устройство четырехскатной крыши частного дома своими руками

Четырёхскатная крыша: от расчёта стропильной системы до монтажа своими руками

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.

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.

Можно назвать несколько преимуществ вальмовых крыш перед традиционными двускатными сооружениями:

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

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.

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:

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:

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.

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.

Расчёт нагрузок

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

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

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

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

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

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.

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:

Видео: использование строительного калькулятора для расчёта кровли

Какие материалы понадобятся для сборки стропильной системы

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:

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.

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.

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:

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.

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.

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:

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

Галерея: чертежи и схемы четырёхскатной крыши

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.

Источник

Как правильно построить четырехскатную крышу своими руками, чертежи и фото

Одна из самых популярных кровель – это четырёхскатная. Ею покрывают здания, имеющие в плане форму прямоугольника или квадрата.

Отсутствие фронтонов, наклон всех 4-х плоскостей кровли придают крыше особую прочность и способность выдерживать существенные снеговые и ветровые нагрузки.

К таким конструкциям относятся вальмовые, полувальмовые и шатровые крыши.

При наличии опыта в работе с деревянными конструкциями, возвести четырёх скатную крышу своими руками вполне реально.

Подготовка к строительству

Подготовительные мероприятия перед началом строительства крыши осуществляют в следующем порядке:

Расчёт параметров и создание чертежа

Все расчёты отталкиваются от нескольких факторов – это материал стен, форма их периметра, конструкция перекрытия, средняя снеговая и ветровая нагрузка согласно СНиП 2.01.07-85.

Чертёж каркаса вальмовой крыши:

Исходя из оптимального угла наклона скатов кровли (таблицы СНиП) принимают максимальную высоту конькового прогона (вальмовой или полувальмовой кровли) или точки схождения накосных стропил (шатровая крыша). Варианты формирования стропильной системы могут отличаться наличием или отсутствием различных усиливающих элементов.

Устройство стропильной системы шатровой крыши:

Сделать точный расчёт и выполнить качественный чертёж 4-скатной кровли может далеко не каждый самостоятельный застройщик. В этом случае лучшим вариантом будет обратиться к специалистам.

Материалы и крепёж

Особое внимание нужно уделять подбору пиломатериалов и выбору крепежа.

В выборе пиломатериалов играет большую роль их профиль. Использование досок обойдётся хозяину стройки дешевле, чем применение бруса, хотя последний обладает более высокими характеристиками несущей способности. В некоторых случаях строители вместо бруса применяют сдвоенные доски. В результате сложившейся практики, строители выбирают пиломатериалы из лиственницы и сосны.

По этой же причине для разных видов конструктивных элементов 4-скатных крыш наиболее часто применяют доски и брус следующего сечения:

Для сборки деревянного опорного каркаса 4-скатной крыши применяется стандартный набор крепежа. Это шпильки, гвозди, шурупы, саморезы, скобы, скрепки и анкерные болты. Для узлов соединений применяют перфорированные металлические элементы такие, как уголки, пластины различной формы. Примерный ассортимент крепёжной фурнитуры представлен на нижнем рисунке.

Инструменты

Для изготовления из заготовок готовых конструктивных элементов и их монтажа понадобится организовать небольшую крытую мастерскую на стройучастке. Для этого можно использовать приусадебную лёгкую постройку с подключением к электросети.

Внимание. Работая на высоте, нужно всё время пользоваться молотком для забивки гвоздей. Чтобы значительно повысить производительность данного процесса, специалисты рекомендуют обзавестись гвоздезабивным пистолетом или взять его напрокат.

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.

Специализированное предприятие по договору с застройщиком производит замеры на объекте, затем на их основе в своём цеху готовит секции каркаса. 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.

Пошаговая инструкция

Весь процесс создания 4-скатной кровли можно разбить на ряд этапов в следующей последовательности монтажа элементов стропильного каркаса.

Мауэрлат

Выравнивание цементным раствором горизонтальной поверхности, как внешних, так и внутренних стен дома. Для контроля пользуются лазерным уровнем.

На готовые поверхности укладывают сдвоенные доски 120х50 мм, брус 100х50 мм или 100х100 мм. Балки крепят анкерными болтами, вбивая их в предварительно просверленные отверстия в кладке.

Внимание! В деревянных строениях армопояс не используется. В брусовых — мауэрлатом может служить верхняя обвязка.

Лежни

Это основание для различных частей кровли. Балки укладывают на поверхности внутренних стен. Также выравнивают горизонт стен и применяют пиломатериалы того же сечения. В некоторых случаях лежни используют, как перемычки дверных проёмов. Их крепят также как и мауэрлат.

Конёк и стойки

В случае железобетонного перекрытия стойки устанавливают прямо на него. Их крепят уголками, которые в свою очередь соединяют с бетоном дюбелями, а с древесиной стоек саморезами.

Если верхнее перекрытие дома представляет собой систему горизонтальных балок с поперечными связями, то стойки, несущие конёк крыши, опирают на центральный прогон или на лежень осевой внутренней стены. Конёк со стойками представляет собой рамную конструкцию, на которую опирают как диагональные, так и рядовые стропильные ноги.

Стропила и нарожники

В шатровом варианте отсутствуют рядовые стропила и конёк. Каркас собирают из четырёх вальм. Они представляют собой равнобедренные треугольники, стороны которых – это диагональные (накосные) стропила, основанием является мауэрлат.

Внутренне пространство вальм заполняют нарожниками – наклонными балками разной длины. Их устанавливают с шагом 0,5 – 1 м. По мере приближения к центральной оси вальмы длина нарожников увеличивается.

У вальмовых и полувальмовых крыш каркас формируется из двух торцовых вальм и боковых трапециевидных скатов. Боковые стороны кровли представляют собой рамы, где рядовые стропила вверху опираются на коньковый прогон, а внизу на мауэрлат.

Справка. При производстве запилов на стропилах и нарожниках используют шаблоны. Всю древесину обязательно обрабатывают антибактериальными пропитками антипиренами.

Обрешётка

Готовят основание каркаса под кровельное покрытие устройством обрешётки поверх стропильных ног. Для этого на стропила набивают горизонтально параллельными рядами с шагом 400 – 500 мм рейки 50 х 50 мм или доски 120 х 50 мм. Следует заметить, что перед монтажом обрешётки каркас покрывают гидроизоляцией. Рулоны ПВХ плёнки раскатывают поперёк стропил, закрепляя степлером и фиксируя сверху контр-рейками.

Застройщики из-за экономии часто пренебрегают монтажом контробрешётки. Это те же рейки, которые укладывают на гидроизоляцию перпендикулярно последующей обрешётке. Благодаря этому создаётся подкровельное вентилируемое пространство. Оно не даёт проникнуть извне внутрь чердака или мансарды влаге и исключает скопление конденсата.

Монтаж гидроизоляции, контробрешётки и обрешётки:

Утепление

Кровлю четырёхскатной крыши обязательно утепляют независимо от того, холодный будет ли это чердак или тёплый мансардный этаж. В качестве утеплителя используют минеральную вату или специальные теплоизоляционные маты.

Чтобы не возиться с подгонкой размеров, шаг между стропильными ногами стараются проектировать равным 600 мм или 1200 мм – это стандартная ширина плит утеплителя. Теплоизоляцию крепят к обрешётке и стропилам степлером и дюбелями-грибками.

Кровельное покрытие

Специфика четырёхскатных крыш заключается в большом угле наклона кровли от 350 и выше. Поэтому кровельный материал с большим удельным весом не рекомендуется к применению. В то же время популярными видами кровельного материала для вальмовых и шатровых крыш являются:

Свесы

Нижние концы накосных, рядовых стропильных ног и нарожников наращивают отрезками досок для образования своеобразного козырька. Свесы делают длиной от 200 мм до 400 мм. Козырёк по периметру крыши защищает от дождя отмостку вокруг дома. Также свесы, покрытые кровельным пирогом, предотвращают чрезмерный залив стен дождевой водой.

Ошибки монтажа и рекомендации по их устранению

Основные промахи при строительстве стропильной системы 4-скатных крыш можно разделить на следующие группы:

Средние цены за работу под ключ

Обычно специализированные фирмы предлагают свои услуги по возведению 4-скатных крыш из расчёта стоимости монтажа 1 кв.м. площади кровли. Анализируя рекламные объявления такого характера в Интернете, можно представить среднюю цену с поэлементной раскладкой монтажа в следующей таблице.

Заключение

Чтобы браться за самостоятельный монтаж четырёхскатной крыши, нужно обладать достаточным профессиональным опытом в этом деле. Экспериментировать на глазок довольно рискованное занятие. Поэтому лучшим вариантом будет обратиться за помощью в специализированное предприятие.

Источник