Стропильная система четырехскатной крыши: расчёт, фото

Расчет угла наклона односкатной крыши

При расчете угла наклона следует учитывать снеговую и ветровую нагрузку в конкретном регионе, а также вид кровельного материала, которые планируется использовать в процессе возведения постройки.

Так, например, следует учесть, что если угол наклона менее 20 градусов, снежный покров будет постоянно лежать на скате, не сползая. При больших значения возможность схода снега зависит от типа кровельного материала.

Как только величина угла превысит 50 градусов, последний фактор становится неважным: снежный покров задерживаться не будет. Исключением можно назвать особое конструктивное исполнение и образование наледи.

Вес формируемого снежного покрова важен с точки зрения последующих прочностных расчетов. При выполнении приблизительных расчетов можно использовать справочную информацию.

Ветровая нагрузка учитывается не только с точки зрения расположения возводимого строения, но и его высоты. Если возводимый дом будет меньше 10м, при выполнении расчетов можно пренебречь значением ветровой нагрузки. Однако только в том случае, если объект возводится не на открытой площадке.

Рассчитывая оптимальное значение угла наклона кровли, следует помнить, что:

Большая ветровая нагрузка является основанием для уменьшения искомого параметра;
Значительный снеговой покров поводов для увеличения, так как в этом случае удастся добиться соскальзывания снега с поверхности.

Еще одним важным параметром является тип кровельного покрытия. Если решено отдать предпочтение определенной разновидности, стоит ознакомиться с инструкцией производителя, в которой указаны оптимальные значения.

Так, при угле:

Менее 10 градусов – выбирают рулонные материалы;
От 10 до 20 градусов – рифленые. Уместен монтаж шифера, ондулина, металлопрофиля;
От 28 до 35 градусов подойдут кровельные листы из металла, для стыковки которых используется фальцевый способ;
25 – 35 градусов. Оптимальный вариант для черепицы из металла и керамики.

Имея на руках все вышеперечисленные исходные данные, определяют угол наклоны.

Типы крыш и виды кровель

Продуманный экстерьер частного дома создаст приятное впечатление, как для самого собственника жилья, так и для его знакомых или соседей, ведь по внешнему восприятию дома формируется мнение и о его хозяине. В идеальном случае дизайн дома и пристройки должны соответствовать друг другу, правильно сочетаться между того чтобы это стало возможным необходимо использовать единый кровельный материал, как для дома, так и для пристройки к нему. Исключением из правил станут стеклянные пристройки для обеденного стола с видом на окружающую среду или же оранжерея. В этом случае кровля также должна иметь прозрачный вид, в независимости от дома и его понимать специфику слов, понимать их суть, так как крыша – это верхняя часть дома, конструкция, имеющая в себе слои теплоизоляции и гидроизоляции. В свою очередь кровля – декоративное покрытие, защищающее крышу от атмосферных кровельных материалов для пристройки зависит от нескольких факторов:

Функциональной роли помещения.
Архитектуры пристройки.
Строительных материалов, используемых при строительстве дома.
Кровельных материалов крыши.
Финансовых возможностей.

Если использовать единый кровельный материал невозможно, то нужно продумать то, как это будет выглядеть внешне, что в данном случае уместно, а что нет

Важно выдерживать дом и пристройку в едином стиле, чтобы пристройка не показалась лишней. В идеальном случае дополнительное сооружение должно подчеркивать дом, быть его оригинальным украшением

Если хорошо продумать проект, то можно создать такой эффект, что будет казаться, словно крыша частного дома «перетекает» на террасу или веранду, образуя, таким образом, одно целое. Типы крыш:

Плоская.
Скатная (наименование зависит от количества скатов)
Одно- и многокаскадные.
Купольные и конические.
Сложные (ломаная, многощипцовая и т.д.)
Потолочные и чердачные.

Сложную крышу используют только для пристроек, которые должны соответствовать стилю дома, например, классицизм или готический стиль. В целом более популярной для пристроек является простая односкатная крыша, ведь именно она будет оптимальным, практичным и недорогим крышу можно соорудить разными методами, однако изначально нужно определить:

Конструкцию дополнительного здания.
Используемый кровельный материал.
Особенности крыши.
То, какими будут слои теплоизоляции и гидроизоляции.
Финансовые возможности.

Состав чертежей крыш

Проекты крыш для домов должны содержать расчеты стропильной системы, помогающие понять, насколько крыша способна выдерживать возлагаемые на нее нагрузки. Кроме этого, проекты должны содержать следующее:

Чертеж примыкания крыши к парапету;
Чертеж примыкания крыши к парапету без прижимного профиля;
План используемой крыши;
План соединения скатов;
План ливневой канализации;
Чертеж флюгеров, если они предусмотрены.

По чертежу без проблем можно определить и тип крыши:

Конструкция односкатной крыши;
Конструкция двухскатной крыши;
Конструкция четырехскатной (вальмовой) крыши.

Этап ІІІ. Установка чердачного перекрытия

Нередко бабки висячих стропил или подвески, которая в вальмовой крыше работают на растяжение, необходимо выполнять из стали. Для этого к затяжке деревянных стропил подвешивается перпендикулярно на хомуты специальные деревянные прогоны.

А уже перпендикулярно к прогонам подвешиваются деревянные балки, после чего между ними укладываются безбалочные облегченные заполнения. Поэтому, если вы хотите уменьшить нагрузку крыши на висячие стропила или стропильную ферму, вам нужно выбирать конструкции подвесного перекрытия.

Для стальных ферм подвесное перекрытие обязательно нужно сделать несгораемым, по стальным балкам.

Между такими балками следует уложить сборные железобетонные плиты, а уже на них –легкий утеплитель. Чтобы повысить огнестойкость и долговечность таких несущих конструкций, их нужно делать из железобетона. Причем самые железобетонные несущие конструкции лучше выполнять из крупноразмерных панелей заводского изготовления, чтобы не рисковать.

Виды стропильных систем

Существует два варианта конструкции стропильных систем:

с висячими стропилами;
наслонная стропильная система.

Принципиальным различием этих вариантов является точка опоры стропильных ног. Первый вариант предусматривает и соединение их в верхней точке, когда прогон (конёк) опирается на них. Второй вариант обеспечивает более прочный прогон, обладающий несущими функциями, а стропила полностью закреплены на мауэрлате и на коньковом брусе.

Оба варианта активно используются. На практике они мало отличаются друг от друга, поскольку особенности реализации того или иного типа напрямую зависят от размеров здания и конструкции несущих стен. Строительство домов средней величины вынуждает использовать конструкции, имеющие большее сходство с наслонным типом, обеспечивающим большую прочность и жесткость системы. Рассмотрим оба варианта подробнее:

Система с висячими стропилами

Традиционный вариант использования висячих стропил — небольшие дома, с максимальным расстоянием между опорами до 6 м. Это объясняется появлением дополнительной нагрузки — помимо веса кровли и воздействия атмосферных факторов стропила получают самонесущие свойства. При увеличении размеров дома нагрузка становится чрезмерной и требует усиления конструкции.

Особенностью висячих стропильных систем является распирающее усилие, прикладываемое к мауэрлату. Для компенсации этого давления и защиты стен от деформации и последующего разрушения обязательно используются затяжки, расположенные в нижней части стропильных ног. При строительстве нередко прибегают к изготовлению т.н. стропильных ферм, имеющих форму равнобедренного треугольника. Они делаются на земле или собираются непосредственно на верхней части дома и устанавливаются на в виде готовой конструкции. Такой способ несколько ускоряет процесс создания крыши, так как используются однотипные элементы, что позволяет повторять одни и те же операции несколько раз и получать нужное количество элементов.

Наслонная стропильная система

Строительство домов средних и крупных размеров требует создания прочной и жесткой стропильной системы. Вес кровли, снеговые и ветровые нагрузки вынуждают использовать наслонный тип системы. Он отличается, прежде всего, техникой монтажа. Сначала устанавливаются опорные элементы — мауэрлат, лежень, стойки и прогон. Они обладают высокой несущей способностью и предназначены для принятия значительных нагрузок, поэтому изготавливаются из бруса. Стропильные ноги устанавливаются с опорой на мауэрлат снизу и на прогон в верхней части, при большой длине они усиливаются подкосами.

Специалисты отмечают большую надёжность наслонной стропильной системы. При сборке нет готовых частей конструкции, поэтому все работы производятся непосредственно на верху здания. Отсутствует необходимость поднимать тяжелые готовые элементы, наверх подается лишь материал. Каждая планка устанавливается отдельно, что позволяет обеспечить точность и плотность присоединения, избежать некачественного монтажа или ошибок. В сравнении с конструкциями с висячими стропилами, наслонные стропильные системы значительно выигрывают в прочности и позволяют получить более качественную и долговечную опорную конструкцию. В регионах с большими количествами осадков, снежными зимами, сильными порывистыми ветрами, наслонная стропильная система для двускатной крыши намного предпочтительнее и надежнее.

Как выбрать оптимальную конструкцию стропил двускатной крыши

Основной критерий выбора — размер и назначение постройки. Небольшие дома, не имеющие большой площади кровельного покрытия, способны обходиться более легкими опорными конструкциями. Постройки средней величины, крупные строения должны иметь прочную и мощную стропильную систему, способную противостоять давлению снега, ветра, выдерживать вес кровли. Для того, чтобы решить, как правильно сделать крышу, надо выяснить климатические особенности в регионе, количество выпадающих осадков, возможность и частоту сильных ветров, обильных снегопадов и т.д. Эти данные участвуют в расчете, они имеются в таблицах СНиП или в справочной литературе.

При этом, не следует слишком усердствовать и строить чрезмерно мощную стропильную систему для небольшого домика. Необходимо помнить, что мощность — это дополнительный материал, а следовательно — возрастание веса конструкции. Оптимальный выбор позволит получить достаточно прочную и лёгкую систему, не перегружающую фундамент и стены, но полностью обеспечивающую защиту от внешних атмосферных проявлений.

Последовательность монтажа

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

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

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

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

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

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.

Монтируем стропильную систему двухскатной крыши – технология

Перед тем как монтировать каркас, нужно сделать правильно расчеты снеговой, ветровой нагрузок, угла наклона крыши, длины, шага и сечение стропил, подсчитать необходимое количество пиломатериала. Расчет стропильной системы двухскатной крыши выполнятся в следующей последовательности:

Выбираем конструкцию и определяем оптимальный угол наклона крыши, он зависит от климатических условий и используемого материала для кровли. Для мягкой кровли уклон кровли составляет от 5 до 20 градусов, для профнастила, металлочерепицы, шифера, ондулина – от 20 до 45 градусов.

Высчитываем максимально возможную нагрузку, в которую входит постоянная нагрузка (вес кровли) и временная (снеговая и ветровая), умножаем на поправочный коэффициент с учетом угла наклона кровли. К полученному результату добавляем 10%, чтобы был запас прочности для каркаса.

С помощью теоремы Пифагора вычисляем длину стропил. Квадрат длины стропилины равен сумме квадратов половины длины заложения и высоты кровли. Зная длину стропильных ног, можно высчитать высоту конька.

Сечение пиломатериалов выбираем в зависимости от длины стропил, возможных нагрузок и шага между стропилами. Чем выше показатели, тем больше должно быть сечение. Для расчета сечения существует специальная таблица.

Стропильная система крыши с двумя скатами включает в себя следующие элементы: мауэрлат, лежень, стропилины, подкосы, стойки, затяжку.

Когда готовы все элементы стропильной системы, готовим чертежи и приступаем к монтажу, который разбиваем на несколько этапов:

Крепление мауэрлата. На верхний пояс наружных стен, которые будут служить опорой для крыши, укладывается мауэрлат. Так как длина пиломатериалов меньше длины мауэрлата, делаем сращивание двух кусков мауэрлата. Спил делаем под прямым углом. Соединение выполняем с помощью болтов. Если выбран наслонный тип, то по внутренним перегородкам монтируем лежень. Все элементы надежно закрепляем с помощью шпилек или анкерных болтов.
Далее монтируем стропильные ноги, фиксируя их в узлах гвоздями и скрепляя между собой металлической накладкой. В стропилинах делаем заранее выпил для крепления к мауэрлату. Первыми выставляем крайние стропила, по которым с помощью уровня выравниваем остальные.
Когда стропилины установлены, монтируем вспомогательные опорные элементы: затяжки, подкосы, схватки. Для надежной фиксации ригеля делаем так, чтобы его конец выступал на половину толщины бруса, затем подгоняем его к стропилине, фиксируя с помощью гвоздей.
На готовую стропильную систему набиваем обрешетку, на нее укладываем кровельный материал. Шаг обрешетки выбираем в зависимости от вида материала, которым покрыта крыша, его эксплуатационных характеристик. Под металлочерепицу шаг составляет 35 см, под шифер и профнастил – 45 см, под мягкую кровлю набиваем сплошную обрешетку.

Монтаж односкатной крыши своими руками проще, чем двухскатной. Но крыша с двумя скатами выглядит эстетичнее. Кроме того, она дает возможность использования чердачного пространства для обустройства мансарды. От качества кровли зависит дальнейшая эксплуатация дома, поэтому, не имея достаточного опыта кровельных работ, лучше обратиться к специалистам.

Выбор и установка утеплителей при монтаже двускатной крыши

Качество утеплителя можно считать высоким, если он отвечает следующим требованиям:

Водонепроницаемость. При скоплении влаги в материале возникает повышенная теплопроводимость и потеря других полезных характеристик.
Способность долго удерживать форму. Материал, подверженный быстрой деформации, проседанию, начинает сползать к низу кровли, оголяя верхнюю часть, через которую проникает холод.
Долговечность. После грамотной укладки не должно возникать необходимости в капитальном ремонте крыши еще долгое время.
Экологичность. Утепление крыш домов, в частности жилых зданий, не должно осуществляться с использованием материалов, выделяющих токсичные вещества при нагревании или другом внешнем воздействии.
Морозостойкость. Данный пункт особенно актуален для холодных регионов. Невосприимчивость к перепадам температуры – один из важнейших показателей качества.
Пожаробезопасность – материал не должен легко воспламеняться.

Утепление двускатной крыши может осуществляться тремя способами:

укладка утеплителя между стропилами;
монтаж утеплительных материалов поверх стропил;
прокладка утеплителя под стропилами.

Чаще всего можно встретить утепление, произведенное первым способом. Он самый простой и эффективный. Однако требует строгого соблюдения технологии, иначе есть риск недолговечности как самого утеплителя, так и всей кровли.

Утепляя кровлю, необходимо следовать некой очередности действий. В этом случае весь процесс будет несложным и понятным.

Для начала измеряется расстояние между стропильными ногами.
Утеплитель размечается с небольшим зазором.
Прокладывается слой гидроизоляции.
Утепляющий материал устанавливается между стропилами. Оставленные зазоры позволяют полотну плотно прилегать к каркасу и удерживаться на месте.
Утеплитель крепится по направлению снизу вверх. Стыков должно быть как можно меньше.
Материал укладывается без зазоров, просветов, иначе теплопотери будут неизбежны.
Между слоем гидроизоляционного и утеплительного материала должен быть промежуток от 2 см, так как утеплитель впоследствии расширится на 10–30 %.
Не стоит забывать о вентиляционных зазорах, необходимых для поступления воздуха и испарения конденсата, который может привести к порче утеплителя и всей стропильной системы.
Оставляемый зазор не должен быть слишком большим, так как свободный материал будет провисать.
Если провисание все-таки произошло, нужно уплотнить лист, чтобы избежать появления мостиков холода.
Поверхности теплоизоляционного материала нужно укрыть пароизоляционной пленкой.
Листы теплоизоляции фиксируются деревянными брусками или планками контробрешетки, которая крепится поперек стропил. Если под крышей будет устраиваться мансарда, эти планки послужат основой для внутренней отделки.

Завершение работ

Предпоследним этапом является настил покрытия кровли. Поскольку сегодня есть множество разновидностей материала, как правильно монтировать покрытие, лучше узнать в инструкции производителя.

Самый последний этап – формирование подшивки каркаса. Она делается, когда стены из газобетона, кирпича или деревянного бруса уже отделаны и утеплены. Подшивка примыкает вплотную к внешней поверхности стены, делается в основном из дерева и образует короб, который прикрепляется к концам стропил и кобылке.

Задача этого элемента – предотвратить задувание воздуха снизу в чердачное пространство, чем решаются сразу две задачи. Крыша беседки, частного дома или пристройки не будет испытывать дополнительных нагрузок, снижается срывающее усилие ветра и сохраняется стабильный температурный уровень во внутреннем объеме.