Крыша четырехскатная стропильная система

Четырехскатная крыша: возведение прочной стропильной системы

Для зданий большой площади двускатная кровля не обеспечивает требуемой защиты и надежности. Такая конструкция опирается только на 2 внешние несущие стены, поэтому нагрузка на стропила чрезмерно велика. Для большого дома лучше выбрать четырехскатную крышу, которая эффективно выдерживает атмосферные нагрузки и более равномерно распределяет давление на внешние несущие стены и фундамент.

Чертежи стропильной системы четырехскатной крыши, что нужно учесть при их разработке

В идеале перед началом монтажа стропильной системы четырехскатной крыши у домовладельца на руках должны быть общие чертежи проекта кровли, список с подбитым количеством расходных материалов, а также фрагментарные чертежи отдельных участков каркаса. На последних обязательно должны быть обозначены такие моменты:

1. Размеры детали и используемый вид материала.

2. Угол наклона и место расположения детали.

3. Способы крепления и используемые крепежные элементы.

4. Список других деталей, которые тем или иным способом будут взаимодействовать с описываемым элементом.

Самостоятельно разработать такие схемы стропильной системы четырехскатной крыши без специальных навыков крайне сложно. Не факт, что даже, если они будут созданы, в них не будет допущена какая-то ошибка. Поэтому крайне рекомендуется обратиться за помощью к профессионалам.

Очень важным моментом является просчет количества стропил и толщины материала для их изготовления. Недостаток их может привести к разрушению каркаса. Чтобы этого избежать, необходимо заранее высчитать предположительный вес нагрузок, которые подразделяются на три типа:

1. Постоянные.

К ним относится вес строительных (кровельных материалов и изолирующих наслоений) и крепежных материалов.

2. Периодические.

К ним причисляются сезонные осадки: осенние дожди, снег (в том числе и талый в весеннее время года). Кроме того, сюда относятся возможные ремонтные работы (вес рабочих и их инструментов).

3. Дополнительные.

Антенны, тарелки, лестницы и тому подобное.

Также очень важно точно соблюсти угол наклона в соответствии с силой ветра, которая наиболее часто наблюдается в вашем регионе. Если угол будет слишком мал в сравнении с ней, то порывы ветра будут все время «пытаться» приподнять кровлю, если слишком велик – опрокинуть.

Виды и особенности систем

Четырехскатные кровли в нашей стране пользуются большой популярностью, так как являются достаточно практичными. Благодаря отсутствию фронтонов, вместо которых располагаются вальмы, на них меньше оказывается ветровая нагрузка. Кроме того, они получаются прочными и симпатичными.

Надо сказать, что четырехскатные кровли бывают нескольких видов:

Виды четырехскатных крыш

Далее подробней рассмотрим как устроены все их виды.

Вальмовые

Вальмовая конструкция напоминает щипцовую, с той лишь разницей, что на торцах вместо фронтонов расположены вальмы, т.е. треугольные скаты.

Чертежи вальмового каркаса

Каркас вальмовой системы включает в себя следующие элементы:

• Боковые стропила. Представляют собой основные несущие элементы, которые образуют боковые скаты. Нижней частью стропильные ноги устанавливаются на мауэрлат, а верхней – крепятся к коньковому брусу или друг к другу;
• Фермы. Представляют собой треугольные конструкции, образованные двумя ответными боковыми ногами;
• Коньковый узел. Место соединения двух ответных боковых ног, т.е. вершина фермы;

Коньковый узел является вершиной фермы

• Коньковый прогон. Представляет собой центральный горизонтальную балку, соединяющую фермы;
• Мауэрлат. Представляет собой балки, которые укладываются на стены по периметру дома. Задача мауэрлата заключается в том, чтобы принять на себя нагрузку от скатов, и равномерно распределить ее на стены;

Мауэрлат является основой, которая равномерно распределяет нагрузку на стены

• Диагональные (накосные) ноги. Устанавливаются на углах скатов и выполняют несущую функцию, аналогичную коньку.
• Нарожники. Это промежуточные ноги, которые снизу опираются на мауэрлат, а сверху – на диагональные стропила;

Нарожники крепятся к диагональным ногам

• Центральные стропила. Устанавливаются по центру вальм, поэтому сверху опираются на торец балки.

Угол наклона трапециевидных и треугольных скатов может быть разным. Более крутые вальмы позволяют обустроить на чердаке жилое пространство.

Помимо основных элементов, сооружение может иметь дополнительные детали, повышающие ее несущую способность:

• Стойки. Представляют собой вертикальные опоры, которые могут устанавливаться под коньковым брусом, стропильными ногами или прогонами;

Подкосы и стойки увеличивают несущую способность конструкции

• Прогоны. Горизонтальные балки, которые крепятся под стропилами;
• Укосы, подстропильные ноги. Наклонные опоры, которые выполняют ту же функцию что и стойки;

Ригель – это балка, укрепляющая ферму

• Затяжка, ригель. Горизонтальная балка, которая соединяет две ответные стропильные ноги. Может располагаться как возле конька, так и у самого основания, т.е. мауэрлата.

Если внутри здания имеется несущая стена, опоры и укосы опираются на нее. Такая система называется наслонной. Если внутренних несущих элементов нет, выполняется висячая конструкция, стойки и подстропильные ноги которой могут устанавливаться только на затяжки или балки перекрытия.

Наслонные сооружения передают нагрузку на внутренние стены

Надо сказать, что монтаж дополнительных деталей, увеличивающих прочность конструкции, выполняется при строительстве всех видов систем. Поэтому далее, чтобы не повторяться, я о них рассказывать не буду.

Строительство начинается с установки конькового бруса, который крепится к двум стоякам. Затем к нему крепятся накосные и все остальные ноги.

Шатровая кровля состоит из одинаковых треугольных скатов

Шатровые

Шатровая крыша включает в себя только треугольные скаты. Она может быть построена только на квадратном здании, так как основное требование к ней – абсолютная симметричность.

Схема устройства «шатра»

Устройство шатровой крыши во многом напоминает вальмовую, с той лишь разницей, что у нее отсутствуют фермы и, соответственно, горизонтальный конек. Поэтому диагональные и центральные ноги сходятся в одной точке. В результате она напоминает шатер.

Все диагональные ноги «шатра» сходятся в коньковом узле

Как правило, по центу сооружения устанавливается стойка, на которую и опираются все накосные стропила. Но, иногда стойку не используют, т.е. каркас получается наслонным.

Строительства сооружения начинается с установки стойки, которая может быть как временной, т.е. установленной на период строительства, так и постоянной. Затем устанавливаются ответные диагональные ноги, на которые опирается вторая пара ног.

Датская крыша имеет небольшой фронтон над вальмой

Полувальмовая

Полувальмовая или датская кровля имеет небольшой фронтон у конька. Под фронтоном располагается трапециевидный скат.

Устройство практически не отличается от обычного вальмового аналога. Единственное, к крайним фермам крепится опорная доска, которая, по сути, представляет собой усиленный ригель. Иногда опорную доску так и называют.

Уровень расположения усиленного ригеля определяет высоту фронтона. Чаще всего фронтон занимает третью часть вальмы.

Схема устройства датской кровли

Между опорной доской и мауэрлатом устанавливаются нарожники. Пространство между опорной доской и коньком, т.е. фронтон, зашивается досками или любым другим отделочным материалом. Сооружение собирается так же, как и описанный выше аналог без фронтона.

Вот, пожалуй, и все основные виды четырехскатных крыш, о которых я хотел вам рассказать. Что касается расчета сечения несущих элементов, угла наклона и прочих параметров, требования такие же, как и к другим скатным кровлям. Подробную информацию по этой теме вы можете получить из других статей на нашем портале.

Достоинства и недостатки

Недостаток трехскатной крыши — не симметричная нагрузка на каркас

Благодаря мелкогабаритности пристраиваемых помещений сооружать такую крышу проще, чем четырехскатную. Сокращаются расходы материалов и временного ресурса. Применение такой конструкции делает сооружение запоминающимся.

Присутствует и ряд спорных моментов. Несимметричность дает неравномерную нагрузку на основание помещения и на стеновые конструкции. Хотя ее частично нивелирует основное здание, вероятность повышенного давления на боковые элементы сохраняется.

Перед работами следует убедиться, что фундамент примыкающего помещения достаточно надежен, чтобы справиться с нагрузками.

Нужно обращать внимание на прочность крепежных элементов, внедрять дополнительные подпорки. В остальном конструкция сходна с другими крышами – ее можно сделать теплой или холодной, смонтировать осветительные приборы.

Материалы для кровли

После того как готов план кровли четырехскатной крыши чертеж, приступаем к подбору материалов. Большинство элементов стропильной системы делается из хвойных пород дерева.

Перед тем, как сделать четырехскатную крышу своими руками, нужно позаботиться о качестве исходного сырья. Вся древесина должны быть хорошо высушена. Брусья и доски не должны иметь видимого искривления и сучков. Особенно важны эти требования при постройке симметричной шатровой крыши наслонного типа. Её конструкция не допускает ошибок и просчетов. Использование шаблонов обеспечит максимальную точность всех элементов.

На стропила пойдет брус с размерами сечения не менее 50х150 мм. Верхняя часть всех стропильных ног сходится в одной точке. Там они связываются между собой при помощи накладок, шпилек или болтов. Островерхая кровля испытывает значительные ветровые нагрузки и для нее нужно увеличить количество точек крепления кровли к мауэрлату.

Особенности крыши из четырех скатов

1. Главное преимущество – отсутствие щипцов и фронтонов. Нетрадиционная конструкция стропильной системы позволяет крыше без последствий переносить сильные ветра, минимизировать возможные разрушения в местах свесов карниза с течением времени, также отсутствие фронтона – это экономия на стройматериалах и трудозатратах.
2. Концы стропил, которые пересекаются между собой и крепятся на балке конька, придают конструкции жесткость, препятствуют ее деформированию под весом осадков, стройматериалов кровли или оборудования, смонтированного на крыше.
3. Конструкция и устройство вальмовой крыши предполагает возможность обустройства карнизных свесов по периметру всего дома, защищая фасад от атмосферных воздействий и перепадов температуры.
4. В схеме архитектурного соответствия четырёхскатная крыша при пристройке веранды или мансарды к дому делает здание более устойчивым к неравномерно распределенным нагрузкам.
5. Эстетичность крыши доказана практикой и временем – такие конструкции используются с тех лет, когда люди научились строить себе убежища, которые потом превращались в прочные и красивые дома.

Как будет конструироваться стропильная система четырехскатной крыши, зависит от типа крови – шатрового или вальмового. Поэтому стоит подробнее рассмотреть эти разновидности, их особенности и устройство. Фото устройства вальмовой крыши

Конструкция четырехскатной крыши

Есть несколько видов крыш, наиболее эстетичной и долговечной является четырехскатная крыша.

Такая крыша устоит перед сильными ветрами, снегопадами и сильными ливнями. Четырёхскатная крыша по конструкции может быть не сложной и имеет некоторые элементы.

Отличается четырёхскатная крыша от двускатной крыши внешними данными и по конструкции. По конструкции четырёхскатная несколько сложнее, но для небольших строений вы ее сможете возвести самостоятельно.

Стандартная вальмовая крыша имеет трапециевидные скаты и треугольные скаты.

Полу вальмовая — два трапециевидных ската, два срезанных вальмовых. Данная конструкция дает возможность оборудовать в чердачном помещении мансарду с большими окнами.

Шатровая крыша имеет отличие от вальмовой крыши.

Сложная четырёхскатная имеет чердачные окна, ендовы.

Четырёхскатная крыша включает те же детали что и двускатная крыша, но из-за некоторой сложности конструкции для ее строительства необходимы дополнительные детали каркаса.

Детали четырёхскатной крыши:

Мауэрлат — это помещенный на верхнюю часть основных стен брус;

Лежни – это опорные брусья, которые расположены внутри и уложены на несущие стены;

Стропила – это диагональные, накосные или боковые брусья;

Шпренгели и стойки – это опоры, которые подпирают стропильную конструкцию;

Прогон или коньковый брус — это горизонтальная подпорка для стропил, находящиеся сверху крыши;

Ригели и затяжки – это горизонтальные детали, которые соединяют боковые стропила;

Нарожники – детали, которые помещены на диагональные стропила;

Ветровые балки и подкосы – это распорки, которые увеличивают прочность крыши;

Кобылки – это доски, которые образуют нужный свес крыши.

От конструкции крыши зависит, какие детали могут использоваться при строительстве, например, карнизы над окнами или крыльцом, обрешётка.

Порядок расчета вальмовой крыши

• Шаг 1. Выберите наиболее удобные единицы измерения – мм, см, м, дюймы, футы.
• Шаг 2. Выберите способ отрисовки чертежей – цветные, черно-белые.
• Шаг 3. Укажите тип кровельного материала – жесткий, мягкий (влияет на тип обрешетки – разреженная или сплошная, соответственно) .
• Шаг 4. Введите параметры крыши – высота (от мауэрлата до вершины стропильной системы) , свес.
• Шаг 5. Заполните поля с параметрами дома – длина, ширина, высота, толщина стены.
• Шаг 6. Параметры бруса для мауэрлата – ширина, толщина.
• Шаг 7. Расчет стропильной системы – величина горизонтального запила под мауэрлат, ширина и толщина стропильной доски, расстояние между элементами (рекомендации ниже) .
• Шаг 8. Введите характеристики гидроизоляции – ширина и длина материала, величина нахлеста сверху и сбоку.
• Шаг 9. Укажите толщину контробрешетки в горизонтальной проекции (в вертикальной всегда 5 см) .
• Шаг 10 (опционально). Укажите параметры разреженной обрешетки ( в случае выбора жесткой кровли ) – ширина и толщина доски, расстояние между элементами.
• Шаг 11 (опционально). Укажите параметры сплошной обрешетки ( в случае выбора мягкой кровли ) – ширина, длина, толщина листа ОСП.
• Шаг 12. Характеристики кровельных листов – ширина и длина материала, величина нахлеста сверху и сбоку.
• Шаг 13. Проверка введённых значений и начало расчета вальмовой крыши с помощью кнопки «Рассчитать».

После выполнения расчета, на вкладке «Вид в 3D» вы можете ознакомиться с трехмерной моделью конструкции, построенной в точности по заданным параметрам. Также для подписчиков доступен дополнительный инструмент – 3D-линейка.

Устройство конструкции стропильной системы четырёхскатной крыши

Стропильная система – основной элемент кровли. Она состоит из:

• Стропил накосных (диагональных)
• Стропил основных
• Мауэрлата
• Обрешётки
• Опорной доски
• Прогона
• Затяжек
• Нарожника
• Стоек
• Подкосов

При создании проекта стропильной системы нужно обязательно рассчитать её так, чтобы нагрузка распределялась равномерно на весь каркас, на стены и фундамент дома. Существуют разные виды стропильных систем, выбор какой-либо из них обуславливается наличием и толщиной несущих стен внутри дома и размерами здания.

Ниже представлены фото схемы и чертежа стропильной системы.

Схема чертежа четырехскатной вальмовой крыши

Система с наслонными стропилами

Такая система как правило устанавливается в зданиях, имеющих внутри опоры (столбы) или центральную несущую стену. По периметру всего дома (наружных стен) монтируется мауэрлат, на который нижними торцами упираются наслонные стропила.

Для усиления системы создаётся опорная конструкция, которая крепится на столбах или несущей стене. На эту конструкцию опираются наслонные стропила в средней части. Стропильная система такого типа меньше весит и на её обустройство уходит меньше стройматериалов. Вальмовые или полувальмовые крыши, устроенные с помощью наслонных стропил обладают большой прочностью и жёсткостью.

Висячие стропильные системы

Отличие висячих и наслонных стропил и их установка

Такой тип стропильной системы не имеет промежуточной опоры, вся конструкция опирается на стены дома.

Она подвержена сжатию и изгибу и создаёт распирающее горизонтальное усилие, которое в свою очередь передаётся стенам дома.

Для его снижения и усиления жёсткости конструкции применяются затяжки – перемычки (деревянные или металлические), которые соединяют стропильные ноги.

Перемычки делают либо в основании стропил (затяжки исполняют функцию балок перекрытия), либо выше (чем выше расположены затяжки, тем мощнее должны быть балки и стропила).

Применение комбинированного каркаса

План кровли таких систем предполагает использование как наслонных, так и висячих стропил.

Стропильная система четырехскатной крыши: особенности

Стропило представляет собой некую опору, а стропильная система – несущая часть любой скатной крыши. В такую систему входят:

• стропильные ноги;
• вертикальные стойки.

Все эти элементы конструкции могут связываться между собой горизонтальными подстропильными балками.

Самая простая конструкция – стропильная система с центральной опорой. Ее особенностью является то, что полную длину имеют те стропила, которые размещены в центральном секторе длиной стороны, при этом сходятся в зоне конька. В центре такой четырехскатной крыши (в зоне конька) расположена балка, которая и будет нести всю основную нагрузку, так как служит опорой для стропильных ног – накосных и рядовых полноразмерных.

В свою очередь ее поддерживают опорные стойки, которых может быть и больше двух. Хотя если конструкция небольшая и пролеты длиной до четырех метров, то их можно не ставить.

Вальмовые четырехскатные крыши дома своими руками: монтаж стропил

Конструкция стропильной системы вальмовой четырехскатной крыши.

Стропильная конструкция состоит из опорных брусков, стропил, раскосов и иных элементов, которые нужны для придания жесткости системе. Стропила придают надежность собираемому строению. Монтаж производится снизу вверх: вначале укладывают мауэрлат (опорные балки), после устанавливают стропила. Это нижний каркас! В обязательном порядке нужно проверить правильность установки деталей, сделать это можно строительным уровнем, например.

Нижний каркас должен на 40-50 см выходить за стены. Если строение с деревянными стенками, то надобность в мауэрлате отпадает, его функции будет выполнять верхний венец сруба. После из каждого угла поставьте каркасные основные стропильные ноги (другие их названия – накосные или диагональные); верхние стороны деталей можно поддержать с помощью стоек и раскосов, их монтаж легко производится своими руками, посторонняя помощь не понадобится.

Там, где несущих стен нет, пятки стропил опирают на боковые прогоны (продольные балки). Кроме того, производится монтаж балки по центру, она делается на 3-х подпорках: с двух сторон и посередине. Степень и высоту наклона кровли определяют как раз таки высота накосных деталей и верхняя горизонтальная балка (коньковый прогон).

Как только направляющие стропила установлены, начинайте выстраивать основной каркас. Наклонные (нарожные) стропила закрепите к коньковому прогону и к опорным балкам (шаг – 40-50 см). В метре от самой верхней балки скрепите между собой наклонные стропила досками с сечением от 4х12 см; эта манипуляция необходима для придания дополнительной жесткости системе – так кровля выдержит ветровые нагрузки. Когда каркас будет собран, приступайте к возведению пирога кровли.