Устройство монтаж стропильной системы четырехскатной крыши. Как сделать крышу четырехскатную

Дата: 31.10.2019

Четырехскатная вальмовая крыша считается довольно сложным и материалоемким сооружением, которое мало кто из домовладельцев берется построить своими руками. Но если вы решились на самостоятельное строительство, вначале пройдите подготовительный путь – изучите теоретические материалы, в том числе изложенные в данной публикации. Потом соберите макет стропильной системы небольших размеров, чтобы разобраться с узлами, нюансами их изготовления и расчетом количества лесоматериалов. Итак, предлагаем сделать первый шаг и рассмотреть…

Конструктивные особенности

Эта разновидность кровельных конструкций, изображенная на фото, представляет собой обычную коньковую крышу, но без вертикальных фронтонов. Вместо них по бокам здания делается 2 дополнительных ската – вальмы, имеющие другой угол уклона.

Справка. Если все 4 плоскости наклонить под одинаковым углом, то получится другой тип кровли – шатровая. Поскольку ее скаты сходятся в одной точке в виде купола, то конек отсутствует как таковой.

Стропильная система вальмовой крыши состоит из следующих элементов (показаны на схеме):

мауэрлат, лежень – мощная обвязочная балка, монтируемая на верхнюю плоскость стен по периметру здания и внутренних перегородок;
кровельные скаты формируются за счет наклонных балок, устанавливаемых с расчетным интервалом, - стропильных ног;
вместе с элементами жесткости – затяжками, стойками и раскосами – стропила образуют кровельные фермы;
коньковый прогон – брус, соединяющий верхние точки ферм;
в некоторых конструкциях нижняя часть стропильных ног удлиняется за счет дополнительной детали - кобылки.

По линии схождения плоскостей устанавливаются вальмовые стропила, опирающиеся на углы здания. Их уклон совпадает с углом основных скатов. А вот торцевые стропильные ноги, называемые нарожниками, образуют по бокам дома более крутые или пологие скаты.

При строительстве 4-скатных крыш применяется 2 типа ферм – висячие и наслонные. В первых нижний пояс (затяжка) опирается только на внешние ограждения частного дома, поэтому ставить их на слишком длинные пролеты нерационально из-за повышенного расхода материалов на ребра жесткости. Устройство висячей фермы смотрите на чертеже:

Преимущество наслонных конструкций – возможность опирания на капитальную межкомнатную перегородку и перекрывания больших пролетов без увеличения материалоемкости. Новичкам кровельного дела стоит обратить внимание на эти фермы, поскольку они надежнее и проще в монтаже.

Если на чердачном этаже планируется устроить жилую мансарду, то угол уклона основных скатов увеличивается, а ферма получает 2 опоры в виде стоек, образующих стены помещения. Эти детали принято ставить на лежни либо балки перекрытия деревянного дома. Потолки мансардной комнаты формируются благодаря горизонтальным затяжкам, связывающим стропила поверху, как сделано на схеме:

Устройство вальмовой кровли пошагово

Как и любое серьезное сооружение, вальмовая крыша возводится своими руками в несколько этапов:

Создание проекта с расчетом несущих конструкций.
Заготовка леса и других кровельных материалов.
Монтаж стропильной системы.
Укладка покрытия с утеплением (при необходимости).

Совет по проектированию. Чтобы вам не пришлось беспокоиться за надежность постройки, настоятельно рекомендуется поручить выполнение проектных работ инженерам, невзирая на финансовые затраты. Они рассчитают все параметры – шаг установки стропил, их сечение, количество подкосов и затяжек в соответствии с погодными условиями в вашей местности.

Выше в качестве примера показан чертеж четырехскатной кровли с наслонными фермами, перекрывающими 2 пролета по 4,5 м. Длина основных стропильных ног составляет 6 м, высота конька – 4 м, угол наклона – 41°. Эту конструкцию можно взять за основу, если ширина здания не превышает указанную на чертеже (9 метров). Учтите важный момент: чем сильнее наклонены вальмы, тем большую нагрузку испытывают нарожники и центральный коньковый узел, куда они опираются. В данном примере вальмы лучше ставить под углом 45-50°.

Самое сложное в строительстве вальмовых кровель – правильный монтаж узлов сращивания угловых стропил с мауэрлатом и верхним поясом ферм в разных конструкциях. Это еще одна причина проконсультироваться с проектировщиками, разрабатывающими узлы примыкания индивидуально. Чтобы вы понимали, о чем идет речь, представляем чертежи верхнего опорного узла, где вальмовая стропильная нога примыкает к коньку.

Некоторые конструкции не предусматривают изготовления и установки конькового прогона между фермами. Тогда вальмовые ребра крепятся на затяжке и дополнительных подкосах, как предписывает чертеж:

Нижний опорный узел ноги на мауэрлат и сращивание стропил выглядит несколько проще, хотя в действительности требует тщательного выпиливания досок под различными углами, что и отражено на схеме.

Для наглядного ознакомления с более сложной системой, где вальма совмещается с эркером, предлагаем посмотреть обучающее видео:

Подбор пиломатериалов

Перед тем как сделать стропильную систему вальмовой кровли, следует выбрать качественный и просушенный лес. По соотношению цена - качество наиболее подходящий вариант – дерево хвойных пород – ель, лиственница либо сосна. Ярко выраженная сучковатость, гниль и следы жизнедеятельности насекомых – вредителей недопустимы.

Представляем самые «ходовые» размеры пиломатериалов, применяющихся для поэтапного строительства вальмовых крыш:

стропило основное – одинарная доска 50 х 200 мм либо двойная 40 х 150 мм;
мауэрлат: минимальное сечение – 100 х 150 мм, оптимальное – 20 х 20 см;
нарожники – доска 5 х 15 см;
прогоны – брус 50 х 150 либо 50 х 200 мм;
подкосы, ригели – доска толщиной от 25 до 50 мм;
стойки – брусок 5 х 10 см.

Набор крепежных пластин и уголков тоже не будет лишним

Примечание. Если кровельные конструкции вам рассчитывают инженеры – проектировщики, то они же составят спецификацию всех материалов с размерами.

На обрешетку под укладку профнастила или металлочерепицы традиционно идут доски толщиной 25-32 мм, а на контробрешетку – бруски 5 х 5 см.

Монтаж обвязочного бруса на стены

В отличие от двускатных кровель, где мауэрлат устанавливается на боковые стены, под вальмы обвязка делается по всему периметру. Исключение – каркасные, бревенчатые и брусовые дома, где в качестве мауэрлата выступает верхний стеновой ригель или последний ярус бревен. Тогда в нем выполняются пазы, куда вставляются стропильные ноги, как это реализовано на фото.

На стенах из легкого ячеистого камня – газобетона и пеноблока – перед укладкой обвязки устраивается армирующий железобетонный пояс. В него вмуровываются монтажные шпильки, на которые впоследствии надевается обвязочный брус. Пошагово порядок работ выглядит так:

Установка щитовой опалубки, вязка арматурного каркаса с закладными деталями и заливка пояса бетонной смесью М200.
Гидроизоляция поверхности бетона рубероидом или битумным праймером.
Установка бруса и его фиксация на шпильках.

Угловые соединения мауэрлата выполняются врубкой в полдерева. Таким же образом брус наращивается по длине, если стандартного размера 6 м недостаточно. Также по углам делаются горизонтальные подкосы либо вбиваются железные скобы, не позволяющие брусьям разъезжаться под нагрузкой основных и вальмовых стропил.

Совет. Обязательно обработайте все деревянные детали антисептиком и антипиреном. Один защищает древесину от гниения, а второй повышает ее огнестойкость.

Сборка стропильной системы

Кровельные фермы больших размеров принято монтировать по месту, ведь чтобы поднимать их с земли, понадобится вдвое больше работников. В деревянных домах первым делом устанавливаются все балки потолочного перекрытия, а по ним устраивается временный настил. Для монтажа высокого конька также понадобятся строительные леса.

Поэтапная сборка конструктива вальмовой крыши выполняется в таком порядке:

Как и при возведении двускатной кровли, первом делом ставятся центральные опоры, куда крепится коньковый прогон.
Производится монтаж основных стропил, которые подрезаются сверху и снизу под нужным углом. На коньке встречные стропильные ноги выводятся в одну плоскость и скрепляются стальными пластинами на саморезах (желтого, а не черного цвета). К мауэрлату балки фиксируются уголками.
После установки основных ферм ужесточите их ригелями и подкосами согласно чертежам, используя для крепления болты.
Установите ребра – крайние вальмовые стропила. Их соединение с коньковым и обвязочным брусом осуществляется по одной из предложенных выше схем.
Отпилите и прибейте к каркасу нарожники. Каждый из них обрезается под разными углами, определяемыми измерением в 4 точках (вдоль каждой грани доски).
При необходимости закрепите кобылки, чтобы обеспечить свес 0,5 м, и подшейте карниз досками.

Совет. Поскольку ребра вальмы отличаются большой длиной, их надо наращивать и ставить дополнительные подпорки. Стык делайте возле конька, где нагрузка на кровлю меньше, а опоры монтируйте ближе к мауэрлату.

Как крепятся элементы вальмовой конструкции в реальности, смотрите в следующем видео:

Укладка финишного покрытия

Эта завершающая операция выполняется по традиционной технологии, предусматривающей вентиляцию подкровельного пространства и устройство гидроизоляционного слоя из диффузионной мембраны. Последняя не позволяет влаге проникнуть с улицы в чердачное помещение, в то же время пленка свободно пропускает наружу водяные пары. Отличие от накрывки обычных двускатных крыш одно: по линиям излома (на ребрах вальм) ставятся дополнительные нащельники.

Материал покрытия настилается в таком порядке:

Стропильная система полностью укрывается диффузионной мембраной. Полотна раскатываются горизонтально с нахлестом не меньше 100 мм, начиная снизу. Стыки обязательно проклеиваются скотчем.
Пленка прибивается к наружным граням стропил через бруски контробрешетки сечением 5 х 5 см, обеспечивающие вентиляционный продух под металлочерепицей или другим материалом.
Перпендикулярно направлению стропильных ног приколачиваются доски обрешетки. Интервал монтажа зависит от выбранного покрытия, а для мягкой черепицы набивка производится всплошную.
Монтируется кровельный материал и все фасонные детали на торцах крыши, а также вокруг вентиляционных и дымовых труб.

Примечание. Брусья контробрешетки, прибиваемые к стропилам, не должны стать преградой на пути вентиляционного воздуха. Поэтому их специально укорачивают до длины 2-3 м и приколачивают с зазором 5-10 см между соседними элементами.

Утепление вальмовой кровли делается как во время монтажа покрытия, так и после него, главное, - собрать правильный «пирог», показанный на схеме. В первом случае минвата закладывается сверху, под гидроизоляцию, а во втором – изнутри.

Заключение

Надо понимать, что преимуществ у вальмовой крыши перед двускатной немного. Во-первых, она является красивым архитектурным решением, а во-вторых, снижает ветровую нагрузку на боковые фасады частного дома. Но за это домовладельцу придется расплачиваться повышенным расходом лесоматериалов и усложнением строительства, а значит, и временными затратами. Отсюда совет: не торопитесь с решением и хорошо обдумайте все за и против. Но если уж взялись, то делайте кровлю качественно, для себя, не экономя деньги на консультациях с инженерами – строителями.

Инженер-конструктор с опытом работы в строительстве более 8 лет..
Закончил Восточноукраинский Национальный Университет им. Владимира Даля по специальности «Оборудование электронной промышленности» в 2011 году.

Виды

Существует несколько разновидностей крыш с 4 скатами. Наиболее популярна так называемая вальмовая крыша. Она состоит из двух трапеций и двух треугольников. Трапециевидные скаты соединяются между собой по верхнему ребру, а треугольные присоединяются к ним с фронтальных сторон.

Другой распространенный вариант – четыре треугольных поверхности, соединенные в одной центральной точке. Также можно создать практически любой проект, предусматривающий скаты на разных уровнях, разной формы, с ломаной линией соединения и т.д.

Если вы не являетесь профессионалом в области строительства, то при создании 4-х скатной крыши остановитесь на вальмовой кровле как самой простой в монтаже.

Как сделать 4-х скатную крышу своими руками. Пошаговая инструкция

Прежде чем приступать к монтажу кровли, следует составить ее проект. Расчеты можно провести самостоятельно, так как в этом нет ничего сложного. Главное – это понимание, от чего зависит тот или иной параметр на схеме.

Угол наклона скатов

При расчете угла наклона скатов используют три показателя:

количество осадков в регионе

материал изготовления крыши

Уклон может быть от 5 до 60 градусов. Следует также учитывать, будете ли вы обустраивать чердачное пространство. Если скаты будут слишком пологими, то высота чердака будет маленькой – жилую комнату здесь сделать будет невозможно. Таким образом, для строительства мансарды уклон скатов должен быть не более 45 градусов.

Если местность характеризуется частыми порывистыми ветрами или выпадением большого количества осадков в зимнее время, не стоит делать кровлю с углом наклона менее 30 градусов.

Если уклон будет 60 градусов и более, то атмосферные явления климатической зоны можно не учитывать.

Что касается материала изготовления кровли, то строительными нормами предусмотрены минимальные значения для каждого из них.

Рулонные материалы, изготовленные на основе битума можно укладывать горизонтально.
Асбестоцемент и глиняную черепицу – под углом от 9 градусов.
Кровельные материалы из стали – уклон от 18 градусов и больше.
Дерево – от 34 градусов.

Высота

Высота крыши – это тот параметр, который нужно будет вычислить. Площадь основания нам известна, так как коробка построена. Угол наклона кровли был вычислен на предыдущем этапе. Таким образом, применив несложные формулы со времен школьной программы, можно будет вычислить высоту конька.

Подготовка. Необходимые инструменты и материалы

Заранее приготовьте все необходимые инструменты, чтобы впоследствии не отвлекаться на их поиск. Вам потребуются:

ножовка
измерительные приборы: отвес, уровень и рулетка
стамеска
пила дисковая
дрель
шуруповерт
молоток

Из материалов главная роль отводится кровельному покрытию. Не забудьте также о крепеже, при помощи которого оно будет присоединяться к стропильной системе.

Для обрешетки четырехскатной кровли применяется высококачественный пиломатериал, подходит древесина лиственницы или сосны.

Максимальная влажность досок и брусьев – 22%.

Для стропил – доски 50 х 100 мм или 50 х 200 мм
Для мауэрлата – брус 150 х150 мм или больше
Доски для обрешетки

Также приобретите металлические шпильки с резьбой и металлические пластины – эти элементы будут использоваться для крепления. Также потребуется антисептик для предварительной обработки древесины. Чтобы закончить монтаж кровли как можно быстрее, приготовьте гидро- и теплоизоляционный материал, которые предусмотрены проектом.

Стропильная система

Мауэрлат. Это основание стропильной системы, которое изготавливается из толстого бруса. Если вы делаете крышу на бревенчатом доме, то роль мауэрлата будет играть последний венец сруба. Если дом кирпичный, то установку мауэрлата также проектируют заранее. Под него делают бетонный пояс, в который замуровывают металлические шпильки. На них впоследствии и закрепляется брус.
Коньковый прогон. Это самая верхняя часть системы, толстый брус, на который впоследствии будут крепиться стропильные доски.
Стропила. Эти элементы представляют собой доски, из которых и создается основной каркас.
- диагональные стропила соединяют углы мауэрлата и коньковый прогон
- рядные стропила монтируются на трапециевидных скатах
- стропильные полуноги опираются на мауэрлат, а с другой стороны – на диагональные стропила
Лежень. Устанавливается параллельно коньковому прогону на несущую стены. Его задача – перенести часть веса кровли на сруб.
Опорные стойки. Соединяют между собой лежень и коньковый прогон, делают конструкцию более прочной.
Подкосы. Опираются на лежень и подпирают диагональные стропила, чтобы уменьшить на них нагрузку.
Другие вспомогательные элементы конструкции – шпренгель, затяжки, кобылки, ригели. Они поддерживают те или иные детали обрешетки и снимают с них нагрузку.

Этапы выполнения работ по монтажу каркаса

Монтаж мауэрлата и леженя.
Установка вертикальных стоек с шагом в 1000 – 1200 мм.
Крепление конькового прогона.
Монтаж стропильных ног. Сначала изготавливают один элемент, примеряют его к мауэрлату и коньковому прогону. На его основе делают остальные детали. Шаг установки стропильных ног – 600 или 1200 мм.
Монтаж диагональных стропил. Начинают крепление с верхней части, доски врезают в конек таким образом, чтобы они стали его продолжением. Снизу их крепят в углах мауэрлата.
Крепление нарожников.
Установка подкосов и шпренгелей. Эти элементы не всегда являются необходимыми. Если конструкция достаточно прочная и без них, то в монтаже нет надобности.
Дополнительные элементы нужны обязательно, если длина стропил – от 6 метров и более. В остальных случаях – на ваше усмотрение.
Монтаж гидроизоляции. Выбранный материал крепится при помощи строительного степлера.
Настил обрешетки. Если она будет сплошной, подойдет обычная фанера. Для решетчатого каркаса используют доски.
Укладка кровельного материала. Крепление осуществляется исключительно тем способом, который подходит для конкретно выбранного стройматериала. Лучше всего использовать крепеж, идущий в комплекте.
Монтаж водосточной системы. Это завершающая часть работ по установке кровли.

Если чердачное помещение вы планируете использовать в качестве жилой мансарды, нужно утеплить его изнутри. Затем останется лишь провести отделочные работы – и кровля готова к эксплуатации и снаружи, и внутри.

Если вы не уверены в собственных знаниях, можно заказать проект вальмовой крыши у профессионалов. Часто его делают одновременно с проектом дома. В любом случае это обойдется дешевле, чем восстановление крыши после монтажа по неверным параметрам.
Если вы владеете компьютерными программами, можно создать макет кровли в 3d-проекции.
Не экономьте на материалах. Все доски перед монтажом тщательно проверьте на прочность и обработайте антисептиком. На элементах не должно быть трещин, изгибов, неровностей. Для стропильной системы используются материалы 1 сорта и выше.
Перед монтажом мауэрлата поверхность стен можно застелить рубероидом.
Мауэрлат нужно крепить очень прочно, чтобы он в процессе эксплуатации не сдвигался даже на доли миллиметра. Это основа всей стропильной системы, от которой зависит прочность крыши.
Соединение стропильных элементов между собой осуществляется при помощи металлических уголков, которые прочно крепятся к соединяемым элементам болтами.

Таким образом, сделать собственными руками четырехскатную вальмовую кровлю вполне возможно, если вы имеете хотя бы начальные строительные навыки. Потребуется лишь тщательная подготовка, изучение теории и составление подробного проекта с расчетом количества нужных материалов.

Пример строительства вальмовой кровли можно увидеть в следующем видео:

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.

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
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
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
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
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
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:

В конструкциях, где накосные ноги испытывают увеличенную нагрузку, для их изготовления используют брус удвоенной толщины.
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.
При изготовлении накосных стропил следует предусматривать запас на подрезку по месту, поэтому расчётную длину бруса увеличивают на 5–10%.
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.

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

Крепление стропил к мауэрлату можно выполнить несколькими способами
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.
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.

Технология устройства и конструкция кровли домов формируются в основном в зависимости от климатических условий каждого отдельно взятого региона. Трудная в изготовлении стропильная система четырехскатной крыши не подходит для северных широт, но имеет распространение в европейской части мира. Благодаря своим достоинствам она стала широко применяться и в нашей стране.

В этой статье мы рассмотрим четырёхскатную крышу, её преимущества и недостатки, а также некоторые особенности монтажа.

Уже из названия становится понятно, что четырёхскатная кровля обладает четырьмя плоскостями – скатами, в этом и заключается её основное отличие от классической двухскатной крыши.

Важной особенностью четырёхскатной крыши является то, что в конструкции такой кровли не предусмотрены фронтоны и это делает намного проще ее устройство и дает возможность значительной экономии материалов.

1. Преимущества четырёхскатной крыши:

В регионах с высокой ветровой нагрузкой, подобная конструкция кровли обеспечивает небольшую сопротивляемость ветрам и уменьшает загруженность всей стропильной системы в целом.
Четырехскатная крыша прочнее двухскатной и меньше подвергается деформации.
Подобная конструкция дает возможность делать свесы и карнизы значительных габаритов, что хорошо предохраняет стены от попадания осадков.

2. Недостатки четырёхскатной стропильной системы:

Стоимость. Такая стропильная система обходится дороже двухскатной. Но если учесть обустройство фронтонов из кирпича для двускатной конструкции, то разница окажется не такой и большой.
Уменьшение пространства на чердаке. При равной площади, как у всего здания два дополнительных ската, уменьшат обитаемый объем чердачного помещения. А с другой стороны при жилом чердаке его необходимо отапливать, а при меньшем объеме чердачного помещения расходы на отопление немного снизятся.
Расположенные под наклоном оконные системы. Они регулярно будут подвергаться воздействию снега, дождя и других неблагоприятных явлений и возможность протечек и утраты герметизации у них намного выше, чем у вертикально установленных оконных систем.

3. Типы стропильных конструкций четырехскатных крыш:

3.1 Классическая вальмовая

Изготовляется из двух скатов в виде треугольников и двух трапецеидального вида, стропила выполняются без переломов, начало берут от конька, свесы выходят одинаковыми по высоте.

Схема стропил четырёхскатной вальмовой крыши

3.2 Шатровая

Визуально выглядит проще, но в установке своими руками гораздо труднее, чем классическая крыша. Состоит из стропильной конструкции, где установлены стропила равной длины, соединяющиеся в одном месте.

Схема стропил четырёхскатной шатровой крыши

3.3 Другие типы

Также существуют такие типы четырёхскатной кровли, как – полувальмовые, вальмово-фронтонные, многощипцовые, бубновые и другие.

Для сравнения основные типы четырёхскатных крыш можно посмотреть на рисунке ниже:

Виды четырехскатных крыш; а - вальмовая; б - шатровая; в - полувальмовая; г - вальмово-фронтонная: 1 - конек; 2 - вальма; 3 - треугольные скаты; 4 - фронтон; 5 - скат; 6 - разжелобок (ендова); 7 - опорная доска

4. Особенности монтажа четырёхскатной крыши

Во время строительства четырехскатной кровли – основным техническим документом являются чертежи конструкции. Схемы устройства кровли можно без труда найти в интернете, но если вы хотите на 100% быть уверенными в надёжности вашей крыши, то необходимо обратиться к проектировщикам. Проектная фирма выполнит расчёт, опираясь на особенности климатических условий, ветровую и снеговую нагрузку, размеры здания и прочие немаловажные параметры, такой расчёт будет строго индивидуальным, а значит точным и надёжным.

Каркас четырёхскатной кровли сделан не из одних стропильных элементов - на основных несущих стенках располагается мауэрлат. Эта деталь конструкции должна быть смонтирована строго в горизонтальном положении, чтобы обеспечить точную геометрию всей постройки. На опорную балку монтируются потолочные брусья, при изготовлении деревянного сруба, стропила укрепляются сверху венца.

5. Устройство стропильной системы четырёхскатной крыши:

Для поддержки диагональных стропил их закрепляют укороченными стропилами (нарожниками).
При большой площади кровли, применяют шпренгельные фермы, чтобы нагрузки передавались на них от накосных стропильных балок. Опорой им служат добавочно сделанные затяжки также расположенные продольно и поперечно деревянные балки.
Далее производится установка ригелей, подкосов, стоек и устанавливается система затяжки, эти детали освобождают стропила от части нагрузки, благодаря чему конструкция обретает дополнительную жесткость.
Сверху диагональные детали укрепляются на коньковом прогоне, который в свою очередь упирается в продольный брус перекрытия чердака. Высоту конька определяют согласно проектной документации.
Для надежного скрепления мауэрлата со стропильными ногами, нужно сделать зарубки, врезки своими руками, дополнив их железными элементами крепления. Места стыковки стропильных ног и опорного бруса необходимо сделать тщательно и надежно, от них зависит прочность всей конструкции.
Горизонтальные стропила в верхней части соединены горизонтальными ригелями, которые можно сделать из доски толщиной 40 мм и шириной 120 мм. Они располагаются на расстоянии 100 см от верхней части конька. Благодаря ригелям вальмовые скаты имеют хорошее сопротивление нагрузкам от сильных ветров.
Кровельный свес выступает от стен здания на расстояние, зависящее от длины примененных накосных стропил, при необходимости их можно удлинить, скрепив две доски.
После монтажа диагональных стропильных элементов, требуется сделать установку рядовых с шагом около 600 мм.

Наименование основных элементов стропильной системы четырёхскатной вальмовой крыши

После того как полностью будет обустроена система стропильной конструкции, необходимо сделать обрешетку, правильно уложить гидро- и пароизоляцию и обработать деревянные элементы антисептическими препаратами.

Если не предвидится оборудование пространства чердака под жилое помещение, то подобный тип кровли – самый надежный и экономный вариант обустройства крыши в частном доме.

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:

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