мм. В одном из верхних углов коробки, в точке соединения балок мауэрлата, вбивают гвоздь и завязывают на нем тонкий шнур. В точке соединения конька и центрального стропила со стороны вальмы также вбивают гвоздь, протягивают к нему шнур и закрепляют. Так обозначают линию диагональных, или угловых, стропил. Их длина должна быть одинаковой, иначе крыша будет неровной. Подготовленное стропило поднимают наверх, выставляют вдоль разметки и соединяют с коньковым брусом и мауэрлатом. Свес стропила составляет примерно 50-70 см.
Для закрепления диагональных стропил используют нарожники – укороченные стропила, упирающиеся нижним концом в мауэрлат и расположенные под прямым углом к коньковому брусу. Они крепятся с шагом 60 см, начиная от крайнего рядового стропила. По мере приближения к диагонали, нарожники делают все короче. Теперь необходимо укрепить конструкцию затяжками и раскосами, а также установить дополнительные вертикальные опоры.
Если длина пролета под диагональным стропилом больше 7 м, требуется установить еще одну опору на расстоянии четверти длины пролета от угла чердака. Нижний конец стойки должен опираться на балку перекрытия. В случае, когда балка находится дальше обозначенного места или вовсе отсутствует, вместо вертикальной стойки крепят шпренгель – горизонтальную перемычку из бруса, торцы которой прибивают к нарожникам.
Когда все опоры установлены, можно набивать обрешетку. Для четырехскатной крыши обрешетка выполняется так же, как и для двускатной. Сначала крепится гидроизоляционна я мембрана, на каждом скате отдельно. Стыки тщательно проклеивают скотчем, а затем поверх мембраны набивают тонкие рейки для обеспечения воздушного зазора. Доски набивают с шагом до 40 см, в зависимости от вида кровли, и обязательно перпендикулярно стропилам.
На этом сборка стропильной системы считается завершенной. Остается только утеплить конструкцию, уложить кровельное покрытие, смонтировать ветровые планки и обшить свесы. Чтобы четырехскатная крыша смотрелась более стильно, рекомендуется установить на скатах наклонные или прямые окна.
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.
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:
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 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.
В скаты классической вальмовой крыши нередко встраивают элементы остекления
Шатровые крыши широко используются в современном индивидуальном строительстве
Боковые скаты полувальмовых крыш имеют укороченную длину, поэтому до линии карниза не достают
Датский проект хорош тем, что позволяет с лёгкостью обустраивать чердачные помещения
Построенная по голландскому проекту крыша пока ещё редко встречается в нашей местности
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.
При разработке вальмовой крыши учитывают все виды нагрузок, которые на неё будут воздействовать. Для этого следует в первую очередь решить несколько важных вопросов:
На основании этих факторов определяют степень наклона скатов и площадь кровли, выполняют расчёт нагрузок и принимают решение о конструкции и параметрах стропильной системы.
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:
Определившись с углом наклона крыши, совсем нетрудно рассчитать, на какой высоте окажется конёк. Для этого используют простые тригонометрические формулы для прямоугольного треугольника.
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 Нагрузки, воздействующие на четырёхскатную крышу, разделяются на два вида:
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.
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.
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:
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.
Чтобы правильно спроектировать и установить четырёхскатную кровлю, необходимо детально разобраться с её конструкцией, а также особенностями обустройства вальмовых крыш наиболее распространённых видов.
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.
Поскольку основу стропильной системы вальмовой крыши составляют накосные стропила, при монтаже кровельного каркаса необходимо придерживаться следующих правил:
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.
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 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.
Сборку стропильной системы необходимо выполнять в строго определённом порядке. Это необходимо для того, чтобы правильно установить и закрепить все конструктивные элементы кровли.
Мауэрлат к несущей стене крепят при помощи болтов или анкеров
Опора вертикальных стоек на балки допускается только в том случае, если конструкция будет покоиться на капитальном простенке
Коньковый прогон можно крепить как непосредственно к стропильной ноге, так и посредством деревянных накладок
Изготовление шаблона сможет сократить время подготовки стропил к монтажу
Раскладку стропил и нарожников на вальмовой крыше выполняют по шаблону
Использование металлических крепёжных элементов делает стропильную систему более жёсткой и устойчивой
Крепление стропил к мауэрлату можно выполнить несколькими способами
Стропильная система подготовлена к монтажу кровельных материалов
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:
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.
При строительстве простой вальмовой крыши можно воспользоваться типовым проектом, который разрабатывали специалисты. Проектная документация включает в себя:
В качестве образца ниже приводится документация по типовому проекту вальмовой крыши для дома площадью 155 кв. м.
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.
