Стропильная система четырехскатной крыши: главные особенности каркаса

Устройство стропильной системы четырехскатной крыши – варианты монтажа и правила возведения

Четырехскатная крыша, при условии грамотного ее возведения, отличается не только презентабельным внешним видом, но и повышенной прочностью, которая позволяет ей эффективно противостоять атмосферным осадкам и сильному ветру. В данной статье мы расскажем о том, каково устройство стропильной системы четырехскатной крыши, рассмотрим разновидности таких каркасов, а также опишем подробный план работ по их возведению.

Сравнительная характеристика видов каркаса: шатрового и вальмового

В категорию крыши с четырьмя скатами входят 2 типа каркасных систем, которые схематично выглядят как квадратный (шатровая конструкция) и прямоугольный (вальмовая кровля) конверты. В нашей стране крыша конверт достаточно популярна. Главной особенностью четырехскатных крыш является отсутствие фронтонов. Для сооружения стропильной системы четырехскатной крыши в обоих случаях применяются висячие и наслонные стропила. Методы их сборки являются стандартными для крыш с любым количеством скатов.

Отличительные черты четырехскатных кровель различной конструкции:

  • В случае с шатровым каркасом, кровля состоит из четырех равнобедренных треугольников, которые соприкасаются вершинами в одной точке. В данном случае функции конька возложены на центральную опорную балку в наслонных конструкциях, либо на верхнюю точку фермы висячих стропил.
  • Крыша вальмового типа предполагает наличие двух треугольных и двух скатов в форме трапеции. В данном случае трапециевидные скаты примыкают к коньковой балке верхними ребрами, а треугольные – вершинами. При этом все четыре ската соприкасаются друг с другом боковыми ребрами.

Изучая план стропильной системы четырехскатной крыши, можно сделать вывод, что выбор конфигурации четырехскатной кровли зависит от формы строения. То есть, квадратные дома перекрывают шатровыми конструкциями, а прямоугольные – вальмовыми кровлями. При этом можно использовать любые кровельные материалы, как жесткие, так и мягкие.

При составлении чертежей стропильной системы четырехскатной крыши следует четко обозначить геометрическую форму, а также указать положение отдельных элементов и проекции скатов с точными размерами.

Как правило, системы стропил вальмового и шатрового типа комбинируют с традиционными – односкатными, двускатными и ломаными крышами в рамках одного объекта.

Для опоры четырехскатной конструкции можно использовать мауэрлат, являющийся верхней обвязкой на бетонных или кирпичных стенах, а также верхний венец бревенчатого сруба. Наслонную технологию применяют в тех случаях, когда есть возможность установить верхнюю и нижнюю опору под каждую стропильную ногу.

Некоторые рекомендации по монтажу наслонных стропил:

  • Мауэрлат должен быть закреплен с усилением, чтобы выдержать распирающие усилия в случае жесткой фиксации стропильных ног деревянными накладками или металлическими уголками.
  • Если же верхняя часть ноги будет зафиксирована жестко, а нижняя – на шарнирном креплении, производить фиксацию мауэрлата можно обычным способом. В таком случае при усилении нагрузок на каркас стропила смогут слегка сдвинуться.
  • Распирающая нагрузка и давление на мауэрлат будут нивелированы при использовании жестких креплений нижней части стропил и шарнирных – на верхних пятках.

Обратите внимание, что способ укладки мауэрлата и всей стропильной системы следует предусмотреть на этапе проектирования здания. При отсутствии внутренних несущих стен и невозможности размещения опорных элементов для центральной части крыши, применяется технология висячих стропил. Однако чаще всего устанавливают все-таки наклонный тип стабильного каркаса, предусмотрев заранее наличие несущих конструкций.

При сооружении вальмовых и шатровых каркасов используются такие специфические узлы стропильной системы четырехскатной крыши:

  • Диагональные ноги, из которых выполняются хребты скатов. В каркасах шатрового типа такие накосные ноги совмещают углы крыши с ее верхней точкой. Вальмовые каркасы предполагают стыковку консолей коньковой балки с углами посредством диагональных стропил.
  • Нарожники (полуноги) – элементы, монтируемые под углом 90 градусов к карнизам. Поскольку они стыкуются с диагональными стропилами и располагаются параллельно друг другу, их длина будет отличаться. Из таких элементов создаются скаты крыши.

Эти же конструктивные элементы применяются для создания ендов, с той лишь разницей, что углы делаются вогнутыми.

Именно установка накосных стропил представляет наибольшую сложность. Более того, на эти элементы будет приходиться повышенная нагрузка, поскольку они служат опорным элементом для крепления в верхней части нарожников, то есть выполняют функции конька. Поэтому перед началом работ необходимо выполнить расчет стропильной системы четырехскатной крыши.

В целом процесс возведения крыши с четырьмя скатами включает такие этапы:

  1. Укладка мауэрлата на стены из кирпича или бетона. В бревенчатых домах этим элементом служит верхний венец.
  2. Монтаж центральной опорной балки под шатровый каркас или сборка опорных конструкций для вальмовой крыши.
  3. Установка наслонных стропильных ног под ту или иную конструкцию.
  4. Крепление диагональных стропилин, которые совмещают углы крыши с центральной вершиной или торцами конька.
  5. Разметка и монтаж нарожников.

Если предполагается висячий тип стропильной системы, то первым этапом создания шатровой конструкции станет размещение центральной фермы в форме треугольника. При создании конструкции вальмового типа на стартовом этапе крепят несколько стропильных ферм.

Строительство вальмовой крыши

Поскольку в частном строительстве используются преимущественно вальмовые крыши с наслонными стропилами, рассмотрим подробнее процесс монтажа четырехскатной стропильной системы такой конструкции. Опорой для конструкций будут служить перекрытия, размещенные на мауэрлате.

Фиксация методом врубки будет выполняться лишь в месте стыковки конька со стропилами, поэтому мауэрлат можно устанавливать на обычных креплениях. В рассматриваемом здании коробка дома имеет размеры 8,4×10,8 м. Крыша на плане будет превосходить размеры дома на 40-50 см с каждой стороны – это ширина карнизного свеса.

План укладки опор на мауэрлат

В зависимости от материала, использованного для возведения стен здания, укладка мауэрлата может производиться различными способами.

Общие рекомендации таковы:

  • В верхней части стен из газосиликатных или пенобетонных блоков нужно залить армированный бетонный пояс, в котором разместить анкеры для последующей фиксации мауэрлата.
  • При сооружении кирпичных стен в верхней их части выполняют бортик в 1-2 кирпича таким образом, чтобы в центре стены образовалось углубление для деревянного каркаса. По мере кладки между кирпичами размещают деревянные пробки, к которым мауэрлат будет фиксироваться скобами.

Для мауэрлата понадобится брус сечением 100×150 или 150×150 мм. При планировании использования пространства под крышей следует применять более толстые балки. Элементы каркаса стыкуют косыми врубками с последующим усилением – гвоздями, глухарями или саморезами, а по углам – скобами.

Далее на мауэрлат нужно разместить элементы перекрытия. Их делают из брусков сечением 100×200 мм. Первой укладывается центральная балка. Если длины пиломатериалов недостаточно, ее изготавливают из двух кусков бруса. Причем место соединения должно приходиться на опорный элемент, например, несущую стену.

В данном случае балки уложены с шагом в 60 см. Как правило, коробка имеет неидеальные размеры, поэтому шаг между балками можно слегка подкорректировать, чтобы сгладить несовершенства. Отступ от стен дома до крайних балок, расположенных по обеим сторонам, должен составлять 90 см. Он требуется для монтажа выносов.

К торцевым частям балок перекрытия крепятся выноса. Для удобства сначала их размещают лишь в тех местах, где далее будут установлены стропила. К поверхности мауэрлата выноса крепятся гвоздями, а к балкам – нагелями, гвоздями крупного сечения, саморезами, после чего крепление усиливается уголками.

Сборка конькового участка четырехскатной крыши

Центральный отрезок крыши вальмового типа является не чем иным, как традиционной двухскатной конструкцией. Следовательно, ее сборка выполняется по технологии для скатных кровель. Хотя подобная конструкция обычно предусматривает наличие лежня, на котором размещаются опоры под конек, в данном примере функции такого элемента возложены на центральную балку перекрытия.

Коньковый участок крыши выполняют так:

  • Сначала собирают опорную конструкцию под стропила, которые верхними пятками будут упираться в коньковую балку. Сам конек будет поддерживаться тремя опорными столбами, из которых средний монтируется непосредственно на центральном брусе перекрытия. Чтобы правильно установить два крайних столба, под них поверх перекрытия размещают поперечные бруски, по длине охватывающие не менее 5 балок. Подкосы обеспечивают дополнительную устойчивость конструкции. Опорные элементы каркаса изготавливают из бруса сечением 100×150 мм, а подкосы – из досок 50×150 мм.
  • Чтобы все стропила были одинаковыми, для их нарезки изготавливают шаблон. Для этого доску нужной длины примеряют на месте монтажа, делают разметку запилов, после чего по ней выполняют нарезку всех стропилин.
  • Готовые стропила опирают на коньковую балку местом врубки, а нижнюю часть закрепляют на выносе.

Обычно балки перекрытий размещают перпендикулярно коробке, чтобы упор стропильных ног в центральной части крыши приходился именно на них. Поскольку в рассматриваемом примере стропила стыкуются с выносом, необходим монтаж дополнительных опор. Их размещают таким образом, чтобы перераспределить нагрузку со стропил и опор на стены.

В конце нужно установить с каждой стороны по три ряда выносов. После этого к балкам перекрытий и выносам строго горизонтально крепится карниз, облегчающий дальнейшие работы с крышей.

Крепление угловых выносов стропильной системы

В углах за карнизной доской необходимо установить угловые выноса.

  • От угла до места условного пересечения балки перекрытия с крайней опорой каркаса натягивают шнурку.
  • По ее контуру в нужном месте размещают брусок. На бруске нужно отметить места, где он пересекает балку перекрытия и угловой стык карниза. По разметке все лишнее обрезают.
  • С помощью уголков готовый элемент крепится к перекрытию и мауэрлату.

Те же действия выполняются со всеми оставшимися выносами.

Устройство накосных стропил – чертежи

Диаметр диагональных стропил совпадает с размерами рядовых элементов. Поскольку в нашем примере уклон трапециевидных скатов и вальм отличается, одна из накосных ног размещается несколько выше другой.

Процесс создания и монтажа накосов таков:

  • С помощью шнурки намечаем дополнительные линии для разметки запила, натянув ее к углам и центру ската от верхней точки коньковой балки.
  • Определяем угол между верхней частью углового выноса и шнурка. Это будет угол для нижнего запила (α). Верхний запил (β) высчитывается по формуле: β=90º-α.
  • Берем обрезок доски и спиливаем в нем один край под углом β. Приложив заготовку к месту стыковки верхние части, совмещаем ее ребро со шнуркой. Излишки отмечаем и отпиливаем.
  • В другой заготовке для нижней пятки отпиливаем участок под углом α.
  • С помощью полученных шаблонов вырезают первое диагональное стропило. Если нет целой доски нужной длины, элемент собирают из двух кусков. Сращивают их с помощью дюймовой доски, длиной 1 м, поместив ее с внешней стороны стропила. Готовый элемент можно устанавливать.
  • Аналогичным образом изготавливают вторую половину диагональных стропил, не забыв, что она должна размещаться несколько ниже первой. Место стыковки двух половин накоса не должно совпадать с отрезком сращивания досок в одну деталь.
  • Стыковка досок производится гвоздями на расстоянии 40-50 см.
  • Далее по шнурке на стропиле необходимо прочертить линию запила, чтобы его можно было состыковать со смежным диагональным элементом.

Изготовление остальных 3 детали выполняется аналогичным образом. Под каждую из таких стропилин в местах, где стыкуются балки с угловыми выносами, устанавливают опоры. Дополнительные опоры возле конька необходимы, если длина пролета превышает 7,5 м.

Сборка и монтаж вальмовых стропильных ног

По натянутой шнурке от конька к центру ската замеряем нижний угол γ и вычисляем противоположный угол δ=90º-γ. Так же, как и с диагональными деталями, изготавливают шаблоны для запилов на верхней и нижней пятке элемента, чтобы он плотно вошел между диагональными стропилами. Изготовив центральное стропило вальмы, его нужно установить в соответствующем месте.

Жесткость конструкции и надежное крепление наиболее коротких нарожников обеспечивается путем установки коротких выносов между карнизом и угловыми выносами.

На следующем этапе делают шаблоны для нарожников:

  • Кусок доски отпиливают под углом δ и примеряют на месте соединения с диагональной ногой.
  • Различают лишние участки, затем их отпиливают. Этот шаблон понадобится для создания всех нарожников, которые будут установлены с одной из сторон вальмы. Для другой половины запил на заготовках нужно будет сделать с противоположной стороны.
  • Нижнюю пятку нарожников подрезают по шаблону, отпиленному под углом γ. Такая заготовка подойдет для создания нижних стыков на всех нарожниках.

Изготовление нарожников производится с учетом расчетной длины элементов и согласно изготовленным шаблонам. Они заполнят плоскости вальм и основных скатов. Установку этих деталей выполняют так, чтобы места стыковки накосов с нарожниками с противоположных сторон не сходились в одном месте, то есть вразбежку. Крепежными элементами для соединения нарожников с диагональными стропилами служат уголки, а с выносами и балками перекрытия – зубчатые пластины или уголки – кому что удобнее.

Сооружение крыши с шатровым типом каркаса выполняется по тем же технологиям, что и с вальмовым. Единственное отличие заключается в отсутствии конька в шатровых крышах. В данном случае монтаж стропильной системы шатровой кровли начинается со стыковки диагональных стропил, а затем – нарожников. Если же используются висячие стропила, сначала выполняется монтаж центральной фермы.

Таким образом, детальное изучение особенностей строительства четырехскатных крыш позволит вам приступить к созданию каркасной конструкции со знанием дел.


Стропильная система четырехскатной крыши: обзор базовых конструкций с описанием типового монтажа

Строительство каркаса для крыши с четырьмя скатами – непростой процесс с характерными технологическими особенностями. При возведении используются собственные конструктивные составляющие, отличается последовательность производства работ. Зато результат поразит эффектной формой и стойкостью при отражении атмосферных атак. И домашний мастер сможет гордиться личными достижениями на поприще кровельщика.

Однако прежде чем решиться на устройство подобной конструкции, стоит ознакомиться с алгоритмом, согласно которому сооружается стропильная система четырехскатной крыши и со спецификой ее устройства.

Содержание

Разновидности: вальмовая и шатровая конструкции

Класс четырехскатных крыш объединяет два вида конструкций, напоминающих в плане квадратный и прямоугольный конверт. Первая разновидность называется шатровой, вторая – вальмовой. На фоне скатных аналогов их выделяет отсутствие фронтонов, именуемых в кровельном деле щипцами. В сооружении обоих вариантов четырехскатных конструкций используются наслонные и висячие стропила, установка которых производится в соответствии со стандартными технологиями сооружения скатных стропильных систем.

Характерные отличия в рамках четырехскатного класса:

  • У шатровой крыши все четыре ската имеют форму равнобедренных треугольников, вершины которых сходятся в одной наивысшей точке. Конька как такового в шатровой конструкции нет, его функцию выполняет центральная опора в наслонных системах или вершина висячей фермы.
  • У вальмовой крыши пара основных скатов имеет трапециевидную конфигурацию, а вторая пара треугольную. От шатрового собрата вальмовая конструкция отличается обязательным присутствием конька, к которому примыкают трапеции верхними основаниями. Треугольные скаты, они же вальмы, примыкают к коньку вершиной, а их стороны состыкованы с наклонными сторонами трапеций.

Исходя из конфигурации крыш в плане, ясно, что шатровые конструкции принято водружать над квадратными строениями, а вальмовые над прямоугольными домами. В качестве покрытия подходят как мягкие, так и жесткие кровельные материалы. Характерную квадратную или прямоугольную форму повторяют чертежи стропильной системы четырехскатной крыши с четко обозначенным расположением элементов в плане и вертикальными проекциями скатов.

Нередко вальмовые и шатровые системы вкупе используются в строительстве одного объекта или эффектно дополняют двускатные, односкатные, ломаные и другие крыши.

Опираться конструкции с четырьмя скатами могут непосредственно на верхний венец деревянного дома или на мауэрлат, служащий верхней обвязкой кирпичных или бетонных стен. Если под каждую стропилину можно найти верхнюю и нижнюю опоры, кровельный каркас сооружается по наслонной технологии.

Установка наслонных стропильных ног проще и доступней для неопытного домашнего кровельщика, которому необходимо учесть, что:

  • При жестком креплении верхней и нижней пятки стропилин металлическими уголками или с помощью опорной деревянной накладки потребуется усиленное крепление мауэрлата, потому что на него будет передаваться распор.
  • При жесткой фиксации верхней пятки и шарнирном креплении низа стропилины усиливать крепление мауэрлате не нужно, т.к. при превышении нагрузки на кровлю шарнирное крепление, например на ползунах, позволит стропилине слегка сместиться, не создавая давления на мауэрлат.
  • При шарнирном креплении верха стропилин и жесткой фиксации низа распор и давление на мауэрлат также исключено.
Читайте также:  СИП-панели: что это такое? Дома из СИП-панелей под ключ, цены на готовые проекты

Вопросы крепления мауэрлата и тесно связанного с ним способа установки стропильных ног по правилам решаются на стадии проектирования дома. Если у строения нет внутренней несущей стены или нет возможности соорудить надежные опоры под центральную часть крыши, кроме висячей схемы сборки стропильной системы ничего не подойдет. Правда в большинстве случаев применяется наслонный метод сооружения, для реализации которого надо заранее предусмотреть несущую опору внутри строения.

В устройстве стропильных систем для шатровых и вальмовых четырехскатных крыш используются специфические конструктивные элементы, это:

  • Диагональные стропильные ноги, формирующие хребтовые соединения скатов. В вальмовых конструкциях диагонали, они же накосные стропила, соединяют консоли конькового прогона с углами крыши. В шатровых системах накосные ноги соединяют вершину с углами.
  • Нарожники, или стропильные полуноги, устанавливаемые перпендикулярно карнизам. Опираются они на диагональные стропилины, располагаются параллельно друг дружке, потому отличаются разновеликой длиной. Нарожники формируют плоскости шатровых и вальмовых скатов.

Диагональными стропилинами и нарожниками пользуются также для сооружения ендов, только устраиваются тогда вогнутые углы крыши, а не выпуклые как вальмовые.

Вся сложность сооружения каркасов для крыш с четырьмя скатами заключается в установке диагональных стропилин, определяющих результат формирования конструкции. Кроме того накосы обязаны стойко держать нагрузку в полтора раза большую, чем рядовые стропильные ноги скатных крыш. Потому что они по совместительству работают коньком, т.е. опорой для верхней пятки нарожников.

Если вкратце описать процедуру строительства наслонного каркаса для четырехскатной крыши, то уложиться можно в несколько этапов:

  • Устройство мауэрлата по кирпичным или бетонным стенам. Процесс устройства мауэрлата по стенам из бревна или бруса можно упразднить, т.к. его с успехом может заменить верхний венец.
  • Установка центральной опоры для шатровой конструкции или опорного каркаса основной части вальмовой крыши.
  • Монтаж обычных наслонных стропилин: пары для шатровой крыши и определенного проектным решением ряда для вальмовой конструкции.
  • Установка диагональных стропильных ног, соединяющих углы систем с вершиной опоры или крайними точками конька.
  • Изготовление по размеру и крепление нарожников.

В случае применения висячей схемы каркаса стартом строительства шатрового каркаса будет установка треугольной стропильной фермы по центру. Началом монтажа четырехскатной вальмовой стропильной системы станет установка ряда стропильных ферм.

Строительство вальмовой стропильной системы

Разберем один из распространенных примеров устройства вальмовой крыши с наслонными стропильными ногами. Опираться им предстоит на балки перекрытия, уложенные поверх мауэрлата. Жесткое крепление врубкой будет использовано только для фиксации верха стропильных ног на коньковом прогоне, благодаря чему в усилении крепежа мауэрлата необходимости нет. Габариты коробки приведенного в примере дома 8,4×10,8м. Реальные размеры крыши в плане увеличатся с каждой из сторон на величину карнизного свеса, на 40-50см.

Устройство основания по мауэрлату

Мауэрлат – элемент сугубо индивидуальный, метод его установки зависит от материала стен и архитектурных особенностей постройки. Способ укладки мауэрлата планируется по правилам в период проектирования, потому что для надежной фиксации мауэрлата рекомендовано:

  • Легкие пенобетонные, газосиликатные и подобные стены оборудовать армированным ж/б поясом, залитым по периметру, с установленными в период заливки анкерами для крепления мауэрлата.
  • Кирпичные стены окантовывать бортиком в один-два кирпича по наружному краю так, чтобы вдоль внутреннего края образовался уступ под укладку деревянной рамы. Во время кладки между кирпичами закладываются деревянные пробки для крепления мауэрлата скобами к стене.

Изготавливается мауэрлат из бруса размером 150×150 или 100×150мм. Если предполагается эксплуатация подкрышного пространства, брусья желательно взять потолще. В единую раму брус соединяют косыми врубками. Затем участки соединения усиливают саморезами, обычными гвоздями или глухарями, а углы укрепляют скобами.

Поверх выровненного в горизонт мауэрлата, сооруженного оптимальным для конкретного здания способом, производится укладка балок перекрытия. Используется брус сечением 100×200мм. Первым делом укладывается балка, проходящая точно вдоль центральной оси постройки. В примере длины бруса для сооружения цельных балок не хватает, потому они собираются из двух брусьев. Место состыковки должно располагаться над надежной опорой. В примере опорой служит внутренняя несущая стена.

Шаг между балками перекрытия 60см. Если обустраиваемая коробка не отличается идеальными параметрами, как это и бывает в большинстве ситуаций, расстояние между балками можно немного менять. Подобная корректировка позволяет слегка «загладить» огрехи строительства. Между крайними балками с обеих сторон и стенками дома должен остаться просвет шириной 90см, необходимый для установки выносóв.

Т.к. балки перекрытия самостоятельно смогут сформировать только два карнизных свеса, к их торцам присоединяются короткие полубалки перекрытия – выносá. Устанавливают их сначала только в районе основной части вальмовой крыши, точно там, где предстоит монтировать стропильные ноги. К мауэрлату выносá прибивают гвоздями, к балке крепят винтами, крупнокалиберными гвоздями, нагелями, усиливают крепеж уголками.

Сооружение коньковой части

Центральная часть вальмовой крыши представляет собой обыкновенную двускатную конструкцию. Стропильную систему для нее устраивают согласно правилам, которые диктует технология строительства скатных крыш. В примере есть некоторые отступления от классической трактовки скатного принципа: не используется лежень, на который по традиции устанавливают опоры для конькового прогона. Работу лежня придется выполнять центральной балке перекрытия.

Для того чтобы построить коньковую часть стропильной системы вальмовой крыши надо:

  • Соорудить опорный каркас для стропильных ног, верх которых будет опираться на коньковый прогон. Прогон опираться будет на три опоры, центральная из которых устанавливается прямо на центральную балку перекрытия. Для установки двух крайних опор сначала укладываются два поперечных бруска, перекрывающих не менее пяти балок перекрытия. Устойчивость повышена с помощью двух подкосов. Для изготовления горизонтальных и вертикальных деталей опорного каркаса использовался брусок сечением 100×150мм, подкосы сделаны из доски 50×150мм.
  • Изготовить стропильные ноги, для которых нужно сначала сделать шаблон. Доска подходящих размеров прикладывается к месту установки, на ней прочерчиваются линии будущих запилов. Она-то и будет шаблоном для поточного производства стропилин.
  • Установить стропильные ноги, оперев их врубкой на коньковый прогон, а нижней пяткой на расположенный напротив вынос.

Если бы балки перекрытия укладывались поперек коробки, то стропила основной части крыши опирались бы на балки перекрытия, что гораздо надежней. Однако в примере они опираются на выноса, потому под них необходимо устроить дополнительные мини-опоры. Подпорки эти следует расположить так, чтобы нагрузка от них и расположенных выше стропилин передавалась на стены.

Затем монтируются по три ряда выносов с каждой из четырех сторон. Для удобства реализации дальнейших действий контур крыши оформляется карнизной доской. Прибить к балкам перекрытия и выносам ее нужно строго горизонтально.

Установка угловых выносов

В ограниченном карнизной доской пространстве остались угловые участки, незаполненные деталями стропильной системы. Здесь потребуются угловые выноса, для монтаж которых осуществляется следующим образом:

  • С целью обозначения направления установки натягиваем шнурку. Натягиваем от точки условного пересечения крайней опоры каркаса с балкой перекрытия до угла.
  • Сверху по шнурке прикладываем брусок на положенное ему место. Придерживая брусок, снизу очерчиваем линии спилов в месте пересечения бруском балки перекрытия и углового соединения карнизных досок.
  • Готовый вынос с отпиленными излишками прикрепляем к мауэрлату и к балке перекрытия уголками.

Аналогично изготавливаются и монтируются оставшиеся три угловых выноса.

Монтаж диагональных стропилин

Диагональные, они же накосные, стропильные ноги делают из двух сшитых между собой досок с сечением равным размерам рядовых стропилин. В примере одна из досок будет расположена слега выше второй из-за разницы в углах наклона вальм и трапециевидных скатов.

Последовательность работ по изготовлению и установки накосов:

  • От высшей точки конька натягиваем шнурку к углам и к центральной точке ската. Это вспомогательные линии, по которым мы будем отмечать предстоящие запилы.
  • Плотницким угломером – малкой замеряем угол между шнуркой и верхним боком углового выноса. Так определяется угол нижнего запила. Предположим, он равен α. Угол верхнего запила вычисляем по формуле β = 90º – α.
  • Под углом β спиливаем один край произвольного обрезка доски. Прикладываем его к месту верхнего крепления, совместив ребро этой заготовки со шнуркой. Очерчиваем излишки, мешающие плотной установке. По намеченным линиям нужно снова пилить.
  • Под углом α отпиливаем нижнюю пятку на еще одном обрезке доски.
  • Изготавливаем первую половинку диагональной стропилины, используя шаблоны верхнего и нижнего опирания. Если цельной доски не хватает по длине, можно срастить два отрезка. Срастить их можно посаженным на саморезы метровым куском дюймовки, расположить его следует с наружной стороны сооружаемой накосной ноги. Устанавливаем готовую первую часть.
  • Вторую часть накосной стропилины делаем аналогично, но учитываем, что она должна быть чуть ниже первой своей половины. Участок соединения досок в один элемент не должен совпадать с участком сращивания досок первой половины накоса.
  • Сшиваем две доски гвоздями в разбежку с шагом 40-50 см.
  • По шнурке, протянутой к центру ската, чертим линию, по которой нужно будет скорректировать запил для состыковки его со смежной накосной стропилиной.

Следуя описанному алгоритму, надо установить и еще три диагональные ноги. Под каждую из них следует установить опоры в месте присоединения угловых выносов к балкам. Если пролет более 7,5м, ближе к коньку по диагональ устанавливается еще одна опора.

Изготовление и монтаж вальмовых стропил

Шнурка между вершиной конька и центром ската уже натянута. Она служила осью для очерчивания запилов, а сейчас по ней нужно отмерить угол γ и вычислить угол δ = 90º – γ. Не отступая от проверенного пути, заготавливаем шаблоны для верхнего и нижнего опирания. Верхний обрезок прикладываем к предназначенному ему месту и отмечаем на нем линии запилов для плотного вхождения между диагональных стропилин. По заготовкам делаем центральную ногу вальмы и фиксируем ее, где полагается.

В пространство между угловыми выносами и карнизной доской устанавливаем короткие выноса для придания жесткости конструкции и для обеспечения прочной фиксации крайних, самых коротких нарожников. Далее следует заняться изготовлением шаблонов для самих нарожников:

  • Обрезок доски запилим под углом δ и приложим его к месту крепления к диагональной стропилине.
  • Очерчиваем по факту излишки, которые нужно еще раз спилить. Полученный шаблон используется в изготовлении всех нарожников, например правой части вальмы. Для левой части верхний шаблон будет подпиливаться с противоположной стороны.
  • В качестве шаблона для нижней пятки нарожников используем обрезок доски, отпиленный под углом γ. Если все предыдущие действия выполнялись правильно, то этот шаблон применяется для изготовления нижних узлов крепления всех остальных нарожников.

В соответствии с фактической длиной и «показаниями» шаблонов изготавливаются нарожники, необходимые для формирования плоскостей вальм и незаполненной рядовыми стропильными ногами частей основных скатов. Устанавливают их так, чтобы верхние узлы крепления нарожников к диагональным стропилинам располагались в разбежку, т.е. верхним соединительным узлам смежных скатов не следует сходиться в одном месте. Крепятся нарожники к накосной стропильной ноге уголками, к балкам перекрытия и выносам так, как разумнее и удобнее: уголками или металлическими зубчатыми пластинами.

В основе технологии устройства шатровой крыши заложены уже знакомые вальмовые принципы. Правда, коньковой части стропильной системы в их конструкции нет. Начинается сооружение с установки центральной опоры, к которой присоединяются накосные стропилины, а следом уже и нарожники. Если в сооружении крыши конвертом используется висячая технология, то первой устанавливается готовая стропильная ферма.

Предлагаем вам воспользоваться нашим бесплатным онлайн калькулятором для расчетов стройматериала при устройстве вальмовой крыши – переходите сюда и следуйте инструкциям.

Полезные видео-инструкции

Кратко с последовательностью и правилами монтажа стропильной системы четырехскатной крыши шатровой и вальмовой категорий ознакомит видео:

Ознакомившись со спецификой устройства и усвоив тонкости монтажа крыш с четырьмя скатами, можно смело приступать к реализации планов по ее сооружению.

Система стропил для четырехскатной крыши

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.

  • 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:

  1. В окончаниях конькового бруса сходятся центральные промежуточные и диагональные стропила. Организация узла довольно сложная.
  2. К угловым крепятся нарожные стропила.
  3. Необходимо выдерживать угол наклона элементов для создания плоскости под установку кровли.
  4. Уклон углового стропила всегда меньше, чем у центральных и промежуточных. Это самый длинный элемент.
  5. 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.

Читайте также:  Внутренняя отделка балконов и лоджий

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.
  • 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.

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.

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.

Конфигурации четырехскатных кровель

Геометрическое исполнение такой крыши объединяет 4 наклонных плоскости, основаниями которых служат несущие стены дома по периметру. Существует несколько конфигураций, которые определяют форму и взаимное расположение наклонных поверхностей.

Вальмовая крыша

Простая конструкция, внешне отчасти напоминает двускатную: параллельно длинным стенам формируют 2 плоскости, которые соединяются по центру коньковым перекрытием. Противоположные фронтоны заменяют наклонными треугольниками-вальмами. Конструкция применяется для крупных по площади зданий, две стороны которых значительно превосходят другие по длине.

Полувальмовая крыша

Отличается конфигурацией торцовых скатов. Основания треугольников поднимаются выше нижнего края конструкции. Оставшееся место заполняет фронтон. Углы при основании больших скатов вертикально срезаются. Это позволяет сделать под кровлей просторную мансарду и установить стеклопакет.

Шатровая крыша

Подходит для квадратных домов или зданий, у которых все стены приблизительно равны. Четыре ската представляют собой треугольники, соединенные вершинами в общей центральной точке. Горизонтальный конек у таких конструкций отсутствует.

На этих конфигурациях основано строительство всех четырехскатных крыш, в том числе комбинирование различных элементов в сложные конструкции.

Многие дачные беседки имеют форму правильного многоугольника, часто к ним возводят шатровую кровлю. Почему для небольшого сооружения используется четырехскатная крыша, объясняется практичностью и эстетической завершенностью такой конструкции. Строить кровлю с двумя наклонными поверхностями для дачной беседки непрактично: отсутствие закрытых фронтонов оставит часть сооружения незащищенной от осадков, например, во время косого дождя. Четырехскатная кровля в этом выигрывает.

Виды стропильных систем

Существуют висячая и наслонная конструкции. Первый тип отличается тем, что стропила встречно опираются друг на друга. Такую разновидность применяют для зданий, у которых отсутствуют центральные несущие стены. Нагрузка является распирающей. Для увеличения прочности делают стяжки между противоположными стропилами, используют стойки, подкосы и другие приспособления.

Наслонная конструкция четырехскатной крыши включает в себя дополнительные опоры для стропил. Они укрепляются под коньковым прогоном и передают часть нагрузки на несущие стены внутри здания.

Различия систем: 1) Висячая 2) Наслонная

Описание стропильной конструкции

Возведение вальмовой кровли требует от мастера профессиональных знаний и опыта. Чертежи стропильной системы четырехскатной крыши этого типа включают следующие элементы:

  1. Мауэрлат – основание каркаса, укладываемое на несущие стены. Так как опорными являются все стороны дома, элемент крепится по периметру здания. Поскольку четырехскатные крыши строят на больших объектах, мауэрлат должен быть высокой прочности. Обычно используют брус 150×150 или 100×100. Мауэрлат не требуется, если строение выполнено из дерева. В этом случае основанием служит верхняя обвязка стен.
  2. Коньковый прогон устанавливается горизонтально на линии пересечения трапециевидных скатов и служит соединительным элементом.
  3. От каждого конца прогона отходят 3 опоры, называемые центральными стропилами. Их возводят независимо от шага остальных элементов.
  4. Диагональные (угловые) стропила соединяют коньковый брус с углами здания. Это самые длинные опоры, имеющие наибольший уклон.
  5. Параллельно направлениям скатов на вальмах возводят короткие стропила, скрепляющие угловые опоры (стороны треугольников) с мауэрлатом.
  6. Боковые края трапеций с основанием соединяют нарожниками, а две параллельных стороны – промежуточными опорами.
  7. Шпренгель используют для повышения прочности. Представляет собой брусок, расположенный ближе к углу здания, концы которого устанавливают на смежные стены.
  8. При установке подкосов и стоек образуется шпренгельная ферма – дополнительный узел конструкции.
  9. Затяжки применяют в висячей стропильной системе. Они крепятся на двух противоположных опорах.
  10. В наслонной конструкции присутствует лежень, который укладывается на несущую стену по центру здания и принимает на себя часть нагрузки.

Особенность полувальмовой крыши в том, что нижний край каждого треугольного ската поднимается на высоту фронтона, тем самым укорачивая диагональные стропила. Четырехскатная крыша шатрового типа более проста. В конструкцию каркаса входят аналогичные составляющие вальм и внутренняя связка. Все элементы усиления предназначены для одной цели – стянуть каркас в узлы и сделать его жестким.

Особенности системы и расчет

Крыша с четырьмя скатами способна выдерживать высокие ветровые и снеговые нагрузки. Чтобы кровля была практичной, надежной и на отлично выполняла возложенные на нее функции, проводят точный расчет всех элементов. Уклон скатов вальмовой крыши не превышает 40°. Возведение шатровой системы предусматривает угол от 40 до 60°.

Расчет опорной конструкции основан на взаимной зависимости длины пролета, стропильного шага и сечения бруса. Второй параметр выбирается индивидуально исходя из имеющегося материала и удобства крепления. В самых протяженных конструкциях шаг стропил составляет 2,15 м, а в большинстве случаев выбирают 90 см.

Расстояние определяет сечение опор. Чем дальше друг от друга разместить стропила, тем толще потребуется доска. Размер сечения зависит и от длины самих опор. Связь – прямо пропорциональная. Чтобы стропила выдерживали усилие изгиба, выбирают материал большего сечения. У 6-метровых опор с шагом 90 площадь в разрезе равна 75×200 мм, а у 3-метровых – всего 50×150.

Проведение строительных мероприятий

Материал для каркаса должен быть хорошо просушенным. Влажность древесины ограничивается 20 %. Порядок выполнения работ:

  • Первый шаг – укладка мауэрлата. Если стены – каменные, основанием для элемента служит железобетонный пояс с гидроизоляцией.
  • Установка лежня необходима в наслонной стропильной системе. Для этой цели используют брус сечением 100×200.
  • К лежню вертикально крепят стойки. Если внутренние стены отсутствуют, столбы устанавливают на балки перекрытий. Для временной фиксации элементов рекомендуется сделать подпорки, которые при помощи саморезов удерживают стойки в ровном вертикальном положении. Шаг столбов – не менее 2 метров. Шатровая крыша предусматривает установку опор на диагоналях.
  • Прогон вальмовой системы крепится на вершинах стоек.
  • Первыми возводятся диагональные стропила, которые придают жесткости центральным опорам и соединяют коньковый брус с мауэрлатом. Для крепления промежуточных стропил используют уголки и скобы.
  • Последними в каркасе возводят шпренгели. Эти элементы принимают на себя нагрузку нижней четверти угловых стропил.
  • Последний этап – укладка обрешетки под кровлю. Она крепится перпендикулярно поверх стропил. Оптимальный шаг – 50 см.

Профессиональный подход в сборке прочного каркаса определяет эксплуатационные качества четырехскатной крыши. От надежности конструкции зависит сопротивляемость погодным условиям и срок службы сооружения в целом.

Конструкция стропильной системы четырехскатной крыши

Стропильная система – это сочетание всех опорных элементов, образующих каркас, на котором лежит кровельный пирог. От прочности и надежности этого основания зависит способность крыши выдерживать ветровую, снеговую нагрузку, защищать внутренние помещения от воды и холода. Чтобы не прибегать к дорогостоящим услугам фирм, выполняющих кровельные работы профессионально, мы расскажем из чего состоит стропильная система четырёхскатной крыши, какие материалы потребуются для ее изготовления и как осуществить ее сборку.

Виды четырехскатных крыш

Название «четырехскатная» объединяет несколько видов крыш, состоящих из четырех плоскостей, скатов:

    Вальмовая. Ее конструкция включает четыре ската двух геометрических форм: два их них – в виде трапеции, два – треугольные. Скаты в форме треугольника заменяют собой фронтоны сооружения. С одной стороны, это плюс, так как можно сэкономить на материале для стен, а с другой, минус, потому что отсутствие фронтонов не позволяет монтировать обычные вертикальные окна.


Полувальмовая голландская. На самом деле, ее относят то к двухскатным видам кровли, то к четырёхскатным. В растерянность кровельщиков вводят усеченные торцевые скаты, вальмы. Они не заменяют собой фронтон, а видоизменяют его до трапециевидной формы. Голландская крыша выглядит весьма оригинально и отлично подходит для строительства в ветреных районах благодаря пониженному эффекту парусности.


Полувальмовая датская. Вальмы этого вида кровли отсекают не верхнюю часть фронтона, а нижнюю, образуя скат обычной длины. А под коньком при такой конструкции оставляют маленький фронтон в виде треугольника, которые тем не менее позволяет сэкономить на мансардных окнах и организовать более доступное вертикальное освещение.

  • Шатровая. Шатровая крыша используется для строений, имеющих квадратную форму. Она состоит их четырех скатов, которые представляют из себя равнобедренные треугольники и сходятся в одной точке, не образуя конька.
  • Читайте также:  Стяжка пола: как делать различными доступными методами

    Не смотря на внешние различия, стропильные системы четырехскатной крыши составляют из одних и тех же элементов, руководствуясь одинаковыми правилами.

    Виды стропильных систем

    Стропильная система крыши четырехскатного вида принимает различный вид, в зависимости от исходных условий: площади перекрываемого дома и внутренней планировки. Выделяют три вида:

      Висячая. Применяют для сооружений, в которых нет внутренних несущих перегородок, поэтому опора осуществляется лишь на внешние стены. Висячая стропильная система четырехскатной крыши испытывает нагрузки на изгиб, сжатие и распирание. Чтобы уравновесить воздействующие силы вводят дополнительные, уравновешивающие элементы – затяжки, ригели, бабки. Сложность конструкции заключается в обилии составных частей, высоком расходе материала и, как следствие, большом весе, выдержать который способен лишь основательный фундамент.


    Наслонная. Ее обустраивают в домах, посередине или по бокам которых существуют внутренние несущие стены. Стропильная система в таком случае имеет опору не только на внешние, но и на внутренние стены. Усиленная стойками стропильная система получается более надежной и уравновешенной, монтировать ее проще и дешевле.

  • Комбинированная. Состоит из элементов наслонной и висячей стропильной системы. Ее применяют, если в качестве дополнительной опоры используют не внутреннюю стену, а колонны или столбы. Тогда висячие стропила чередуются с наслонными, образуя ажурную конструкцию с открытыми балками перекрытий.
  • Кокой вид стропильной системы подойдет для конкретного дома, определяют в период проектирования, производя расчеты и составляя чертежи.

    Расчет уклона скатов и высоты конька

    Составление проекта стропильной системы четырехскатной крыши начинают с расчетов, определяющих геометрию будущей конструкции:

      Расчет уклона скатов. Профессиональные проектировщики выполняют расчет, основанный на тригонометрических формулах, вычисляющие угол наклона ската через косинус треугольника с заданным основанием, равным ширине дома. Но начинающие строители могут использовать справочные таблицы, в которых приводят рекомендованные значения уклона для зон различной ветровой и снеговой нагрузки, и различных кровельных материалов. Среди этих факторов определяют лимитирующий, который и будет оптимальным для этого сооружения. Заметим, что угол наклона с катов в диапазоне 45-55 градусов подходит для большинства проектов. Однако, чем он круче, тем больше материалов затрачивается при строительстве.

  • Расчет высоты конька. Его ставят на второе место потому, что для вычисления требуется известный угол наклона скатов. Для определения параметра также используют тригонометрические формулы, представляя стропильную ферму как треугольник с двумя рассчитанными углами и известным основанием. Важно учесть, что, если чердачное помещение будет использоваться не только для хранения, конек размещают, принимая во внимание желаемую высоту потолков мансарды. Шатровая крыша имеет коньковый узел, так как все стропила сходятся в одной точке.
  • Облегчить процесс проектирования стропильной системы четырехскатной крыши могут специальные компьютерные программы-калькуляторы, которые требует только занесения исходных данных: размеров дома, количества скатов.

    Расчет нагрузок

    Следующий этап проектирование – определение состава элементов стропильной системы и их сечения. Для этого выполняют расчет нагрузок, которым подвергается четырехскатная конструкция. Они делятся на три типа:

      Постоянные. Их четырехскатная крыша испытывает все время. В этот тип включают вес кровельного пирога, стропильной системы, мансардного пола, если планируется использование чердака как жилого помещения. Не забудьте, что снегозадержатели водосточная система – это тоже дополнительная нагрузка, которую несет на себе крыша.


    Временные. Действию этих нагрузок конструкция подвергается не постоянно, а лишь время от времени, в остальные же периоды оно минимально. Речь идет о снеговой и ветровой нагрузке, вес талой и дождевой воды, массе человека, производящего ремонт и обслуживание крыши.

  • Особые. Этот пункт актуален для жителей районов с повышенной сейсмической или ураганной опасностью. Четырехскатную крышу проектируют с учетом возможных экстремальных нагрузок, чтобы обезопасить находящихся под ней людей.
  • Суммируя значения всех нагрузок, определяют общую, которая, в зависимости от используемого кровельного материала может достигать 180-250 кг на квадратный метр. Исходя из этой цифры определяют количество элементов стропильной системы и их сечение, сверяясь со справочной таблицей. Более сложные системы удобнее рассчитывать в специальных программах, результатом работы которых является готовая схема стропильной системы крыши четырехскатного типа.

    Основные элементы

    Стропильная система четырёхскатной крыши состоит из множества составных частей, обязательных и вспомогательных:

    1. Мауэрлат. Брус сечением 100х100 мм или 150х150 мм, равномерно распределяющий нагрузку по периметру несущих стен. Отличие четырехскатной крыши в том, что для ее установки требуется четыре мауэрлата, а не два, как для двухскатной.
    2. Лежень. Брус, служащий опорой для стоек, которое используют в наслонной стропильной системе. Он, как и мауэрлат, распределяет вес кровли, но находится на внутренней несущей стене.
    3. Стропильные ноги. Элементы из досок сечением 50х150 мм или 100х150 мм, которые несут на себе кровельный пирог и задают геометрию скатов. В строительстве четырехскатных крыш используют рядовые, наслонные и нарожные стропила. Рядовые располагаются парами вдоль конькового прогона, образуя трапециевидные скаты. Накосные, расходясь от конька к двум углам дома, формируют торцевые треугольные скаты. А нарожные стропила опираются верхней частью на наслонные и имеют различную длину.
    4. Коньковый прогон. Брус, опирающийся на вертикальные стойки, к которому крепятся стропила. Это высшая точка крыши.
    5. Стойки. Вертикальные подпорки, которые устанавливают на лежень. Они поддерживают коньковый прогон или середину стропильной ноги.
    6. Подкосы. Бруски, которые устанавливают под углом к стропильным ногам для предотвращения их прогиба.
    7. Затяжка и ригель. Горизонтальные перемычки из дерева или металла, соединяющие пары стропильных ног, снижая распирающую нагрузку на стены. Ригель устанавливают в верхней части стропил, в затяжку в нижней, часто используя в качестве балок перекрытия.
    8. Шпренгельные фермы. Шпренгель – вертикальная стояка для накосных стропил. Если его не во что упереть, устанавливают затяжку межу двумя соседними сторонами дома и с помощью металлических уголков прикрепляют шпренгель.
    9. Обрешетка. Основание для настила кровельного материала. Если доски приколачивают без промежутков, конструкция обрешетки называют сплошной. А если доски чередуют с небольшим просветом – решетчатой. Схема обрешетки зависит от вида кровельного материала.
    10. Свес крыши. Часть стропил, которая на 40-50 см выступает за периметр дома, защищая его от влаги.

    Сборка стропильной системы

    Имея на руках чертеж стропильной системы, можно начинать работы по сборке. Так как в качестве материала используют в основном натуральную древесину, не будет лишним обработать ее антисептиком глубокого проникновения для защиты от влажности и бактерий. Кровельные мастера обращают на ряд особенностей, которые стоит учитывать при монтаже стропильной системе четырехскатной крыши:

      Выполнять работы по сборке крыши в одиночку тяжело даже очень опытному работнику в связи с большой длиной и весом стропильных ног и стоек.


    Так как некоторые элементы стропильной системы имеют большую длину, в частности диагональные стропила, пиломатериалы стандартных размеров не подойдут для их изготовления. Эту проблему решают с помощью составных стропильных ног из двух или даже трех частей.

  • Если длины стропил не хватает для формирования свеса, их надставляют кобылками, изготовленными из досок меньшего сечения.
  • Грамотно рассчитанная и качественно собранная стропильная система – основа долгой эксплуатации четырехскатной крыши, которая станет надежной защитой от непогоды, в независимости шатровая она или вальмовая!

    Видео-инструкция

    Стропильная система четырехскатной крыши: особенности монтажа

    Крыши с четырьмя плоскостями (скатами), каждая из которых располагается со стороны одной из стен сооружения, сложнее в устройстве и монтаже по сравнению с двухскатными. Стропильная система четырехскатной крыши отличается высокой прочностью и жесткостью. Готовая кровля имеет привлекательный внешний вид и способна противостоять высоким атмосферным нагрузкам.

    Разновидности четырехскатных крыш

    Конструктивные особенности стропильной системы зависят от конфигурации крыши. Сегодня наиболее распространены такие типы четырехскатных крыш, как:

    • вальмовая;
    • полувальмовая голландская;
    • полувальмовая датская;
    • шатровая.

    Вальмовая кровля считается классическим вариантом скатной крыши, устойчивой к ветру и снегу. Ее конструкция предполагает устройство скатов в форме трапеции вдоль длинных стен дома, и треугольных скатов на торцах дома. Стропильная система вальмовой кровли требует использования четырех накосных стропил – диагональных опорных элементов, которые идут от двух вершин скатов к углам здания.

    Полувальмовая голландская кровля нередко рассматривается как вариант двухскатной крыши. Ее отличительная особенность – наличие усеченных вальмов (треугольных торцевых скатов). Длина вальма голландской крыши в 1,5 – 3 раза меньше длины трапециевидных боковых скатов. Преимущество данной конструкции состоит в возможности установить обычное вертикальное окно в мансарде дома. При этом острый выступ, характерный для двускатной кровли, отсутствует, что увеличивает способность крыши выдерживать высокие ветровые нагрузки.

    Полувальмовая датская крыша – вариант четырехскатной вальмовой конструкции. В этом случае монтируется нижняя часть торцевого ската, а под коньком выполняется вертикальный фронтон. Такая конструкция также позволяет отказаться от мансардных окон в кровле и обеспечить естественное освещение помещений под крышей за счет установки полноценного вертикального остекления.

    Шатровая крыша обычно устанавливается на постройках, имеющих одинаковую длину стен (квадратный периметр). Все скаты такой четырехскатной крыши по форме являются одинаковыми равнобедренными треугольниками.

    Четырехскатные крыши эстетично выглядят и обладают отличными функциональными характеристиками. К недостаткам конструкций данного типа можно отнести достаточно высокую сложность расчетов и монтажа стропильной системы.

    Сложности проектирования

    Каркас четырехскатной крыши включает в себя большое количество элементов, каждый из которых имеет свою функцию. Чтобы создать конструкцию, способную выдерживать высокие нагрузки, необходимо выполнить серию сложных вычислений. Даже планируя строительство кровли своими руками, расчет стропильной системы четырехскатной крыши рекомендуется доверить профессиональному архитектору.

    В проекте указывается специализация всех элементов стропильной системы, их точные размеры. Кроме того, полноценный проект, выполненный специалистом, включает подробное описание всех узлов и соединений, благодаря чему значительно упрощается и ускоряется монтаж конструкции. Исполнителям остается приобрести необходимые материалы и подготовить инструменты, после чего можно приступать к возведению крыши.

    Если предполагается выполнить необходимые расчеты самостоятельно, лучшим вариантом станет использование программы для расчета вальмовой крыши. Это позволит избежать критичных ошибок в проектировании.

    Важно не только правильно рассчитать конструкцию, но и максимально точно выполнить разметку. Исправление ошибок, допущенных на данном этапе, потребует значительных финансовых издержек.

    При проектировании каркаса вальмовой крыши в первую очередь следует определиться с углом уклона скатов. Чем больше угол наклона, тем выше расход материалов на строительство кровельной системы. При этом малый угол наклона требует создания более мощного каркаса, так как возрастает снеговая и ветровая нагрузка на крышу. Таким образом, важно определить оптимальные параметры четырехскатной крыши и выполнить соответствующие расчеты. Это позволит возвести внешне привлекательную конструкцию с высокими функциональными характеристиками.

    Составляющими элементами стропильной системы вальмовой и полувальмовой крыши являются:

    • мауэрлат;
    • прогон;
    • опорная доска;
    • затяжки;
    • нарожники;
    • обрешетка;
    • стропила рядовые;
    • стропила диагональные (накосные).

    Разрабатывать план стропил четырехскатной крыши можно самому – при наличии определенного уровня навыков и подготовки. Но в основном такой работой занимается специалист, который сделает схему плана под ваши предпочтения для кровли.

    Виды стропильных систем

    Конструкция вальмовой крыши, как и любой другой, состоит из каркаса и стропильной системы, на которую опирается кровельный пирог. Важно, чтобы нагрузка на кровлю равномерно передавалась на всю конструкцию, а затем на стены и фундамент сооружения. Этого позволяет добиться грамотное проектирование и качественный монтаж.

    При возведении четырехскатной конструкции могут использоваться стропильные системы разных типов. Выбор стропильной системы в первую очередь обусловлен размерами сооружения и наличием в конструкции дома несущих внутренних стен или опор. Различаются висячие и наслонные стропила.

    Висячие стропильные конструкции

    Висячие конструкции опираются на две опоры и не имеют промежуточной поддержки. Обычно опорами служат стены сооружения. Вальмовая система с висячими стропилами работает на изгиб и сжатие. Кроме того, конструкция создает горизонтальное распирающее усилие, передающееся стенам. Чтобы его снизить, применяются так называемые затяжки – деревянные или металлические перемычки, соединяющие стропильные ноги.

    Затяжка может располагаться в основании стропил, в этом случае она исполняет роль балки перекрытия. Данный вариант популярен при возведении чердачной или мансардной крыши. Затяжка может располагаться и выше, но в этом случае ее функция сводится к закрепляющей. Чем выше расположены элементы затяжки, тем прочнее и мощнее должны быть сами балки и крепления всей стропильной системы.

    Системы с наслонными стропилами

    Стропильная система четырехскатной крыши с наслонными стропилами обычно устанавливаются в домах, внутри которых имеется несущая средняя стена либо специально предусмотренные столбчатые опоры. Наслонные стропила нижними торцами опираются на мауэрлат, уложенный по периметру наружных стен здания.

    Средней частью стропила опираются на конструкцию, установленную на средней несущей стене или столбчатых опорах. Элементы наслонной стропильной системы работают подобно балкам – на изгиб. Такая конструкция, в отличие от висячих стропил, имеет суммарно меньший вес и требует меньших затрат на приобретение пиломатериалов. Таким образом, применение наслонных стропил экономически более эффективно. Кроме того, конструкция вальмовой или полувальмовой крыши, выполненная с использованием наслонных стропил, отличается более высокой жесткостью и прочностью.

    На этапе проектирования можно предусмотреть чередование наслонных и висячих ферм. В этом случае висячие стропила монтируются в местах, где отсутствуют промежуточные опоры (т.е., если расстояние между опорами превышает 6 метров).

    Особенности монтажа вальмовой крыши

    Детали крыши вальмового типа образуют сложную стропильную ферму, в основании которой лежат треугольники. Известно, что треугольник является наиболее жесткой геометрической фигурой, и за счет этих свойств обеспечиваются необходимые показатели жесткости всей стропильной конструкции. В качестве ее основных несущих элементов выступают стропильные ноги, установка которых выполняется в соответствии с запроектированным углом наклона кровельных скатов.

    Монтаж стропильной системы четырехскатной крыши начинается с укладки мауэрлата, который позволяет равномерно передавать нагрузку кровельной системы строительным конструкциям и фундаменту здания. Если при возведении двускатной крыши мауэрлат укладывается только на длинные стены, то строительство четырехскатной конструкции требует монтажа мауэрлатных досок или бруса по всему периметру сооружения.

    Стропильные ноги своими торцами опираются на промежуточные прогоны либо подконьковый брус. Данные элементы, расположенные в горизонтальной плоскости, не только позволяют закрепить стропила, но и способствуют равномерной передаче нагрузки на несущие стены благодаря наличию системы стоек. Также немаловажную роль играют скользящие опоры для стропил – за счет их использования кровля надежнее закрепляется на доме и лучше противостоит внешним нагрузкам.

    Чтобы смонтировать коньковый пролет, на балках, уложенных поперек здания, строго вертикально устанавливаются коньковые стойки и закрепляются укосинами. Важно соблюсти высоту расположения конькового пролета, предписанную проектом.

    Диагональные стропила четырехскатной крыши требуется точно замерить: нижняя часть данных стропил должна выступать за край стены на 40-50 см, образуя козырек, защищающий строительные конструкции от попадания осадков. На следующем этапе выполняется установка промежуточных стропил: центральных и угловых.

    Угловые (нарожники) опираются верхней частью на диагональные стропила и имеют различный размер, уменьшаясь по мере приближения к углу здания. Центральные укладываются поверх конькового бруса. Расположение центральных стропильных ног зависит от целого ряда факторов, но в любом случае шаг крепления стропил не должен превышать 2-х метров. Конкретные значения определяются исходя из:

    • выбранного сечения стропильных ног;
    • особенностей монтажа кровельного материала.

    С каждой стороны конькового пролета должно быть смонтировано не менее трех центральных стропил, независимо от длины стены здания.

    Возведение стропильной системы, согласно требованиям СНиП, должно выполняться в соответствии с установленными правилами безопасности!

    Ссылка на основную публикацию