Конструкция четырехскатной крыши дома. Как сделать четырехскатную крышу дома своими руками. Шаг IV: Укладка лежней или балок перекрытия

Из года в год, благодаря привлекательному внешнему виду, проекты домов с четырехскатной крышей пользуются популярностью. Такая кровля как на фото не только преображает здание, делая его оригинальным, но и защищает от негативного воздействия атмосферных осадков и других природных явлений. Как понятно из названия, данная крыша состоит из четырех плоскостей, расположенных под определенным углом к горизонту.

Конструкция четырехскатной кровли не предполагает устройство фронтонов, и это обстоятельство значительно упрощает ее создание и позволяет сэкономить на стройматериалах для стен. Одновременно отсутствие жестких фронтонов, выполняющих функцию несущих элементов, приводит к необходимости обеспечить кровельной системе дополнительную надежность.

Виды четырехскатных крыш

Четырехскатные крыши бывают шатровыми, вальмовыми, полувальмовыми.

Крыша шатровая . Состоит из четырех треугольных плоскостей, вершины которых сходятся в одной точке. Ее основание может быть квадратным или прямоугольным, а скаты соответственно - одинаковыми по параметрам или парными.

Крыша вальмовая . В ее торцах располагаются две треугольные плоскости, а два фасадных ската выполняют в форме трапеции. Треугольные скаты называют вальмами.

Крыша полувальмовая . Отличается наличием ломаной конфигурации треугольных скатов, состоящих в верхней части из треугольника, а в нижней – из трапеции.

Крыша шатровая четырехскатная

Крыша вальмовая четырехскатная

Если посмотреть чертеж четырехскатной крыши вальмовой, то можно увидеть, что ее стропильная система состоит из трех типов стропил:

• диагональных (их называют также накосными);
• центральных (другое наименование - рядовые);
• угловых (наружных).

Крыша полувальмовая четырехскатная

Полувальмовая кровля придает строению необычный и оригинальный вид, ее монтируют на небольшие дома в случае недостаточной мансардной площади. В результате установки крыши данного вида непосредственно под кровлей получается большое помещение, которое можно обустроить под хозяйственные или жилые цели.

Особенности проектирования четырехскатной крыши

Возведение здания начинается с того, что составляется проект дома с четырехскатной крышей на основе проведенных расчетов. К нему прилагаются чертежи, спецификации и другая техническая документация.

При разработке проекта учитывают все нагрузки, оказываемые на стропильную систему, среди которых:

Все нагрузки, влияющие на состояние четырехскатной крыши, при проведении расчетов делят на постоянные и временные. Постоянными считаются: вес стропильной конструкции и кровельного «пирога». К временным (переменным) относятся снег, ветер, вес людей и оборудования для осмотра и ремонта крыши.

Крыши с уклоном от 5 до 18 градусов, которые считаются плоскими, обычно делают с использованием рулонных покрытий, а если наклон составляет 30-60 градусов, тогда применяют профлист, асбестоцементный шифер, черепицу.

Расчет уклона для четырехскатной кровли имеет особенности:

• при уклоне скатов не более 60 градусов снеговую нагрузку учитывают согласно СНиП;
• когда уклон равен больше 60 градусов, нагрузку от снега на кровле не принимают во внимание;
• для кровель с уклоном менее 30 градусов ветровую нагрузку не учитывают.

Для стропильной системы используют брус, имеющий прямоугольное сечение, или обрезную доску с размерами, которые соответствуют нагрузкам, согласно сделанным расчетам. Конструкция четырехскатной крыши кроме стропил включает и другие элементы (например, подкосы, затяжки), придающие жесткость и прочность системе.

Стропильная система четырехскатной крыши, смотрите на видео:

Чертежи и схемы четырехскатной крыши

Проект создания кровли любого вида – шатровой, вальмовой и полувальмовой - содержит чертежи стропильной системы, узлов крепления, схему устройства обрешетки (прочитайте также: " "). Когда проектируется четырехскатная крыша - схема наглядно показывает расположение слоев кровельного «пирога» и других деталей конструкции покрытия.

Наличие разработанного проекта помогает рассчитать количество необходимых стройматериалов для проведения работ по устройству стропильной системы и пирога кровли.

Далеко не каждый частный застройщик имеет знания и навыки, которых достаточно, чтобы самостоятельно выполнить все необходимые чертежи для четырехскатной крыши, поэтому за такой услугой нужно обращаться к профессионалам, имеющим соответствующее образование и необходимую квалификацию для выполнения расчетов нагрузок и составления проектной документации (прочтите ещё: " ").

Монтаж четырехскатной крыши

Когда строится четырехскатная крыша - чертеж стропильной системы является одним из основных технических документов проекта. Каркас кровли такого вида состоит не только из стропил - на несущие стены укладывают опорный брус (его называют мауэрлатом). Этот элемент следует смонтировать строго горизонтально, только так можно обеспечить соблюдение геометрии конструкции. На мауэрлат укладывают потолочные балки. Когда возводится деревянный сруб, стропила закрепляют по верхнему венцу.

".

Если нет необходимости в чердачном или мансардном помещении, четырехскатная кровля является наиболее надежным и экономичным вариантом создания крыши в частном коттедже.

Презентабельный внешний вид, надежность, долговечность – все это четырехскатная крыша, чертеж, расчет и монтаж которой, конечно, довольно сложно сделать самостоятельно, но ведь всегда можно обратиться за помощью к квалифицированным специалистам.

Заметное преимущество четырехскатных крыш состоит в том, что в таких постройках очень удобно оборудовать мансардные этажи. Помещения получаются очень комфортными и просторными, идеально подходят для проживания в отличие от домов, например, с двухскатными крышами.

В настоящее время стало появляться все больше зданий, выполненных по такому плану. Плюс многоскатной крыши – возможность применения на абсолютно разных постройках, от бани до крупного частного коттеджа.

Дома с четырехскатными крышами выглядят по-настоящему добротно и дорого, и поэтому, не стоит жалеть время и средства на её обустройство.

Основные разновидности четырехскатных крыш

Фронтонов (это треугольные завершения фасадов постройки, ограниченные с боков двумя скатами крыши, а у основания карнизом) на такой кровле нет, а чердачные окна размещаются в скатах.

Эта кровля намного экономичней двухскатной по затратам на стеновые стройматериалы, но наклонные ребра на стыках вальм и фронтальных скатов требуют установки весьма сложной стропильной конструкции и дополнительного замера, подгонки кровельного материала.

Скаты зачастую делают с разными уровнями наклона, благодаря чему и создается силуэт ломаной крыши.

• Полувальмовая (датская) конструкция. Отличается от предыдущей наличием фронтона, который наверху имеет небольшую вальму. Защита от ветровых нагрузок у такой кровли обеспечивается коньком (верхним горизонтальным ребром крыши, образованным из-за пересечения двух скатов). Наиболее часто подобное устройство кровли встречается в регионах с частыми сильными ветрами.

• Шатровая конструкция. Имеет вид пирамиды: четыре треугольных ската, сходящиеся вершинами в одном месте. Такие кровли не имеют фронтонов, возводятся на небольших постройках в форме равностороннего многоугольника или квадрата. Монтаж стропильной системы у такой крыши очень сложен.

Создание проекта четырехскатной крыши

Перед тем как приступить к работе по обустройству крыши, её необходимо спроектировать, осуществить расчеты по конструкции, а также создать её чертеж.

Проект четырехскатной крыши предусматривает, что наклон скатов такой кровли может быть в промежутке от 5 до 60 градусов. Зависит он от атмосферных нагрузок, назначения чердака и типа используемых кровельных материалов.

В районах с частыми и сильными осадками уклон скатов должен быть значительным (от 45 до 60 градусов). В регионах с сильными ветрами и редкими дождями наклон скатов обычно делается намного меньше.

Если угол наклона составляет примерно 5-18 градусов, рекомендуют использование рулонного покрытия; 14-60 — асбестоцементных листов, кровельного металла; 30-60 – черепицы.

Высота кровельного конька рассчитывается с помощью тригонометрического выражения для прямоугольных треугольников.

Расчета стропил – начало составления всего проекта дома. Сечение их определяют в зависимости от ожидаемой нагрузки (веса стропильных конструкций, пирога кровли, внешних воздействий), и степени наклона крыши. С помощью расчетов определяется и шаг между стропилами, проверяется их несущая способность.

План стропил четырехскатной крышипредусматривает какие стропила целесообразно использовать — наслонные или висячие. Также выясняется, нужны ли дополнительные элементы: раскосы, затяжкии т.д.

Если случается так, что стандартные параметры пиломатериалов не подошли для будущей кровли, можно их модифицировать. Например, вы можете увеличить длину стропил или жесдвоить балки. Также можно применять клееные или наборныестропильные ноги (они заметно мощнееи длиннее обычных).

Воздействие нагрузок на систему стропил

Стропила подвергаются постоянным (масса кровли, обрешетки, стропил и т.д.) и временным (ветер, осадки) нагрузкам.Основной расчетный параметр снежной нагрузки, принятый в России для средней полосы – 180 кг/м?. Снеговой мешок может увеличить этот показатель до 400-450 кг/м?.

Если уклон крыши больше 60 градусов, снеговая нагрузка не берется в расчет.

Стандартная расчетная величина ветровой нагрузки для средней полосы России — 35кг/м?.

Если уклон крыши менее 30 градусов, в чертеже поправка на ветер не учитывается.

Параметры нагрузок корректируются для местных условий климата за счет особых коэффициентов.Совокупная масса крыши рассчитывается, исходя из количества используемых материалов и общей площади сооружения.

В расчеты вводят показатели полезной нагрузки на систему, если к фермам подвешивают потолки, устанавливают водонагревательные баки, вентиляционные камеры и т.д.

Обязателен расчет прочности стропил и степени возможной деформации при различных условиях.

В качестве стропил чаще всего используются: прямоугольный брус с сечением, соответствующим рассчитанным нагрузкам, доски с параметрами 5?15, 5?20 см.

Чаще всего выбор останавливают на пиломатериалах хвойных пород (еловых, сосновых) с влажностьюв пределах 18-22%, обработанных антисептическими средствами и антипиренами.

Для повышения жесткости и устойчивости геометрии стропильной системымногоскатной крыши иногда вводят стальные элементы.

Монтаж и установка стропильной системы

Перед тем, как приступит к монтажу, нужно подобрать необходимые материалы и инструменты. Кроме этого, неплохо будет обзавестись прорисовкой всей конструкции на бумаге. Из материалов обязательно понадобятся: теплоизоляция (минеральная вата, например), гидроизоляция, пароизоляция, деревянные балки, кровельный материал, дерево для обрешетки. Необходимые инструменты: дрель, шуруповерт, молоток, гвозди, саморезы, уровень, рулетка, мерная рейка и т.д.

Схема четырехскатной крыши предполагает наличие стропил, опорных брусьев, раскосов, и других элементов, необходимых для придания всей конструкции жесткости.

Стропила, имеющие сечение от 5?15 см придадут надежность конструкции. Когда пойдете за покупкой пиломатериала на стропила, не выбирайте мокрый, крученый или с серьезными изъянами.

Монтаж кровли всегда производят снизу вверх. Первым делом укладывают опорные балки (мауэрлат), на которые впоследствии устанавливают стропила. Так у вас получится нижний каркас, который должен выходит за пределы стен на 40-50 см. Не желательно, чтобы выпирание стропил от краев стен превышало оговоренные выше пределы, иначе объект будет выглядеть негармонично.

Не забывайте проверять правильность установки с помощью строительного уровня.

Если у здания деревянные стены, опорные балки не нужны, так как в роли мауэрлата будет выступать верхний венец сруба.

После из каждого угла здания устанавливаются каркасные стропильные ноги, они называются накосными (диагональными). Верхние части стропильных ног, если необходимо, можно придержать системой из раскосов и стоек.Их главная задача — разгрузить стропила, путем перераспределения нагрузки по внутренним стенам или опорным столбам, а также - придать всей конструкции достаточную жесткость.

Следует с особой тщательностью отнестись к узлам присоединения стропильных ног к мауэрлату. Это главные точки, которые отвечают за прочность стропильной системы в целом. Свес четырехскатной крыши регулируется посредством длины диагональных стропил.

Поможет в работе особая таблица коэффициентов с представленными в ней соотношениями длины и заложением стропил для разных наклонов ската крыши. В одном её столбце указаны коэффициенты для промежуточных, в другом - для угловых стропильных ног.Для того, чтобы подсчитать нужную длину стропила, умножьте заложение на коэффициент. Такую таблицу вы без труда сможете найти в интернете.

В тех местах, где отсутствуют несущие стены, пятки стропил можно разместить на продольных балках (боковых прогонах). Кроме этого монтируется балка в центре, она крепится на трех подпорках: посередине и с двух концов.

Если у вас большая площадь крыши, не обойтись без обустройства шпренгельных ферм, которые примут на себя часть нагрузки от накосных стропил. Шпренгельные фермы нуждаются в устройстве затяжек, на которые они будут опираться. Иногда их можно закрепить на имеющихся поперечных или продольных балках.

Параметры, связанные с высотой и степенью наклона кровли определяются именно высотой накосных стропил и горизонтальной верхней балкой (коньковым прогоном).

После того, как установили направляющие стропила, приступайте к постройке основного каркаса. Наклонные (нарожные) стропила закрепите к опорным балкам, а также коньковому прогону.

Устанавливать их следует с шагом 40-50 см, не больше.В случае, если промежутки будут слишком большими, стропильная система,возможно, не выдержит нагрузок от выпавшего снега.Схема стропильной системы четырехскатной крыши обязательно должна учитывать этот факт.

Скрепите наклонные стропила между собой примерно на расстоянии метра от верхней стропильной балки.Сделать это возможно с помощью досок с сечением не меньше 4*12 см.

Необязательно подбирать нарожные стропила строго по длине, ведь ихвероятнее всего придется обрезать. Главное проследите, чтобы они не оказались слишком короткими.

• дабы свести вероятность возникновения ошибок к минимуму, используйте при замерах не рулетку, а специальную мерную рейку;
• наметьте осевую линию по верхней обвязке торцевой стены. После этого замерьте половину толщины конькового бруса, нанесите линию размещения первого из всех центральных промежуточных стропил;
• совместите конец рейки и линию размещения того из стропил, которое вы пометили чуть раньше. На другой конец мерной рейки скопируйте линию внутреннего контура боковой стены (тем самым вы произведете заложение промежуточного стропила). Перенесите линию наружного контура стены и свес крыши на мерную рейку;
• для определения будущего места нахождения второго из центральных стропил, передвиньте мерную рейку на стену сбоку, перенесите на неё нужное заложение стропила от внутреннего угла верхней обвязки;
• повторите весь алгоритм действий в каждом из углов. Придерживаясь этой схемы, вы определите расположение концов конькового бруса, а также всех центральных промежуточных стропил.

После установки стропильной системы в соответствии с планом, делают обрешетку, пароизоляцию, гидроизоляцию, контробрешетку, а также утепление кровли.

Завершающий этап возведения четырехскатной крыши

После монтажа всей конструкции четырехскатная крыша (как и любая другая) предусматривает создание обрешетки. Для этой цели используют деревянные доски толщиной 50 или 40 мм. Главное, чтобы материал был высококачественный и хорошо просушенный.

Перед устройством обрешетки необходимо простелить пленку, изолирующую крышу от пара и влажности. Такая пленка крепится с помощью степлера. Кроме этого, ни в коем случае нельзя упустить из виду теплоизоляцию, которая должна быть обустроена в чердачном помещении. Теплоизоляция необходима, чтобы поддерживать в здании нормальный температурный режим. И уже после этого производится установка четырехскатной кровли.

И последний этап — укладка кровельного покрытия. В выборе вы не ограничены, руководствуйтесь собственным вкусом, материальными возможностями и конструктивными особенностями вашей крыши. Главное, прикрепите материал достаточно прочно, аккуратно, чтобы дождь не мог проникать внутрь помещения через стыки, а ветер – срывать фрагменты кровли.

Схема стропильной системы вальмовой крыши весьма сложна, как уже не раз говорилось выше, но не стоит её пугаться. Самое главное произвести все расчеты и замеры правильно, а также не ошибиться с разметкой. Досконально разобравшись в этом один раз, вы сможете без труда повторить аналогичное строительство. Конечно, одному человеку будет довольно сложно справиться с предстоящим объемом работ, так что пара помощников не помешает.

Крыша является не менее важным элементом дома, чем фундамент и стены. Её конструкция задаёт настроение всему архитектурному ансамблю, делает здание аккуратным и привлекательным. Четырёхскатная крыша приобрела широкую популярность не только из-за высокой надёжности и внешней притягательности, но и вследствие появившейся возможности обустраивать дополнительные сооружения - мансардные и слуховые окна, эркеры и т. д. Несмотря на то, что монтаж подобной кровли немного дороже и сложнее двускатной конструкции, её всё так же несложно построить своими руками.

Преимущества четырёхскатных крыш перед двускатными конструкциями

Одной из основных задач, которая появляется ещё на этапе проектирования собственного дома, является выбор типа крыши. Наличие множества вариантов среди двускатных и четырёхскатных конструкций требует ответа на вопрос, какой кровле отдать предпочтение. И хоть эстетика сооружения играет не последнюю роль, на передний план всё же выступают критерии надёжности и практичности.

Двускатная крыша представляет собой классическое сооружение, которое образуют два противоположных ската и пара вертикальных торцевых частей, именуемых фронтонами. Просторное подкровельное пространство позволяет обустраивать мансарду, жилое помещение или использовать чердак в бытовых целях.

Классическую двускатную крышу легко узнать по паре прямоугольных скатов, которые примыкают друг к другу по центральной оси здания, и двум треугольным фронтонам с его торцов

Сооружения этого типа в силу своей простоты и практичности длительное время оставались самыми популярными в индивидуальном строительстве. Вместе с тем зависимость геометрии кровли от размеров строения, а также усложнение и удорожание конструкции при обустройстве мансарды вынуждало к поиску других, более практичных и функциональных вариантов. И они нашлись в виде разнообразных четырёхскатных крыш, которые в своей основе имеют пару треугольных и два трапециевидных ската. Последние нередко называют вальмами, а саму крышу - вальмовой. При возведении конструкции этого типа отпадает необходимость во фронтонах и появляется возможность сделать здание более современным и оригинальным.

Скаты простейшей вальмовой крыши определяют поверхности в виде двух трапеций и пары треугольников

Можно назвать несколько преимуществ вальмовых крыш перед традиционными двускатными сооружениями:

• возможность обустройства чердачных окон прямо на скатах;
• увеличенная прочность, надёжность и устойчивость стропильной системы;
• повышенная стойкость к погодным факторам;
• возможность увеличения площади чердачного помещения простым уменьшением ширины основания вальмы;
• более равномерное распределение веса кровли;
• улучшенный температурный режим при обустройстве мансардного помещения.

Пусть вас не введут в заблуждение многочисленные достоинства более стильной четырёхскатной кровли - есть у неё и недостатки. К ним относится более сложная конструкция, незначительное уменьшение размера чердачного помещения и неэкономное расходование кровельного материала. Что же касается расходов, то бюджет, который потребуется на сооружение той и другой кровли, отличается незначительно.

Четырёхскатная крыша не является ноу-хау в архитектуре - её конструкция известна с глубокой древности

Классификация вальмовых крыш

Различия в форме зданий, а также требования к функциональности и практичности традиционной вальмовой кровли способствовали появлению множества вариаций. Если не рассматривать самые экзотические из них, то можно выделить несколько основных типов четырёхскатных крыш.

1. Традиционная вальмовая кровля, боковые скаты которой доходят до уровня карниза. Для сооружения её основных поверхностей применяют прямые стропила, а рёбра вальм образуют брусья, отходящие от окончаний конька. Проработанная конструкция и распределение веса кровли на увеличенную площадь позволяет не только расположить свесы на одной линии, но и увеличить их вылет. Благодаря этому фасад здания надёжно защищается от дождя даже при сильных порывах ветра.

   
   В скаты классической вальмовой крыши нередко встраивают элементы остекления

2. Шатровую крышу можно установить на дом, который в плане имеет форму квадрата. Особенностью такой конструкции являются скаты одинаковой конфигурации. Их рёбра сходятся в одну точку, а вальмы имеют форму равнобедренных треугольников.

   
   Шатровые крыши широко используются в современном индивидуальном строительстве

3. Полувальмовые крыши получили своё название из-за укороченных вальм. В отличие от традиционной кровли, их длина уменьшается в 1.5–3 раза по сравнению с размерами основных скатов.

   
   Боковые скаты полувальмовых крыш имеют укороченную длину, поэтому до линии карниза не достают

4. Датская полувальмовая кровля имеет небольшой фронтон под коньком и короткую вальму со стороны карниза. Подобная конструкция позволяет устанавливать элементы вентиляции и освещения непосредственно в вертикальный торец кровли, тем самым исключая необходимость в установке мансардных окон.

   
   Датский проект хорош тем, что позволяет с лёгкостью обустраивать чердачные помещения

5. Полувальмовая голландская крыша имеет вертикальный фронтон, разделяющий вальму на два коротких ската. Стропильная система «голландки» хоть и имеет повышенную сложность, но зато позволяет сделать более просторным и практичным чердачное помещение. Кроме того, эта конструкция отлично подходит для монтажа вертикального остекления в мансарде.

   
   Построенная по голландскому проекту крыша пока ещё редко встречается в нашей местности

6. Ломаная четырёхскатная крыша имеет несколько скатов разного размера на одном склоне. Благодаря их различному наклону удаётся увеличить объём подкровельного пространства. Хоть ломаную конструкцию и нельзя назвать простой, дома с такой кровлей встречаются очень часто. Причиной популярности является возможность обустроить дополнительные жилые комнаты на верхнем ярусе. По этой причине крышу с ломаными скатами нередко называют мансардной.

   
   Ломаная крыша несколько утяжеляет архитектуру здания, но зато позволяет обустроить несколько жилых помещений в чердачном пространстве

Существуют и более сложные сооружения из множества вальм, а также те, в которых четырёхскатная крыша комбинируется с кровельными системами других типов. Проектирование и монтаж такой кровли требует многолетнего опыта и знаний, поэтому строительство мудрёной крыши лучше поручить специалистам.

Проектирование четырёхскатных крыш

При разработке вальмовой крыши учитывают все виды нагрузок, которые на неё будут воздействовать. Для этого следует в первую очередь решить несколько важных вопросов:

• целевое назначение чердачного пространства;
• материал кровли;
• степень атмосферного воздействия в регионе строительства.

На основании этих факторов определяют степень наклона скатов и площадь кровли, выполняют расчёт нагрузок и принимают решение о конструкции и параметрах стропильной системы.

Геометрические параметры скатов

Угол наклона скатов зависит от снеговой и ветровой нагрузки, поэтому варьируется в очень широких пределах - от 5 до 60 градусов. В районах с дождливой погодой и высоким снеговым покровом возводят крыши с покатостью от 45 до 60 градусов. Если же регион отличается сильными ветрами и минимальным количеством осадков, то уклон можно уменьшать вплоть до самого минимума.

Определяя угловые параметры кровли, необходимо обязательно учитывать, каким материалом она будет укрыта:

• шиферные листы, ондулин, кровельный металл и рулонные материалы укладывают на скаты с уклоном от 14 до 60 градусов;
• черепицу монтируют на поверхности со степенью покатости от 30 до 60 градусов;
• рулонное покрытие используют на покатых скатах - от 5 до 18 градусов.

Определившись с углом наклона крыши, совсем нетрудно рассчитать, на какой высоте окажется конёк. Для этого используют простые тригонометрические формулы для прямоугольного треугольника.

Площадь кровли

Даже самая сложная вальмовая крыша состоит из отдельных скатов, повторяющих контуры простейших геометрических фигур, поэтому чаще всего для расчётов достаточно знать линейные размеры основания и углы наклона вальм.

Для определения квадратуры крыши необходимо сложить площади скатов, из которых она состоит

Общую площадь кровли вычисляют, суммируя квадратуру отдельных вальм. Скаты сложной конфигурации разделяют на несколько простых поверхностей, после чего проводят отдельные вычисления для каждой из них.

Принципы расчёта геометрических параметров четырёхскатных крыш основаны на вычислениях для простых поверхностей

Расчёт нагрузок

Нагрузки, воздействующие на четырёхскатную крышу, разделяются на два вида:

• постоянные,
• периодические.

К первым относится вес кровельных материалов, стропил, обрешётки и других деталей каркаса. Вторые - это усилия, которые оказывают осадки и сила ветра. Кроме того, при расчёте следует учитывать полезную нагрузку в виде разнообразных инженерных систем и коммуникаций, прикреплённых к элементам стропильной системы.

Ориентируясь на СНиП, при проектировании крыши необходимо принимать снеговую нагрузку 180 кг/кв. м. При опасности накопления снега на крыше этот параметр повышается до 400–450 кг/кв. м. Если же кровля имеет угол наклона скатов более 60 градусов, то снеговую нагрузку можно не учитывать - на поверхностях с такой крутизной склонов осадки не задерживаются.

Сила ветровых нагрузок значительно меньше - до 35 кг/кв. м. Если уклон крыши составляет от 5 до 30 градусов, то воздействием, которое оказывает ветер, можно пренебречь.

Приведённые выше параметры атмосферных воздействий являются усреднёнными величинами, принятыми для средней полосы. Выполняя расчёты, следует использовать поправочные коэффициенты в зависимости от региона строительства.

Расчёт стропильной системы

При расчёте стропильной системы определяют шаг стропил и максимальную нагрузку, которую они могут нести. На основании этих данных принимают решение об установке раскосов, которые способствуют перераспределению нагрузки, и затяжек, предохраняющих каркас от расшатывания.

Основная нагрузка вальмовой кровли приходится на диагональные стропила

Наличие вальм на четырёхскатных крышах, кроме обычных стропил, требует устанавливать ещё и диагональные (по-другому, накосные) - те, что крепятся к коньку и направляются к углам здания. Их длина больше поперечных узловых элементов кровли. Кроме того, к диагональным рёбрам крепятся укороченные элементы - нарожники. По сравнению с обычными стропилами, накосные ноги испытывают увеличенную в 1.5–2 раза нагрузку, поэтому их сечение удваивают, а для обеспечения многопролётности подпирают одной-двумя стойками.

Нередко вальмовые крыши имеют усложнённую стропильную систему, которая, в отличие от простой четырёхскатной конструкции, оказывает дополнительную нагрузку в местах установки вертикальных опор. Эту особенность следует обязательно учитывать при расчёте прочности деревянного каркаса кровли.

Расстояние укладки стропил называют шагом и определяют исходя из длины стропильной ноги и сечения используемого пиломатериала. Определять этот параметр удобнее всего по специальным таблицам, одна из которых приводится ниже.

Таблица: зависимость сечения и шага стропил от их длины

Проводимые вручную расчёты достаточно трудоёмки. Для сокращения времени проектирования можно воспользоваться одним из онлайн-калькуляторов для определения параметров вальмовых крыш. С его помощью можно определить не только геометрические параметры, но и массу других не менее важных факторов:

• количество влаго- и теплоизоляции с учётом нахлестов;
• количество кровельного материала, включая образующиеся при раскрое отходы;
• объём пиломатериалов, необходимых для обустройства стропильной системы;
• длину свесов и т. д.

Видео: использование строительного калькулятора для расчёта кровли

Какие материалы понадобятся для сборки стропильной системы

Для постройки вальмовой крыши лучше всего подходит брус и доска из лиственницы, сосны и другой древесины хвойных пород. Выбирая материал для строительства, необходимо тщательно отбраковывать дефектные доски. Повреждение грибком, сучки и трещины снижают прочность досок и влияют на долговечность кровли. При влажности древесины более 22% пиломатериалы штабелируют на открытом воздухе и просушивают. Следует понимать, что недосушенные доски может покоробить, а это, в свою очередь, приведёт к нарушению геометрии кровли с возможным повреждением финишного покрытия.

Для сборки деревянного каркаса используется прямоугольный брус сечением от 80х80 мм до 150х150 мм - точные параметры определяются расчётным путём или с помощью приведённой выше таблицы. Как альтернативу, можно использовать доску сечением 50х100 мм или 50х200 мм. Если есть необходимость усилить стропильную ногу, то используют спаренные доски.

Для надёжного крепления, а также увеличения жёсткости деревянного каркаса, применяют стальные скобы и другие металлические элементы. Нередко под особо нагруженные коньковые прогоны устанавливают не деревянные, а стальные опоры. Комбинированные каркасы имеют увеличенную прочность и надёжность.

Особенности стропильной системы

Чтобы правильно спроектировать и установить четырёхскатную кровлю, необходимо детально разобраться с её конструкцией, а также особенностями обустройства вальмовых крыш наиболее распространённых видов.

Устройство стропильной системы в деталях

Каркас вальмовой крыши состоит из большинства таких же деталей, что и двускатной, но более сложная стропильная система требует монтажа дополнительных элементов. При детальном рассмотрении можно обнаружить такие составляющие:

Все эти элементы можно найти в четырёхскатной крыше любого типа. Исключение составляет лишь шатровая кровля, которая боковых стропил и конькового бруса не имеет.

В деревянных и каркасных домах стропильная система монтируется без мауэрлата. В первом случае его функции берут на себя крайние венцы, а во втором - верхняя обвязка.

Разновидности стропильных систем вальмовых крыш

Поскольку основу стропильной системы вальмовой крыши составляют накосные стропила, при монтаже кровельного каркаса необходимо придерживаться следующих правил:

1. В конструкциях, где накосные ноги испытывают увеличенную нагрузку, для их изготовления используют брус удвоенной толщины.
2. Сращивание отдельных частей диагональных стропил выполняют в местах с максимальной нагрузкой (чаще всего - в верхней их части) и укрепляют при помощи подкосов и вертикальных стоек, установленных под углом 90° к стропильным ногам.
3. При изготовлении накосных стропил следует предусматривать запас на подрезку по месту, поэтому расчётную длину бруса увеличивают на 5–10%.
4. Ответственные узлы соединения накосных стропильных ног необходимо усилить металлическими крепёжными элементами - скобами, скрутками или перфорированными строительными полосами.

При выборе стропильной системы необходимо обязательно учитывать размер здания и наличие внутренних опор или капитальных простенков. Исходя из конкретных условий, выбирают схему с висячими или наслонными стропилами.

Система с висячими стропилами

Кровельная конструкция с висячими стропилами не имеет опор по средней линии, поэтому основной вес приходится на стены внешнего периметра. Эта особенность проявляет себя в перераспределении внутренних усилий - стропильная система подвергается сжимающим и изгибающим нагрузкам. Что же касается стен, то на них передаются значительные распирающие усилия. Чтобы устранить этот фактор, каждую пару стропил соединяют между собой так называемыми затяжками - перемычками из деревянного бруса или металлопроката.

Затяжка может располагаться как у основания стропильных ног, так и выше. В первом случае перемычка будет исполнять ещё и роль поперечной балки, что является удачным вариантом при строительстве мансардной кровли. Если же затяжка будет установлена в районе средней линии или выше, то она будет выполнять лишь функцию закрепляющего звена. Следует отметить, что от такого, казалось бы, незначительного момента, как высота установки затяжек, зависит стоимость стропильной системы. Чем выше будут расположены поперечные перемычки, тем больше должно быть сечение всех составляющих деревянного каркаса.

Вальмовые крыши с наслонными и висячими стропилами имеют отличия между опорными элементами конструкции

Конструкция с наслонными стропилами

Вальмовая крыша с наслонными стропилами подходит лишь для тех домов, внутреннее пространство которых разделяется на две равные части капитальной стеной или установленными для поддержки перекрытия опорными столбами. В этом случае нижний край стропильных ног опирается на мауэрлат, а средняя часть - на несущий простенок. Наличие дополнительных точек опоры позволяет разгрузить элементы стропильной системы, сняв с них, а также со стен здания знакопеременные горизонтальные усилия. Как и кровельные балки, стропила начинают работать лишь на изгиб. Каркас с наслонными стропилами становится более жёстким и прочным по сравнению с той конструкцией, в которой используются стропила безопорного типа. И это при том что в первом случае можно использовать брус меньшего сечения. А это способствует уменьшению веса деревянного сооружения и снижает расходы на закупку пиломатериалов.

Монтаж четырёхскатной крыши

Сборку стропильной системы необходимо выполнять в строго определённом порядке. Это необходимо для того, чтобы правильно установить и закрепить все конструктивные элементы кровли.

1. Для перераспределения нагрузки, которую оказывают на стены кровельная конструкция, ветер и осадки, на внешние стены укладывают мауэрлат. В индивидуальном строительстве для этих целей применяют брус сечением не менее 100х150 мм. Для крепления продольных балок конструкции используют анкерные шпильки. Их необходимо закладывать в верхние ряды кладки ещё на этапе возведения стен. Гидроизоляцию мауэрлата выполняют при помощи двух слоёв рубероида, который укладывают поверх несущих стен.

   
   Мауэрлат к несущей стене крепят при помощи болтов или анкеров

2. При необходимости установки вертикальных опор, на несущие простенки укладывают лежни. Для горизонтального выравнивания элементов стропильной системы используют деревянные подкладки. В дальнейшем это значительно упростит установку стоек и прогонов. Если капитальные перегородки планом здания не предусмотрены, то вертикальные опоры монтируют на балках перекрытий. Для этого их усиливают, сращивая две доски 50х200 мм или используя один брус 100х200 мм.

   
   Опора вертикальных стоек на балки допускается только в том случае, если конструкция будет покоиться на капитальном простенке

3. Выставляют опорные стойки. Для их выравнивания пользуются отвесом или лазерным уровнем, после чего устанавливают временные подпорки. Для крепления вертикальной опоры к лежню или горизонтальной балке используют металлические уголки и пластины.
4. Поверх стоек укладывают прогоны. Традиционная вальмовая кровля нуждается в монтаже одного прогона, который, собственно, и образует конёк. Шатровые конструкции нуждаются в монтаже четырёх прогонов. Как и при монтаже стоек, крепление выполняют при помощи металлических уголков и саморезов.

   
   Коньковый прогон можно крепить как непосредственно к стропильной ноге, так и посредством деревянных накладок

5. Подготовка стропил. Боковые стропильные ноги простых четырёхскатных крыш монтируют точно так же, как и наслонные на двускатной кровле. Сначала следует сделать шаблон. Для этого со стороны крайней опоры к коньку прикладывают доску такой же ширины, как и стропила. Её толщина не должна превышать 25 мм - шаблон должен быть лёгким. На этой доске отмечают запил, необходимый для надёжной опоры и точного прилегания стропильной ноги к коньковому брусу, а также вырез, соответствующий месту стыкования с мауэрлатом. Отмеченные места выпиливают и далее используют для быстрой подготовки стропильных ног.

   
   Изготовление шаблона сможет сократить время подготовки стропил к монтажу

6. Прикладывая изготовленный образец к прогонному брусу, необходимо проверить, нужна ли точная подгонка стропила. При наличии зазоров, запилы в стропиле выполняют с учётом поправок. После того, как все опорные ноги будут готовы, их выставляют с шагом 50–150 см и прикрепляют к мауэрлату и коньку. Для монтажа лучше всего подходят скобы, но можно брать и мощные металлические уголки.
7. Как уже говорилось, диагональные стропила изготавливают из срощенных досок или бруса увеличенного сечения. Для их монтажа также понадобится шаблон, который подготавливают в полном соответствии с описанным выше способом. Поскольку накосные стропила одной стороной примыкают к углу мауэрлата, а другой опираются на стойки, запил выполняется под углом 45° к плоскости.

   
   Раскладку стропил и нарожников на вальмовой крыше выполняют по шаблону

8. В промежутках между накосными стропилами крепят нарожники. Их шаг соответствует расстоянию между стропилами, а точками опор выступают диагональные ноги и мауэрлат. Нагрузку, которую испытывают нарожники, не сравнить с тем весом, который приходится на стропила, поэтому первые можно сооружать из досок толщиной 30–50 мм. Для ускорения монтажа понадобится шаблон с запилами со стороны диагонального стропила и мауэрлата, но вырезы на половине нарожников необходимо сделать в зеркальном отображении.

   
   Использование металлических крепёжных элементов делает стропильную систему более жёсткой и устойчивой

9. Если есть необходимость, то к стропилам и нарожникам крепят кобылки. Концы стропильных элементов обрезают по шнуру.

   
   Крепление стропил к мауэрлату можно выполнить несколькими способами

10. Укрепляют накосные и боковые стропила. В первом случае используют вертикальные шпренгели, а во втором - установленные под углом 45° подкосы. Их опирают на лежни или балки.
11. После того как стропильная система будет собрана, поверх неё устанавливают кровельный пирог.

    
    Стропильная система подготовлена к монтажу кровельных материалов

Обрешётка и утепление

Прежде чем приступить к монтажу обрешётки, поверх стропил укладывают пароизоляцию, и, при необходимости, рулонную теплоизоляцию. Сверху слой утеплителя закрывают гидроизоляционной плёнкой, которую монтируют с нахлестом шириной 10–20 мм и крепят к брусу строительным степлером. После этого к стропилам прибивают рейки контробрешётки. Если кровельный пирог монтируется без утеплителя, то пароизоляция не требуется - достаточно будет слоя влагостойкого материала. Разумеется, не понадобятся при этом и дополнительные рейки, поскольку поддерживающие кровлю доски будут крепиться непосредственно к нарожникам и стропильным ногам.

В зависимости от типа кровельного материала, на вальмовых крышах используют один из двух видов обрешётки:

• сплошную;
• разреженную.

Первую чаще всего обустраивают под мягкую кровлю и только в отдельных случаях - для обустройства чердачного помещения. Обрешётку этого типа делают из досок шириной от 100 до 200 мм и толщиной не менее 20–25 мм. Монтаж выполняют без зазоров. Кроме того, допускается применение фанерных листов и плит OSB. Их достоинство - чрезвычайно ровная поверхность, которая позволяет уложить кровельный материал с минимальными затратами времени и сил.

Под мягкую кровлю обустраивают сплошную обрешётку из OSB, фанеры или досок, набитых без зазора

Для разреженной обрешётки используют такие же доски, как и в первом случае, однако монтируют их с зазором. Поскольку этот тип основания используется для укладки шифера, профнастила, металлочерепицы и кровельного железа, то расстояние между отдельными досками должно учитывать особенности кровельного материала.

Крепление обрешётки выполняют гвоздями, длина которых равняется утроенной толщине досок. Если для фиксации используют саморезы, то можно использовать более короткий резьбовой крепёж с длиной, соответствующей двойной толщине пиломатериала.

Для крепления шифера, ондулина и других листовых материалов используют разреженную обрешётку

Деревянное основание кровельного пирога монтируют снизу вверх, при этом первая доска каждого ската выставляется параллельно мауэрлату. Сначала обрешётку набивают на вальмах, после чего обрезают выступающие края ножовкой вровень с диагональными рёбрами. Далее приступают к креплению пиломатериала на основных скатах, выпуская края досок за накосные стропила. После этого торцы досок запиливают аналогично первому случаю.

Видео: сооружаем вальмовую крышу своими руками

Типовой проект вальмовой крыши

При строительстве простой вальмовой крыши можно воспользоваться типовым проектом, который разрабатывали специалисты. Проектная документация включает в себя:

• технологическую карту;
• план кровли;
• схемы стропильной системы;
• чертежи разрезов и угловых примыканий;
• ведомость и спецификацию с полным перечнем используемых материалов.

В качестве образца ниже приводится документация по типовому проекту вальмовой крыши для дома площадью 155 кв. м.

Галерея: чертежи и схемы четырёхскатной крыши

На чертеже указываются точные размеры всех элементов кровли В основании стропильной фермы лежат треугольники Стропила трапециевидных скатов опираются на длинные несущие стены строения Затяжки устанавливаются у основания стропил и выполняют роль балок перекрытия При создании проекта необходимо учитывать длину стропил, их шаг, рекомендуемое сечение бруса или доски Для крепления стропил применяются деревянные и металлические изделия Крепления позволяют передать нагрузку от одного элемента системы к другому

Несмотря на кажущуюся сложность четырёхскатной крыши, соорудить её своими руками ненамного труднее, чем двускатную конструкцию. Важно только тщательно разобраться с назначением отдельных элементов и принципами построения стропильной системы. В остальном надёжность и долговечность кровли будет всё так же зависеть от соблюдения технологии и аккуратности монтажа. Что же касается дополнительных сложностей и затрат, то они окупятся полным удовлетворением от работы, которая сделает постройку более яркой и привлекательной.

Скатные крышные конструкции очень часто используются в частных домах. Их четырехскатная разновидность идеально подходит высоким строениям, поскольку крыша смотрится более компактно и аккуратно без массивного фронтона. Конструкция четырехскатной крыши содержит множество составляющих элементов. Она может быть как сравнительно простой, так и более сложной за счет мансардных и слуховых окон. Но в последнем случае она смотрится более интересно и разнообразно.

Крыша четырехскатная в сравнении со своим двухскатным собратом лучше противостоит ветровым нагрузкам, осадкам и хорошо защищает стены постройки. Ее конструкция более сложная, но на небольшой дом или беседку такую крышу можно соорудить самостоятельно. На фото в сети можно увидеть, как красиво и гармонично смотрится 4-скатная крыша. Она украшает как одноэтажные дома, так и более высокие постройки.

Перед тем, как сделать четырехскатную крышу своими руками, необходимо определиться с ее разновидностью. Существуют следующие виды таких систем:

1. Вальмовая конструкция имеет в своем составе два ската трапециевидной формы и два треугольных ската, называемых вальмами. Первые два ската стыкуются друг с другом в коньке. При монтаже используется прием обустройства наслонных стропил, как в двухскатной системе, и накосных стропильных ног из 4-х скатной системы.
2. Полувальмовая конструкция имеет такое же строение, только вальмовые скаты укорочены. Под ними располагается фронтон, в котором можно сделать большие окна для освещения чердака или мансардного этажа без потери прочности кровли.
3. Шатровые крыши своими руками вы также можете соорудить, если сделаете четыре ската в форме равнобедренного треугольника. Они сходятся в одной точке.
4. Сложнее всего самостоятельно построить четырехскатную крышу сложной конфигурации с множеством ендов, фронтонов, примыканий и чердачными окнами. В этом случае строительство лучше доверить специалистам, поскольку только они смогут правильно рассчитать конструкцию, выполнить ее план, схему и собрать на месте.

Внимание! Помимо несущего каркаса крыши необходимо определиться с кровельными, гидроизоляционными и теплоизоляционными материалами, поскольку разные конструкции крыш и уклон скатов требуют использования разных материалов.

Составляющие элементы

Поскольку устройство четырехскатной крыши практически не отличается от двухскатной системы, она состоит из тех же составляющих элементов, но с добавлением некоторых дополнительных деталей. 4-х скатная крыша имеет в своем составе такие детали:

• Мауэрлат . Это деревянный брус квадратного или прямоугольного сечения, который укладывается по верху наружных несущих стен, на которые будут опираться стропила. Он воспринимает всю нагрузки и равномерно распределяет для передачи на стены. Дома с четырехскатной крышей делают с мауэрлатом сечением 100х100 мм или 150х100 мм.
• Лежни – это внутренние опорные элементы, которые укладываются на несущие стены внутри дома или опоры. Материал и сечение лежней такой же, как у мауэрлата.
• Стропила делятся на накосные и боковые. Последние из них образуют трапециевидный скат, а накосные нужны для вальмовых скатов. В шатровой крыше боковые стропила не используются. Боковые стропила собирают из бруса сечением 5х15 см, а диагональные – 10х15 см. Оптимальный шаг стропильной системы 800-900 мм, но он может быть меньше или больше в зависимости от выбранного кровельного покрытия и особенностей конструкции крыши.
• Стойки нужны для поддержания каркаса четырехскатной конструкции.
• Коньковый прогон – горизонтальный элемент, который одновременно соединяет стропила и служит для них опорой. Скатная конструкция шатровой крыши не имеет конька. Его лучше выполнить из бруса сечением 150х100 (50) мм.
• Затяжки – горизонтальный элемент, который соединяет парные боковые стропила, не позволяя им разъезжаться в стороны. Материал – доска сечением 5х15 см.
• Нарожники – это укороченные стропила, которые крепятся к диагональной ноге. Они делаются из доски размером 150х50 мм.
• Подкосы – специальные распорки, которые позволяют увеличить прочность и несущую способность крыши.
• Кобылка – это элементы, которые формируют свес кровли и крепятся к стропилам снизу. Ее делают из бруса сечением 120х50 мм.

При обустройстве более сложной 4-скатной крыши, чертеж и конструктивная схема могут содержать другие дополнительные элементы, например, карнизы, защитные планки, дополнительную обрешетку и т.п. Чтобы точно подсчитать требуемое количество материала, необходимо выполнить эскиз или чертеж в масштабе, и по нему провести все необходимые расчеты.

Важно: материал всех составляющих элементов крыши – древесина хвойных пород не ниже 2 сорта с влажность не более 15 %.

Последовательность монтажа

То, как делается четырехскатная крыша своими руками, мы изучим на примере самой простой вальмовой конструкции. Пошагово процесс установки составляющих элементов крыши выглядит так:

1. Для передачи и равномерного распределения нагрузки от каркаса крыши, снега и самого кровельного покрытия на несущие стены укладываются мауэрлаты. Брусья фиксируют к ограждающим конструкциям посредством анкерных шпилек, которые закладывают еще на этапе возведения стен. Если дом возводится из дерева, то роль мауэрлата выполняет последний венец сруба. Брус мауэрлата обязательно защищается от кирпичных, бетонных и каменных стен посредством гидроизоляции. Для этого его оборачивают двумя слоями рубероида.
2. Лежни укладывают на несущие внутренние стены. Они необходимы там, где в стропильной системе предусмотрены стойки. Если в доме нет внутренних несущих стен или они находятся не в том месте, то под стойки необходимо предусмотреть усиленные балки, которые выполняют функции перекрытий. Как правило, балки имеют сечение 20х5 см, поэтому несущие элементы увеличивают до сечения 20х10 см.
3. После этого приступают к установке стоек на несущие балки или лежни. Стойки выравнивают по уровню или отвесу и временно фиксируют посредством подпорок из досок. Для надежной фиксации стойки используют металлические уголки или стальные пластины. Для простой вальмовой системы вам понадобится один ряд стоек, установленных по центру прямо под коньком. Шаг стоек не больше 2 м. При обустройстве шатровой крыши стойки нужно устанавливать под диагональными ногами на одинаковом расстоянии от угла дома.
4. Далее на установленные стойки кладут прогоны. У обычной вальмовой системы этот прогон – конек. У шатровой крыши все прогоны образуют прямоугольник меньшего периметра, чем сам дом. Все прогоны в такой конструкции скрепляются металлическими уголками и саморезами.
5. Теперь можно начинать монтаж стропильных ног. При этом установку боковых стропил в простой вальмой системе выполняют в такой последовательности:

• Доску (150х25 мм) по ширине стропил прикладывают к коньку в месте установки крайней стойки и делают шаблон. На нем отмечают верхний запил (то место, которым стропильная нога будет опираться на конек) и выпиливают его.
• Далее шаблон прикладывают к коньку и выпиливают нижний запил (тот, которым стропильный элемент будет опираться на брус мауэрлата).
• После этого готовый шаблон прикладывают к коньку в месте установки стропил и проверяют необходимость подгонки для каждого стропильного элемента.
• Размечают стропила и выпиливают по шаблону выемку.
• Теперь стропильные ноги можно устанавливать и крепить к мауэрлату и коньковому брусу. Для фиксации используют металлические уголки и саморезы либо скобы.

Более подробно про монтаж стропильной системы четырехскатной крыши можно узнать из предложенного видео:

1. Для изготовления диагональных усиленных стропил можно использовать две срощенные доски обычного бокового стропила. Шаблон под диагональные ноги делают аналогично. Верхней частью эти элементы опираются на стойку, а нижней – на угловую часть мауэрлата. Именно поэтому запилы нужно делать под 45 градусов.
2. Далее между двумя диагональными стропилами устанавливают нарожники. Шаг установки этих элементов равен шагу монтажа стропил. Верхней частью нарожник опирается на диагональную ногу, нижней – на мауэрлат. Запил на верхней части нарожников у половины элементов делается в зеркальном отражении. Нижний запил обычно выполняют по месту. После монтажа элемента образуется свес, который выравнивают по натянутому шнуру и подрезают.
3. Построенная стропильная система еще не гарантирует надежность крыши. Поскольку на диагональные ноги приходится максимальная нагрузка, под них необходимо установить дополнительные стойки – шпрегнели. Они должны опираться на усиленные балки перекрытия.
4. Под боковые стропильные ноги устанавливаются подкосы, которые нижним краем опираются на лежень или балку перекрытия, а их верхний край должен упираться в стропило под углом примерно в 45°.
5. Крыша четырехскатная своими руками может делаться с любым кровельным покрытием, например, из ондулина, профнастила, металлочерепицы, гибкой черепицы. Но стоит помнить, что под мягкое покрытие нужно делать сплошную обрешетку из влагостойкой фанеры или ОСП. Если вы планируете делать мансардный этаж, то необходимо между стропилами заложить утеплитель, а снизу подшить все пароизоляцией. Если чердак будет холодный, то утепляются только перекрытия. Под кровельное покрытие обязательно укладывается гидроизоляция и делается вентиляционный зазор.

Завершающий конструкционный элемент здания должен не только надежно защитить от осадков, сохранить тепло, но и подчеркнуть архитектурные достоинства. Форма классифицируется по: углу наклона (плоские, скатные); наличию сводов, куполов; числу наружных и внутренних ребер; количеству плоскостей (скатов). Чем сложнее система, тем вероятнее, что для выполнения работ придется нанять строительную бригаду. Необходимо подобрать не самый простой вариант, но интересный с точки зрения дизайна. Четырехскатная крыша – идеальное решение.

Типы исполнения:

• Вальмовая – состоит из двух треугольных скатов, упирающихся вершинами в окончания конька. Две другие плоскости – трапеции.
• Полувальмовая – отличается от первого исполнения тем, что часть наклонной поверхности занимает фронтон. Кровля по одной или двум плоскостям имеет укороченный вид. Испытывает меньшие ветровые и снеговые нагрузки. Еще один плюс – возможность установки на мансарде полноценных окон или балконов в области фронтонов.
• Шатровая – треугольные скаты сходятся в одной точке. Применение такого решение целесообразно для дома с одинаковыми размерами внешних стен.

Особенности четырехскатных крыш:

• Более равномерное распределение нагрузки на фундамент, по всему периметру.
• Сокращение объема чердачного пространства – уменьшение расхода тепла на обогрев, сложность организации мансардного помещения.
• Хорошее противостояние ветровым и снеговым нагрузкам.
• Более высокая жесткость конструкции за счет увеличения числа внешних ребер.

Нюансы четырехскатной крыши:

1. В окончаниях конькового бруса сходятся центральные промежуточные и диагональные стропила. Организация узла довольно сложная.
2. К угловым крепятся нарожные стропила.
3. Необходимо выдерживать угол наклона элементов для создания плоскости под установку кровли.
4. Уклон углового стропила всегда меньше, чем у центральных и промежуточных. Это самый длинный элемент.
5. Опорой служат мауэрлат и коньковый прогон.

Инструкция по выбору и расчету стропильной системы

Возведение дома начинают с оформления проекта. Самостоятельная разработка чертежа невозможна без:

• изучения технологии строительства;
• расчета ферм.

Факторы, влияющие на выбор:

• угол наклона скатов;
• материал вальмовой кровли;
• вес «кровельного пирога»;
• ветровые и снеговые нагрузки;
• сейсмическая опасность;
• габаритные размеры коробки дома, наличие внутренних несущих перегородок, колонн;
• планирование организации мансардного помещения.

Уклон скатов определятся не только из эстетических соображений. Важно найти золотую середину между положительным визуальным восприятием и сохранением надежности, функциональности конструкции. Величина угла тесно взаимосвязана практически со всеми вышеуказанными факторами:

• Применение всех видов кровельных материалов ограничено диапазоном этого параметра.
• Чем меньше угол наклона, тем незначительнее воздействие ветровой нагрузки.
• Увеличение до 45-60° гарантирует самостоятельный сход осадков. Воздействие снежного покрова минимизируется.
• Уменьшая угол наклона, получаем снижение площади и веса всей системы. Падает расход тепловой энергии для прогрева чердачного пространства.
• Организация мансардного этажа маловероятна при малой величине наклона.

Виды стропильных ферм

1. Наслонная – конструкция вальмовой крыши выполняется с опорой на:

• внешние стены (мауэрлат);
• прогон (коньковый);
• на внутренние несущие перегородки, колонны внутри дома через лежень.

Распределение нагрузки происходит за счет установки дополнительных стоек под коньковый брус. Лежень разделяет давление по всей поверхности внутренней перегородки (колонны).

2. Висячая – применяется для строений с максимальным размером фундамента до 6 ~7 метров. Стропилы опираются на стены. Распределение нагрузки с помощью стоек, затяжки, ригеля, подкосов. Для вальмовых крыш такой вид редко используется.

Инструкция по расчету стропильной системы

Выполнение чертежа четырехскатной крыши невозможно без совершения математических расчетов.

1. Размер прогона – определяется исходя из габаритов дома. Стандартное решение: длина за минусом ширины. Середина конькового бруса расположена четко над пересечением диагоналей основания. Линия прогона параллельна фронтальным стенам.

2. Высота конька: Н = b х tgα. b – половина длины торцевых стен дома, α – уклон скатов. Числовое значение тангенса определяется по таблице Брадиса.

3. Размер центральных и промежуточных стропил ската: Lцтр.стр.ската = √(Н² + b²).

4. Длина центральной стропильной ноги вальмы: Lцтр.стр.вальм = √(Н² + b²). При нестандартном выборе размера конька величина b определяется как половина разницы длин дома и прогона.

5. Размер диагональных элементов: Lдгн.стр. = √ (Lцтр.стр.вальм² + b²).

6. Вычисление длин нарожников – используется свойство подобных треугольников. Если углы равны, по одной из сторон выполняется пропорция длин, то будет соблюдаться соотношение остальных составляющих фигуры: D = 3/4 C, значит: Lнар = Lцтр.стр.вальм х 3/4.

7. Расстояние между стропилами зависит от выбора:

• Размеров сечения, качества древесины. Чем слабее материал, тем меньше должен быть шаг.
• Наличия, вида теплоизоляционного слоя – определяется удобством монтажа утеплителя (60-120 см).
• Кровельного материала, его веса и геометрии. Чем больше общая масса, тем меньше шаг. Как и с теплоизоляцией, учитывают размеры листа.

Минимальный шаг между фермами – 60 см, максимальный – 2 метра.

8. Формирование и расчет свесов зависят от предпочтений жильцов и высоты дома. Минимальный размер для 1-этажного строения – 500 мм. Задача – защитить стены от атмосферных осадков.

Постройка вальмовой стропильной системы

Мауэрлат – брус или верхний венец, обвязка дома, к которым крепят стропила. Обеспечивает равномерность распределения нагрузки на внешние стены. Сечение: 10х10 см ~15*15 см. Армопояс – бетонная армированная конструкция по верхнему периметру стен. Его задача – укрепить основание под мауэрлат, обеспечить надежную сцепку с кровлей.

Варианты установки мауэрлата:

• На армированный бетонный пояс с помощью закладных шпилек, анкеров.
• Анкерами в тело стены – кирпичные одноэтажные дома с незначительным уклоном вальмовой крыши.
• На последний венец деревянного сруба или верхнюю обвязку каркасного строения.
• Монтаж на шпильки, закладываемые в кирпичную кладку.
• Скобами, забиваемыми в деревянные вкладыши внутри кирпичной стены и тело мауэрлата.
• Проволокой из некаленой стали, закладываемой в момент возведения фасада.
• На шпильки, зафиксированные в стене химическим анкером – двухкомпонентным составом. Клей вводится в просверленные отверстия в кладке дома, высыхая, надежно удерживает элемент.

Особенности:

• Количество шпилек, скоб, анкеров должно быть больше или равным числу стропильных ног.
• Под брус укладывают рубероид или наносят на основание битумную мастику.

Руководство по монтажу:

• Разметка отверстий под шпильки, анкера осуществляют укладкой реек на крепежные элементы с последующим ударом по поверхности дерева. По насечкам выполняется просверливание. Брус одевают на шпильки, фиксируют с помощью шайбы и гайки.
• Соединение проволокой – концы пропускают поверх планок, делают скрутку.
• Схемы наращивания на длинных участках:

• Осуществляют укладку балок перекрытия либо на одном уровне с мауэрлатом, либо на брусок, закрепленный к стене. Шаг – 0,6-1 метр.
• Стяжка мауэрлата рейками, к которым в дальнейшем будут зафиксированы стойки под прогон.
• После завершения на поверхности мауэрлата делают разметку расстановки стропил.

Монтаж прогонов

Коньковый брус испытывает значительные нагрузки, устанавливается на стойки. От правильности работ зависит:

• Симметрия конструкции, равномерность распределения веса.
• Надежность четырехскатной кровли при максимальных ветровых и снеговых нагрузках.

Краткая инструкция по монтажу:

• Схема (висячая, навесная) зависит от наличия внутренних несущих перегородок. Крепление стоек может быть к стяжкам или перекрытиям.
• В домах с большими размерами конструкцию необходимо укрепить подкосами для обеспечения сопротивляемости нагрузкам.
• Материал для конька и опор выбирают одинакового сечения, не менее 100х100 мм.
• Перед работой тщательно замеряют и определяют центральную и крайние точки фиксации стоек. На их количество влияет длина прогона. Шаг – не более 1 метра.

Установка стропил своими руками

Существует два порядка работ:

• Сначала центральные стропила, затем – диагональные. Нарожники устанавливаются в последнюю очередь.
• Монтаж диагональных элементов, после этого – центральных.

Первый метод считается более простым. Второй позволяет на начальном этапе работ провести контроль симметричности.

Варианты крепления к мауэрлату:

• Жесткое – в стропилах выполняют запил, глубина которого – не более 1/3 ширины бруса. Углубления (седло) можно вырезать по шаблону.
• Скользящее – применяется для сооружений, дающих усадку. Для фиксации к мауэрлату используют специальный крепеж, плавающие опоры для стропил. При таком методе соединение ног над коньком выполняется шарнирным способом.
• Наслонное – окончание стропила опирается на мауэрлат. Свесы вальмовой крыши оформляются с помощью наращивания ног дополнительными рейками (кобылками) меньшего сечения. Этот метод позволяет сэкономить на материале.

Оформление конькового узла центральных, промежуточных противоположных стропил:

• Встык – соединение с распилом окончаний ног под углом. Выполняют сопряжение сечений. Крепеж узла производят гвоздями. Дополнительную фиксацию обеспечит металлическая пластина или деревянная накладка.
• Внахлест – стропила накладываются друг на друга боковыми поверхностями. Крепление – шарнирное (болт), гвозди.
• К коньковому брусу – стыковка сечения стропила с боковой поверхностью прогона.

Особенности монтажа диагональных ног:

• Размещение верхнего узла с упором среза накосного стропила в боковую поверхность центральных элементов системы.
• Для усиления диагональных ног, испытывающих наибольшую нагрузку, требуется установка шпренгельных ферм, стоек.

Монтаж нарожников к диагональной стропиле осуществляют подпилом и стыковкой с его боковой поверхностью, фиксация с помощью гвоздей.

По окончании работ необходимо выполнить проверку равенства углов наклона и длин противоположных стропил, соблюдения плоскости скатов и вальм.

Нюансы и возможные ошибки

1. Приобретая пиломатериалы, нужно убедиться, что:

• Влажность дерева не превышает 20 %. При высыхании доска меняют геометрию, что приведет к изменению длин, прямолинейности. Нарушение пропорций влечет протекание, снижение сопротивляемости ветровым и снеговым нагрузкам. Самое лучшее качество у древесины, заготовленной в зимний период в регионах с холодным климатом. Перед оформлением покупки обратитесь к продавцу с просьбой о замере влажности.
• В теле отсутствуют трещины, вросшие сучки, следы от жизнедеятельности насекомых.
• Приобретая клееный брус, убедитесь в порядочности продавца, изготовителя. Применение некачественной продукции приведет к нарушению прочности.

2. Элементы стропильной системы можно заказать на предприятиях со специализацией в строительстве и изготовлении домов под ключ.

3. Древесину перед началом монтажных работ обрабатывают антисептиками и антипиренами.

4. Длина приобретенной рейки иногда не соответствует расчетному размеру. Технология выполнения наращивания:

• Косой прируб с максимальной подгонкой сопрягаемых плоскостей. В сквозное отверстие болт или шпильку вставляют с натягом, без люфта; закручивают гайку.

• Внахлест более 100 см. Проводят с помощью гвоздей, болтов, шпилек в шахматном порядке.

• Встык по сечению – отпил под 90°. Место стыковки с противоположных сторон перекрывают накладками. Крепление – как в предыдущем способе.

5. Узлы дополнительно фиксируются металлическим крепежом: углы, пластины и другие. Каждый из этих элементов имеет отверстия под метизы. Целесообразно применять изделия с овальными прорезями, допускающими незначительные смещения сопрягаемых поверхностей. В процессе усадки, воздействия нагрузок может произойти разрыв жесткого соединения.

• Отсутствие расчета нагрузок, веса. Превышение допустимых показателей влечет разрушение фундамента, каркаса кровли. Необходимые вычисления можно выполнить самостоятельно или применив онлайн-калькуляторы. Привлечение специалистов – самое верное решение.
• Шаг превышает расчетное значение. Сэкономив на материалах, мастер приобретет множество проблем.
• Не выполняется контроль плоскости скатов и вальм с помощью шнура. Отклонения вызовут провисание кровли, нарушат герметичность и надежность крыши, вплоть до ее деформации.