Четырехскатная крыша

Проектирование стропильной системы крыши

Конструкция стропильной системы дома должна быть проверена на прочность специалистами. При расчете на прочность учитывают, кроме нагрузок. угол уклона скатов и форму крыши, а также вид стропильной системы и коэффициент запаса прочности.

Стропильная система состоит из многих элементов. На каждый элемент действуют силы, разные по величине и направлению. На стропильную систему в целом и на отдельные её детали действуют нагрузки направленные вертикально, горизонтально и стремящиеся повернуть деталь.

При проектировании стропильной системы принимают во внимание, будет ли на крыше чердак или мансарда, наличие окон в кровле или фронтонах, условия опирания стропил на стены, форму плана дома и другие факторы. Крышу дома лучше и правильней возводить по проекту, выполненному специалистом — проектировщиком

Строительство простых видов крыш можно поручить опытному специалисту, не имеющему квалификации проектировщика

Строительство простых видов крыш можно поручить опытному специалисту, не имеющему квалификации проектировщика

Крышу дома лучше и правильней возводить по проекту, выполненному специалистом — проектировщиком. Строительство простых видов крыш можно поручить опытному специалисту, не имеющему квалификации проектировщика.

Стропильная система крыши частного дома должна отвечать следующим требованиям:

• Стропильная система должна быть прочной и жесткой — изменение формы или размеров крыши под действием нагрузок не должны превышать допустимых величин.
• Крыша должна быть легкой. чтобы своим весом меньше нагружать стены и фундамент дома.
• Стропильная система не должна передавать распор (усилие в горизонтальной плоскости) на стены дома.
• Стропильная система должна быть долговечной. Замена или ремонт стропильной системы — дорогое удовольствие.

Для выполнения первых двух требований, стропильную систему выполняют из отдельных линейных элементов собранных в конструкцию в виде треугольника. Отдельный плоский треугольник стропильной системы, из двух стропил и связанных с ними деталей, называют стропильной рамой или фермой.

Стропильные рамы или фермы установленные на стенах параллельно друг другу на определенном расстоянии и образуют стропильную систему крыши .

В спроектированную специалистом стропильную систему нельзя по собственному желанию вносить изменения. Добавление или исключение любой детали приведет к перераспределению нагрузок на другие узлы системы. Даже изменение числа гвоздей для соединения деталей, может привести к разрушению дома. Например, увеличение количества гвоздей, которыми прибивают стропило, может привести к появлению недопустимого распора на стены. Об этом читайте ниже.

Старайтесь сделать стропильную систему симметричной. Симметричное расположение стропильных ног, стоек, подкосов, позволит равномерно распределить нагрузки по скатам крыши, что повысит устойчивость крыши и стен дома.

Для удаления влаги из деревянных деталей крыши и конденсата, чердачное пространство должно вентилироваться с помощью продухов. В мансардных крышах для этого устраивают вентилируемые зазоры.

Для защиты от влаги мауэрлат и другие деревянные детали стропильной системы отделяют от каменной кладки стен гидроизоляцией. Если этого не сделать, то дерево быстро загниет.

Стропильную систему для частного дома делают из дерева. Иногда, например, в каркасных домах с металлическим каркасом, для изготовления стропильной системы также используют металлические профили.

Подготовка к строительству

Работы начинаются с составления или уточнения подробного проекта (при правильном подходе – согласованного со специалистами и учитывающего все возможные факторы влияния), подготовки материалов и лесов.

На начальном этапе также выполняется оценка состояния несущих стен, при необходимости – с укреплением или выравниванием.

Чертежи и расчеты

Шатровая крыша отличается от других конструкций наличием четырех треугольных скатов, сходящимся в центре постройки (какая крыша лучше — вальмовая или шатровая?)

При ее расчете и монтаже важно свести к минимуму влияние снеговых и ветровых нагрузок на скаты, а распорных – на несущие стены

Коньковый прогон и фронтоны в проекте отсутствуют, расчет начинается с определения уклона и вычисления параметров одного ската у полностью симметричных квадратных конструкций (оптимальный вариант) и двух – у крыш, монтируемых на слегка вытянутые прямоугольные постройки.

Уклон кровли в теории может быть любым, но на деле варьируется от 25 до 50 °, при оптимуме в 30-40°.

Общая площадь шатровой крыши находится путем суммирования полученных значений и умножения их на 4.

Чертеж составляется с учетом типа стропильной системы (каково устройство четырехскатной крыши?). Висячий способ крепления для таких крыш считается более подходящим как из-за большого уклона скатов, так и из-за освобождения пространства. Но при расстоянии между стенами свыше 4,5-6 м стропила стоит крепить наслонным способом, к установленной в центре вертикальной опоре.

Из видео узнаете о том, как пользоваться программой для расчета шатровой (четырехскатной) крыши с помощью калькулятора программы Zhitov Calc для Android:

Материалы и инструменты

Для возведения шатровой крыши потребуются:

• Пиломатериалы, прошедшие антисептическую и противопожарную обработку. Несущий каркас любых четырехскатных крыш закладывается из бруса или досок одинакового сорта и сечения (от 100 мм – для бруса, от 50 – досок).
• Надежные крепежи и гвозди.
• Доска или листовые материалы на древесной основе для обрешетки.
• Кровельное покрытие, рулонная изоляция, утеплитель и материалы для внутренней обшивки (последние требуются при заложении шатровых крыш поверх жилых мансардных этажей, что при стандартном исполнении встречается редко).
• Стандартный плотничный набор: ручная и электрическая пилы, рубанок, дрель, топор, молоток и приспособления для подъема материалов наверх.

Виды (шатровая, вальмовая, полувальмовая)

Основные виды четырехскатных крыш:

1. Шатровый тип. Крыша имеет 4 треугольных ската, вершины которых сходятся в одной точке. Обычно ее основание имеет форму квадрата, а все скаты равны по площади. Такая конструкция подходит для дома, в котором длины всех стен равны между собой. Обычно это сооружения небольшой площади. Крыша отличается особой привлекательностью.
2. Классический вариант – голландская вальмовая крыша. В ее основании формируется прямоугольник. Крыша напоминает двухскатную конструкцию, т.к. скаты, опирающиеся на длинные стены, сходятся вверху по линии, образуя коньковый прогон. Однако в вальмовой крыше над короткими стенами возводится не фронтон, а скаты в форме треугольника. В результате кровля составляется из 2-х трапеций и 2-х треугольников, на противоположных сторонах дома. Данная кровля обладает универсальностью. Она подходит для любых сооружений, особенно при их возведении в регионах, где значительные ветра могут дуть со всех сторон.
3. Полувальмовый тип. В нем вместо треугольных скатов предусматриваются более сложные конструкции, что соответственно изменяет и боковые грани трапециевидных скатов. Выделяются 2 основные разновидности – голландская и датская полувальмовая крыша. В первом случае, треугольный скат располагается вверху, но опускается не на всю высоту кровли. Нижняя часть завершается вертикальной стенкой в форме трапеции. Такая конструкция позволяет оборудовать удобный вход на чердак или окно мансарды. Во втором варианте вертикальный элемент имеет форму треугольника и расположен в верхней части. Низ выполняется в виде ската трапециевидной формы. Верхний фронтон обеспечивает возможность установки окна мансарды.

Все типы четырехскатной крыши отличаются привлекательным видом и давно пользуются популярностью за рубежом. В последнее время они находят все больше почитателей и в России.

Почему же четырехскатная крыша популярнее двухскатной?

«Зачем же лишняя головная боль и сложности?», — спросите вы: «Ведь можно соорудить простую двускатную кровлю гораздо быстрее и дешевле». Здесь мастера подчеркивают некоторые важные моменты в пользу выбора именно четырех скатов для крыши:

1. Высокая ветроустойчивость. Четырехскатная кровля не имеет фронтонов, все ее плоскости наклонены к коньку. Такое строение минимизирует воздействие сильного ветра и сводит к «0» возможные разрушительные последствия.
2. Наиболее удачное распределение нагрузки. Многоскатная кровля выдерживает максимальное количество осадков, так как пологие скаты принимают часть основной нагрузки. Поэтому, провисание, деформация и разрушение стропильной системы, в данном случае, имеют минимальную вероятность.
3. Доступность выбора любого способа утепления крыши. Прямые фронтоны требуют особого подхода при выборе вида утепления крыши, так как расположены вертикально и подвержены продуванию ветром. Пологие скаты вальмовых и шатровых систем позволяют равномерно утеплить крышу любым доступным материалом.

Кроме перечисленных «плюсов», крыша с четырьмя скатами отлично сберегает тепло, может быть облицована любым кровельным материалом и всегда имеет аккуратный вид.

Обрешетка под металлочерепицу

Металлочерепица — достаточно жесткий материал, потому под нее делают разреженную обрешетку, которая состоит из планок, которые расположены вдоль свеса крыши.

Из какого материала

Если кровля из металлочерепицы имеет простую конструкцию, на обрешетку идет дюймовая обрезная доска(24-25 мм толщиной) шириной 100 мм. На кровлю сложной формы или в регионах с большими снеговыми нагрузками лучше использовать доску 32 мм толщины или брус 50-50 мм. Брус используют и при большом расстоянии между стропилами (более 80 см).

Шаг обрешетки

Монтаж металлочерепицы на кровлю имеет одну важную особенность. В профиле есть самое прочное место — под ступенькой волны в ложбинке. Именно сюда и надо закручивать саморез. Обрешетку надо сделать так, чтобы середина планки находилась как раз под этим местом. Именно это и вызывает трудности: профили имеют разные размеры, следовательно, под каждый из них требуется свой шаг установки планок обрешетки. Эту величину можно определить, измерив уже имеющийся материал, но, обычно, этот параметр указывается в инструкции к металлочерепице.

Пример обрешетки под металлочерепицу

Есть несколько важных моментов устройства обрешетки под металлочерепицу

Обратите внимание, что первая планка вдоль свеса имеет большую толщину, чем все остальные — к выбранной толщине планки добавляют высоту ступеньки для данного профиля. Кроме того эта планка делается шире, чем все остальные  — к ней будет крепиться капельник, который закрывает срез, защищая древесину от осадков

Монтаж

Вальмовую кровлю можно монтировать на беседку из любого материала. В случае с беседкой из дерева перед началом кровельных работ следует сделать усиление обвязки всей конструкции с применением балки-затяжки. После этого можно приступать к сооружению стропильной системы.

Верхняя обвязка деревянной беседкиИсточник kak-sdelat-kryshu.ru

От центра затяжки в обе стороны отступают одинаковое расстояние и ставят 2 стойки. Стойки вертикально фиксируются в вертикальном положении подкосами, которые устанавливаются временно. Верхние части стоек соединяют коньковым прогоном.

После этого закрепляют рядовые стропильные ноги. Количество стропил для беседки зависит от запланированного в чертежах шага и размера крыши. На следующем этапе крепятся стропила диагональные.

Далее при помощи пропилов делают так, чтобы стропила стали продолжением конька. После этого ноги прибивают к коньку.

Следующий шаг – установка нарожников. Они крепятся одной стороной к верхней обвязке стен, а второй к диагональным стропилам.

На стропила укладывается гидроизоляционная пленка. Листы пленки кладут в нахлест и крепят степлером. Внизу изоляционный материал прижимается рейками.

Видео описание

Монтаж вальмовой крыши беседки:

Обрешетка крыши под кровельное покрытиеИсточник morfest.ru

Варианты беседок с четырехскатной кровлей

Дачная беседка может быть полностью закрытой, остекленной, открытой, в классическом или современном стиле, совмещенной с летней кухней или бильярдной и т. д.

Видео описание

Беседка-летняя кухня:

Беседка 3 на 4 из дерева

Беседку данного типа можно приобрести в готовом виде или построить из заранее подготовленных деталей на участке. Она довольно удобна для обустройства небольшой зоны отдыха. На этом примере видно, что четырехскатная крыша для беседки 3х4 идеальна по форме и дизайну.

Деревянная беседка для дачиИсточник www.naves.md

Беседка-терраса с летней кухней

Представленный ниже вариант беседки демонстрирует возможность использования полностью открытых конструкций, состоящих из опор и навеса. Чтобы скрыть площадку от посторонних глаз и защитить расположенную в ней технику и мебель от дождей, можно использовать занавеси из влагостойкой ткани.

Беседка с летней кухнейИсточник pinterest.com

Беседка 3 на 3

Ажурная компактная беседка, которая подойдет для небольшого участка. Она занимает немного места, при этом очень эстетично выглядит. Вальмовая крыша надежно защищает беседку от дождя, ветров и солнечных лучей. Крыша для беседки 3х3 может быть двухскатной или шатровой, вальмовая конструкция делает ее крепче и долговечнее.

Ажурная беседка для дачиИсточник lineyka.net

Беседка из камня и дерева

Вариант основательной стильной беседки, которая не была бы такой солидной и презентабельной с простой двускатной или плоской кровлей

При создании подобной летней постройки следует особое внимание уделить прочности деревянных опор, так как на них будет установлена достаточно увесистая крыша

Беседка в ландшафтном дизайнеИсточник doma-mechty.com

Зимняя беседка

Ниже выложено изображение беседки, которая может использоваться в зимнее время. С трех сторон она ограждена стенами из бруса или сип панелей. Лицевой фасад полностью остеклен, чтобы внутри всегда было достаточно естественного света. Такие беседки имеет смысл сразу строить с мангалом, русской печью или камином.

Зимняя беседка

Ниже выложено изображение беседки, которая может использоваться в зимнее время. С трех сторон она ограждена стенами из бруса или сип панелей. Лицевой фасад полностью остеклен, чтобы внутри всегда было достаточно естественного света. Такие беседки имеет смысл сразу строить с мангалом, русской печью или камином.

Зимняя беседка для загородного участкаИсточник www.stroyportal.ru

Вальмовая кровля придает простой беседке стильный и оригинальный внешний вид. При этом она лучше других кровельных конструкций защищена от сильных ветров, и на ней не скапливаются осадки. Вальмовая кровля беседки должна быть грамотно запроектирована и качественно возведена. При правильном монтаже она прослужит максимально долго, не требуя сложного ухода или ремонта.

1 Выбор конструкции и проектирование крыши

Отличием вальмовой крыши является отсутствие фронтонов, роль которых исполняют дополнительные треугольные скаты, монтируемые на торцах. Эта конструкция более сложная в плане возведения, чем двухскатная, но имеет ряд преимуществ:

• Если монтаж выполнен правильно, четырехскатная крыша выдержит даже ветра ураганной силы.
• Благодаря большим свесам, фасад здания защищен от атмосферных осадков.
• Есть возможность обустройства чердака или мансарды.
• Чердачное помещение равномерно прогревается, в нем долго держится тепло.
• Окно чердака можно устроить в скатах кровли, не используя фронтонов.
• Жесткая конструкция исключает деформацию крыши.
• На карнизных срезах маловероятны разрушения.

Возможны следующие типы четырехскатных крыш: классическая, шатровая, полувальмовая, датская, ломаная (мансардная). Недостатком вальмовой крыши является значительный вес конструкции, это увеличивает нагрузку на фундамент, что влечет за собой возведение более мощного основания, а значит, увеличивает стоимость строительства. Через окна в скатах возможно протекание воды, что исключается, если крыша с двумя скатами, так как они размещены во фронтонах.

Четырехскатная крыша — это оптимальный вариант для мест с повышенной влажностью и сильными ветрами

Первым этапом при возведении крыши является разработка проекта. При проектировании нужно учесть следующие факторы:

1. 1. Климатические условия местности, где расположен дом.
2. 2. Максимальные нагрузки, возможные во время эксплуатации.
3. 3. Назначение чердачного помещения: мансарда или чердак.
4. 4. Используемый кровельный материал.

При проектировании высчитывается угол наклона кровли – уклон трапециевидных скатов, он может варьироваться от 5 до 60 градусов и больше. Угол уклона крыши зависит от дизайна и фасада. Чем он больше, тем сложнее монтаж и больше расход стройматериалов. Если обустраивается мансарда, то угол уклона кровли должен быль больше 45 градусов, пологая крыша уменьшает свободное пространство. На угол наклона влияют атмосферные нагрузки: при выпадении большого количества снега нельзя монтировать крышу с углом меньше 30 градусов, так как это слишком большая нагрузка для стропильной системы, которую она не выдержит.

Когда выполнены необходимые расчеты, составляем чертеж стропильной системы для четырехскатной кровли. В подробной схеме указываем размеры каждого элемента и способы крепления.

Как собрать: способы возведения

Четырёхскатные крыши возводят двумя способами. Самый быстрый и дорогой метод строительства – это сборка опорного каркаса из готовых деревянных стропильных секций заводского изготовления.

Фирма завозит конструкции на место строительства и собирает кровлю как конструктор

Такой способ монтажа безусловно эффективен и сжат по времени. Единственным его недостатком является дороговизна. Для хозяина стройки, который имеет опыт в строительстве и владеет инструментом, будет намного выгодней сделать эту работу своими руками.

Практика показывает, что самостоятельная сборка стропильного каркаса позволяет экономить значительные финансовые средства, правда займёт это намного больше времени, чем при первом способе монтажа.

Для небольших по площади построек, например приусадебных беседок квадратных в плане, стропильный каркас собирают на земле. Затем с помощью простейшей лебёдки (полиспаста) и поводка крышу поднимают и надвигают на верх строения.

Как сделать своими руками?

Для примера рассмотрим строительство шатровой крыши для квадратной беседки. После завершения установки каркаса беседки и монтажа пола, переходят к обустройству кровли:

1. Верхнюю обвязку беседки усиливают доской. Допустимо это делать в 2 слоя, нахлестывая друг на друга. Вдоль длинной стороны конструкции к обвязке монтируют балку-затяжку с помощью металлических уголков.
2. Монтируют 2 стойки высотой 100 см, отступив от середины затяжки по 50 см. Для сохранения вертикального положения их укрепляют временными подкосами. После верхушки соединяют коньковым прогоном.
3. Устанавливают рядовые стропила – по 2 с каждой стороны, по краям конькового прогона. Шаг составит 1 м.
4. Монтируют диагональные стропила. Гвоздями крепят их к коньку, заранее сделав запилы, чтобы стропила продолжали коньковый прогон. Крепление между маурлатом и стропильными ногами нужно сделать подвижным.
5. Устанавливают нарожники. Одной стороной их закрепляют к диагональным балкам, а другой — к верхней обвязке. Шаг делают 60-70 см.
6. Фиксируют гидроизоляцию на стропила степлером – полосы кладут с нахлестом 10-15 см. Закрепляют гидроизоляцию вдоль стропил контробрешеткой.
7. Настилают обрешетку – устраивается сплошная обрешетка из доски, атмосферостойкой ДСП или ламинированной влаго- и водостойкой фанеры, толщиной не менее 25 мм.
8. Раскраивают и монтируют кровельный материал — пришивают к каркасу кровельными саморезами, стыки заделывают герметиком.

Сравнительная характеристика видов каркаса: шатрового и вальмового

В категорию крыши с четырьмя скатами входят 2 типа каркасных систем, которые схематично выглядят как квадратный (шатровая конструкция) и прямоугольный (вальмовая кровля) конверты. В нашей стране крыша конверт достаточно популярна. Главной особенностью четырехскатных крыш является отсутствие фронтонов. Для сооружения стропильной системы четырехскатной крыши в обоих случаях применяются висячие и наслонные стропила. Методы их сборки являются стандартными для крыш с любым количеством скатов.

Отличительные черты четырехскатных кровель различной конструкции:

• В случае с шатровым каркасом, кровля состоит из четырех равнобедренных треугольников, которые соприкасаются вершинами в одной точке. В данном случае функции конька возложены на центральную опорную балку в наслонных конструкциях, либо на верхнюю точку фермы висячих стропил.
• Крыша вальмового типа предполагает наличие двух треугольных и двух скатов в форме трапеции. В данном случае трапециевидные скаты примыкают к коньковой балке верхними ребрами, а треугольные – вершинами. При этом все четыре ската соприкасаются друг с другом боковыми ребрами.

Изучая план стропильной системы четырехскатной крыши, можно сделать вывод, что выбор конфигурации четырехскатной кровли зависит от формы строения. То есть, квадратные дома перекрывают шатровыми конструкциями, а прямоугольные – вальмовыми кровлями. При этом можно использовать любые кровельные материалы, как жесткие, так и мягкие.

При составлении чертежей стропильной системы четырехскатной крыши следует четко обозначить геометрическую форму, а также указать положение отдельных элементов и проекции скатов с точными размерами.

Для опоры четырехскатной конструкции можно использовать мауэрлат, являющийся верхней обвязкой на бетонных или кирпичных стенах, а также верхний венец бревенчатого сруба. Наслонную технологию применяют в тех случаях, когда есть возможность установить верхнюю и нижнюю опору под каждую стропильную ногу.

Некоторые рекомендации по монтажу наслонных стропил:

• Мауэрлат должен быть закреплен с усилением, чтобы выдержать распирающие усилия в случае жесткой фиксации стропильных ног деревянными накладками или металлическими уголками.
• Если же верхняя часть ноги будет зафиксирована жестко, а нижняя – на шарнирном креплении, производить фиксацию мауэрлата можно обычным способом. В таком случае при усилении нагрузок на каркас стропила смогут слегка сдвинуться.
• Распирающая нагрузка и давление на мауэрлат будут нивелированы при использовании жестких креплений нижней части стропил и шарнирных – на верхних пятках.

При сооружении вальмовых и шатровых каркасов используются такие специфические узлы стропильной системы четырехскатной крыши:

• Диагональные ноги, из которых выполняются хребты скатов. В каркасах шатрового типа такие накосные ноги совмещают углы крыши с ее верхней точкой. Вальмовые каркасы предполагают стыковку консолей коньковой балки с углами посредством диагональных стропил.
• Нарожники (полуноги) – элементы, монтируемые под углом 90 градусов к карнизам. Поскольку они стыкуются с диагональными стропилами и располагаются параллельно друг другу, их длина будет отличаться. Из таких элементов создаются скаты крыши.

Эти же конструктивные элементы применяются для создания ендов, с той лишь разницей, что углы делаются вогнутыми.

Именно установка накосных стропил представляет наибольшую сложность. Более того, на эти элементы будет приходиться повышенная нагрузка, поскольку они служат опорным элементом для крепления в верхней части нарожников, то есть выполняют функции конька. Поэтому перед началом работ необходимо выполнить расчет стропильной системы четырехскатной крыши.

В целом процесс возведения крыши с четырьмя скатами включает такие этапы:

1. Укладка мауэрлата на стены из кирпича или бетона. В бревенчатых домах этим элементом служит верхний венец.
2. Монтаж центральной опорной балки под шатровый каркас или сборка опорных конструкций для вальмовой крыши.
3. Установка наслонных стропильных ног под ту или иную конструкцию.
4. Крепление диагональных стропилин, которые совмещают углы крыши с центральной вершиной или торцами конька.
5. Разметка и монтаж нарожников.

Если предполагается висячий тип стропильной системы, то первым этапом создания шатровой конструкции станет размещение центральной фермы в форме треугольника. При создании конструкции вальмового типа на стартовом этапе крепят несколько стропильных ферм.