Устройство четырехскатной крыши своими руками

Виды стропильных систем

При строительстве четырехскатной стропильной системы особенное внимание должно уделяться достаточно мощному основанию начиная с фундамента и заканчивая несущими стенами объекта. Данная конструкция возводится на мощных опорных сооружениях, которые должны соответствовать строительным нормам

Существует несколько видов четырехскатных стропильных систем, отличаются они в первую очередь конструкцией самих стропил, а отсюда, формой и этапами монтажа. Виды четырехскатных стропильных систем:

• Шатровые — это четыре треугольных ската, сходящиеся вверху в одной точке, отсутствие конькового прогона;
• Вальмовые, классические конструкции — состоит из двух скатов треугольной формы и двух условно напоминающих трапецию, имеют конек, в отличие от шатровой;
• Полувальмовые — состоят из четырех скатов, но торцевые скаты (вальмы) не доходят до карниза.

Шатровые крыши

Шатровая крыша бывает не только четырехскатной, она может иметь несколько необычную форму со множеством скатов и соответственно углов. Такой «шатер» органично смотрится на круглом строении, так как сам является симметрично круглым. Мы же будем рассматривать шатровую крышу с четырьмя скатами, каждый из которых имеет форму равнобедренного треугольника.

На шатровой кровле, при правильно выполненном уклоне, снеговые сугробы не задерживаются, что не создает дополнительной нагрузки. Также при качественно выполненном «скелете», такая система устойчива к ветровым нагрузкам.

Данную конструкцию не рекомендуют возводить на объектах с большой площадью, так как устройство может получиться непрочным. Такую кровельную систему возводят, если соблюдены следующие условия:

• покрываемый объект должен иметь квадратную форму;
• внутри объекта обязательное наличие несущей опоры либо стены.

Вальмовые

Вальмовыми называют торцовые скаты. Они проходят от конька до карниза. Другие скаты имеют трапецеидальную форму. Вальмовая конструкция предполагает угол уклона менее 40 градусов, а также присутствие диагональных усиленных стропил, которые крепятся к углам постройки.

Диагональные (накосные) стропила исполняют роль основных поддерживающих элементов, поэтому изготавливаются из крепкого бруса или сдвоенной доски.

Монтировать стропильную систему достаточно не просто. Прежде чем приступать к монтажу следует тщательно произвести расчет

Уделить внимание следует соотношению двухскатного и вальмового элементов. Это определит, насколько качественным будет сооружение

Полувальмовые — ломаные

Также этот тип конструкции относят и к двухскатной ломаной конструкции. Полувальмовые крыши очень удобны для строительства большой мансарды, является самым популярным вариантом для загородного строительства, поскольку полезное пространство умножается почти на два раза.

Полувальмовая четырехскатная кровля

При устройстве данной системы в первую очередь возводят каркас, который будет играть роль опорной базы для прогонов, поддерживающих стропильные ноги. Рекомендуется разбить строительство «скелета» на три этапа:

1. Создать п-образные элементы, состоящие из стоек и мансардных балок перекрытия.
2. Монтаж трех прогонов, два из которых крепятся к углам п-образных элементов, а один выступает в роли конькового прогона и укладывается по центру мансардных балок на две стойки.
3. Завершающая часть — монтируются стропильные ноги.

Составляющие стропильной конструкции:

• Мауэрлат – основание всей системы;
• Прогон – рекомендуется применять не менее трех прогонов;
• Кобы́лка — удлиняет стропильную ногу – элемент для свеса и обрешетки;
• Наро́жник — укороченная стропильная нога;
• Затяжки – используются для крепления элементов системы;
• Обрешетка – монтируется после устройства и укрепления всей системы;
• стропила рядовые – крепятся от мауэрлата к коньковому прогону;
• стропила диагональные (накосные) – монтируются от углов мауэрлата.

Поэтапная инструкция

Следует понимать, что в процессе эксплуатации древесной кровли происходит иссыхание деревянного сруба. Это непременно приводит к физической деформации всей кровли (перекосам, сдвигам и пр.). Чтобы воспрепятствовать этому, мастера-строители разработали специальный вид соединения стропил и мауэрлата.

Данный конструкционный узел сделать несложно: в местах стыковки стропильных ног и бруса-мауэрлата используют скользящие опоры, благодаря которым ссохшееся дерево способно сдвигаться по длине. Такая скользящая стропильная система позволит учесть коэффициент сжатия древесины, но гарантировать, что стропила по-прежнему смогут выдерживать силовые нагрузки и не позволят форме кровли измениться.

С чего начинается изготовление стропильной системы? С установки по периметру дома мауэрлата. Это главная опора будущей кровли, поэтому ошибки и просчеты здесь недопустимы. Наиболее износостойким и надежным материалом считаются высушенные деревянные брусья (влажность не выше 22%) размером 150 х 150 мм или 150 х 100 мм.

Следующим этапом станет выгонка вертикальных и горизонтальных элементов усиления: балок перекрытия, стоек, подкосов и пр. Эти конструкции возводятся согласно утвержденному плану строительства кровли и могут иметь достаточно сложную схему (например, ломаная форма характерна для таких видов, как многощипцовая, полупальмовая и пр.).

В завершении монтажа выполняется обрешетка стропильной системы, на которую потом укладывают кровельные материалы.

Особенности устройства шатровой четырехскатной крыш

Шатровая крыша

Особенностью шатровой крыши является то, что у нее есть коньковый узел, а конька, как составного элемента крыши, она не имеет. Коньковый узел представляет собой место, где соединяются все четыре ската. Четырехскатная крыша для беседки очень часто имеет шатровый тип кровли. Стропильная система такой крыши для жилого дома образована системой накосных стропил и нарожниками.

Перед тем, как начинать монтаж такой крыши, необходимо проверить, все ли хорошо с правильностью размеров стен. Например, если стены вдруг окажутся разной высоты, то в таком случае сделать крышу шатрового типа будет попросту невозможно.

Чтобы понять, все ли в порядке со стенами, необходимо измерить их диагонали. В случае если они не равны, необходимо будет прибегать к некоторым хитростям, чтобы  «выровнять» стены.

В этом случае при укладке мауэрлата нужно постараться уложить его так, чтобы углы со стенами казались прямыми. Конечно, для этого потребуется изрядно потрудиться, но без выпрямления стен невозможно будет добиться сведения всех элементов крыши в одну точку

А это очень важно, ведь если «завалить» хотя бы один скат, то нагрузка будет распределяться неравномерно, что может привести к будущему обрушению крыши

Установка стропильной системы, начинается с того момента, когда с разных сторон, парами устанавливают накосные стропила. Диагональные стропила всей конструкции такого типа обязательно должны держать упор на мауэрлате, при этом должны быть использованы шпренгели.

На самом последнем шаге закрепляются нарожники. Крепление нарожников из досок выполняется прямо к накосным стропилам с использованием брусков.

В данной статье были рассмотрены разные типы четырехскатных крыш. Все они имеют примерно одинаковые принципы постройки. Но в отдельных случаях, как, например, при возведении шатровой крыши имеется ряд особенностей, которые присущи исключительно этому типу кровли. Чтобы увидеть, как выглядят четырехскатные крыши, нужно всего лишь в строке поиска ввести запрос: «четырехскатная крыша фото».

Но нужно помнить, что вальмовые или четырехскатные крыши, это довольно сложный тип крыши в плане монтажа и отделки, поэтому лучше всего для проектирования и строительства этого вида крыш воспользоваться помощью профессионалов, которые всегда помогут и сделают ваш дом более надежным, комфортным и приносящим покой вам и вашим близким!

Особенности конструкции ↑

Устройство стропильной системы четырехскатной крыши выполняют с учетом особенностей ее конструкции.

Диагональные

Опорой стропил диагональных (накосных) являются, с одной стороны, мауэрлат или балка, врезанная в нее (хотя врезка в мауэрлатный брус может его ослабить), с другой – пара ног стропил.

Они бывают длиннее обычных, чтобы суметь нести большую нагрузку, так как являются опорой для нарожников (это укороченные стропилины). Одним концом они опираются на накосную ногу, а другой – на мауэрлат.

Если ширина постройки больше 4,5 м, то данные ноги выполняют составными по длине, их еще называют многопролетными. Для уменьшения длины пролета прибегают к подкосам и стойкам.

Если наслонную систему изготовить по всем правилам, то она будет безраспорной. Для предотвращения появления распора, плоскость стропильных ног делают горизонтальными в тех участках, где опорой выступает мауэрлат.

Распоры могут появиться, только если стропилины в коньке будут служить друг для друга опорой. В таких случаях устанавливают ригели.

Четырехскатная крыша своими руками

Вальмовая (четырехскатная) крыша придает дому изысканный вид. Особая конструкция кровли позволяет дополнительно защитить само строение, его стены от воздействия влаги. Поэтому строительство крыши с четырьмя скатами оптимально для регионов с повышенным количеством осадков и сильными ветрами.

Этапы постройки четырехскатной крыши

Первым этапом постройки крыши является определение предназначения крыши (покрывает мансардный этаж, чердак и т.п.), выбор материала кровли (в зависимости от этого будет определен список материалов для строительства), учет атмосферных условий места, где будет эксплуатироваться крыша (ветер, дожди, снег).

Выбор вальмовой крыши придаст строению большую стойкость к дождевым воздействиям и сделает ее более прочной (стропильная система более надежна). Главное отличие этого вида крыши от двухскатной крыши заключается в том, что в ней вместо боковых фронтонов располагаются два треугольных ската крыши.

При выборе угла наклона скатов следует учитывать уровень осадков и ветровые характеристики местности. При небольших и средних среднегодовых осадках угол рекомендуется выбирать в пределах 4-40 градусов. При обильных снегопадах и затяжных дождях, рекомендуемый оптимальный угол наклона скатов находится в пределах 40-60 градусов.

В качестве материала для кровли может быть: рулонная кровля, черепица или металлочерепица.

В зависимости от всех вышеперечисленных нюансов будет выбрана толщина и другие параметры деревянной составляющей четырехскатной крыши.

Конечным результатом первого этапа является создание схемы будущей крыши, на основе которой будет произведено строительство.

Опишем дальнейшую технологию того, как сделать четырехскатную крышу своими руками.

Второй этап заключается в постройке основания для крыши. Основание используется для равномерного распределения нагрузки с кровли на несущие стены. Строительство четырехскатной крыши предполагает основание, которое можно построить своими силами – деревянный мауэрлат и лежни. Под основание для продления срока службы кровли необходима гидроизоляция. На гидробарьер по внешнему контуру здания располагают мауэрлат (размер этого бруса варьируется, или 100х150 мм, или 50х150 мм.).

Лежни – брус, расположенный в плоскости основания стропильной системы на одинаковом расстоянии от двух боковых мауэрлатов. Он служит опорным элементом для подкосов и стоек, поэтому его укладывают на несущие перегородки (см. чертежи четырехскатной крыши). Крупные кровельные конструкции могут предусматривать несколько лежней.

Третий этап заключается в непосредственном монтаже каркаса крыши (основания, стропила, обрешетка).

Конструктивно различается постройка крыши в доме с существующими перекрытиями или без них (в данном случае нет необходимости в укладке балок перекрытий, на которые будут установлены опоры).

К установке стоек (вертикальных опор каркаса крыши) следует подойти с особой тщательностью. Необходимо точно выдержать угол установки (90 градусов). При малейших отклонениях возможна дальнейшая деформация крыши. Шаг монтажа стоек – до двух метров.

Устройство четырехскатной крыши дома состоит из четырех плоскостей (скатов). Двух трапециевидных и двух треугольных. Трапециевидные скаты будут образованы боковыми стропилами, вальмовые (треугольные скаты) – накосными (диагональными) стропилами.

Упор стропил вверху каркаса осуществляется в коньковый брус (прогон). Данный брус идет поверх вертикальных стоек (возможно пазовое соединение со стойками). Расстояние между стропилами – от 50 до 150 см (согласно плану крыши). Рекомендуемая ширина доски стропил 150 мм.

Крепление каркаса производится с помощью уголков и стальных пластин саморезами (гвоздями). Для укрепления полученной конструкции используют диагональные опоры, подкосы, ветровые балки. Они позволяют увеличить допустимую нагрузку системы.

Поверх стропил укладывается гидроизоляция. Затем делается контробрешетка (бруски, которые крепятся на стропила поверх гидроизоляции). Она нужна для создания вентиляционного канала между кровельным материалом, обрешеткой и гидроизоляцией. Это позволит быстро и эффективно выводить влагу. Далее выполняется обрешетка – горизонтальные доски крепятся от низа до самого верха к контробрешетке (см. схему устройства четырехскатной крыши).

Последним этапом следует монтаж кровельного материала. Монтаж производится в зависимости от параметров материала. Пример монтажа металлочерепицы.

Таким образом, монтаж четырехскатной крыши – достаточно трудоемкий процесс, который требует тщательного подхода. Для более глубокого понимания постройки следует просмотреть фото и видео материалы.

Проект четырёхскатной крыши

Этот тип крыши отличается наибольшей устойчивостью к любым нагрузкам – повышенной надёжностью и долговечностью. Возведение стропильной системы и укладка кровельного пирога не требует значительных трудозатрат, что позволяет использовать меньше денежных средств при найме специалистов.

Такая конструкция даёт большое количество возможностей и вариантов исполнения. Существует множество видов четырёхскатных крыш. Наиболее простая в исполнении система состоит из двух трапециевидных и двух треугольных сегментов, стыки которых закрыты коньками

Важно заметить, что треугольные скаты находятся обычно со стороны фронтонов

Возможен вариант, при котором сразу все секции имеют форму равнобедренного треугольника. Все рёбра при этом сходятся в одной точке, которая находится в вершине конструкции. Есть и другие способы создания 4 скатной крыши. Например, кровля с использованием многоуровневых или коротких скатов, сочетающихся с фронтонами, а также конструкции со сложными окнами мансардного типа и ломаными линиями стыков.

Четырехскатная крыша одноэтажного домаИсточник homestroy.net

Заметьте, что для создания стропильной системы этого типа крыши нужен немалый опыт в строительстве. Поэтому лучше нанять специалистов из строительной фирмы, если вы планируете возведение постройки с кровлей, имеющей четыре ската.

Составление чертежей

Сооружать крышу нужно только при наличии предварительно подготовленных чертежей с указанием размеров и расположения каждого элемента конструкции. Четырехскатная крыша для беседки, чертежи которой правильно разработаны, прослужит не одно десятилетие без ремонта и реконструкции.

Чертеж беседки с вальмовой кровлейИсточник pinterest.com

Проектирование осуществляется с учетом многих факторов:

• вес стропильной системы;
• вес кровельных и изоляционных материалов;
• нагрузку осадков;
• вес оборудования, которое будет установлено на крыше.

Прочность конструкции рассчитывается с некоторым запасом. Крыша должна выдержать дополнительные нагрузки, например, вес человека, который поднимется на нее для осмотра или очистки.

После окончания расчетов прочности определяется наклон скатов. На этом этапе принимаются во внимания климатические особенности региона и задуманный дизайн будущей беседки. В регионах с сильными ветрами не рекомендуется делать высокую кровлю. Дело в том, что чем выше конструкция, тем больше показатели ее парусности. Ветрам лучше противостоят пологие скаты, покрытые поликарбонатным или битумным материалом.

Чертеж беседки с пологими скатамиИсточник centermira.ru

Если для местности, в которой расположен участок характерно выпадение большого количества осадков, беседку лучше строить с высокой крышей. Подойдет наклон 50-60 градусов. В качестве покрытия в этом случае лучше выбрать металлочерепицу.

При проектировании крыши необходимо помнить о том, что для каждого отдельного кровельного материала существуют свои ограничения по наклону скатов. Кроме того, для разных покрытий есть свои рекомендации относительно шага стропильных ног.

Материалы

Стропильная система изготавливается, как правило, из древесины.

Для домов небольших и средних размеров применяется доска хвойных пород размером 150×50 мм, для четырехскатной крыши с длинными хребтовыми балками — 50×200 мм.

Диагональная (накосная) стропильная и хребтовая балки должны быть усилены, поскольку воспринимают все нагрузки на кровельный пирог. Используют для этих деталей брус 100×150 мм или сдвоенную доску.
 
Мауэрлат — объединяющая деталь между стенами дома и кровельным пирогом, крепится при помощи резьбовых шпилек, устанавливаемых в процессе кладки стен. Для придания конструкции дополнительной жесткости по углам устанавливаются раскосины. Кроме того, перпендикулярно короткой стороне дома по опорным простенкам устанавливается лежень из бруса 100×150 мм.четырехскатной крыши» width=»600″ height=»387″ />

Работы по соединению конькового узла и других элементов

Коньковый узел (место, где соединяется коньковый прогон с другими накосными стропилами) может быть выполнен различными способами. Это зависит от того, сколько используется промежуточных опор, а также стоит учесть и конструктивные особенности наслонных основных стропил, предназначенных для поддержки четырехскатной крыши всего дома.

Если стропила на всех основных скатах упираются только в коньковый прогон, то диагональные стропила должны упираться в консоли конькового прогона. При всем этом консоли должны немного выходить за подстропильную раму (на расстояние в 100 миллиметров). Если выпуск оказался слишком большим, то лишнее потом спиливают.

Монтирование шпренгеля

Если же в конструктивных элементах основных скатов используются только боковые прогоны, а все стропила сделаны из простой доски, тогда необходимо для усиления кровли установить шпренгель, у которого должна быть стойка. Именно на нее впоследствии будут опираться стропила, идущие по диагонали.

То место, где соединяются стропила и консоли, а также шпренгель, стесывается под горизонтальным углом, а затем прибивается гвоздями. При этом дополнительно могут быть использованы хомуты из металла или скрутки из проволоки.

Три способа крепления нарожников к диагональной ноге стропил:

• С помощью самого обычного запила (в плоскости диагональных стропил) и нескольких прочных гвоздей
• С применением гнездовых соединений, которые выбираются на диагональных стропилах под самые верхние концы закрепляемых нарожников
• Крепление черепных брусков (50 х 50 мм) по длине всех диагональных стропил и нарожников, которые упираются в них с двух сторон. При этом дополнительно укрепляются и накосные стропила. Если шаг нарожников не совпадает с шагом рядовых стропил, тогда его немного сдвигают.

Накосные стропила, нижней своей частью, могут упираться в мауэрлат, но он должен быть уложен под тем же углом, под которым уложены и стены. Таким образом, конструкция может иметь как распорную составляющую, так и быть совершенно безраспорной. При возникновении такой необходимости верхний пласт стропил, идущих по диагонали, аккуратно стесывают под нужными углами.

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.

Расчет угла наклона скатов и длины стропил

Значение наклона кровли подбирается исходя из климатических условий региона строительства. Четырехскатные вальмовые крыши без мансарды под углом 15–25° целесообразно устраивать на местности с сильными ветрами

Следует принять во внимание требования производителей кровельных материалов. Для каждого вида есть допустимые минимальные углы скатов по отношению к плоскости перекрытия

Высота конька рассчитывается по формулам, применимым к прямоугольным треугольникам в тригонометрии. В некоторых случаях выбирается сначала подходящая отметка верхней точки четырехскатной вальмовой крыши с чертежа, а затем уже вычисляется угол, под которым будут монтироваться скаты. В формуле а – является высотой конька, b – половиной ширины дома из плана. Исходя из величин а и b, по таблицам Брадиса для tg и ctg вычисляется угол наклона или высота конька.

Определить длину стропильной ноги L можно, имея значение пролета, отметку верхней точки крыши или угла наклона по двум формулам. Если известна высота конька: L=L1+L2.

Меньший угол наклона характерен большой длиной стропил.