Прежде чем приступить к строительству, важно четко определить, что именно вы собираетесь возводить и как будет выглядеть окончательный результат. Также следует выделить необходимый бюджет и установить примерные сроки выполнения работ.
Как самостоятельно создать чертеж четырехскатной вальмовой крыши и выполнить все необходимые расчеты при проектировании
Четырехскатная крыша добавляет дому солидность и защищает его от негативного воздействия атмосферных осадков. Тем не менее, проектирование и монтаж стропильной системы являются довольно сложными процессами. Для того чтобы построить четырехскатную вальмовую крышу собственными силами, необходимо изучить множество материалов по строительству. Для расчета прочности конструкции и площади скатов потребуется более 100 формул.
Разновидности шатровых крыш:
- Традиционная крыша с четырьмя скатами. Диагональная обрешетка, находящаяся под треугольными фронтонами, опирается на коньковую балку. Свесы крыши выполнены на одинаковом уровне. В проекциях они представляют собой равнобедренные треугольники и трапеции.
- Крыша, состоящая из четырех скатов. Конструкция напоминает правильную пирамиду с квадратным основанием. Диагональные балки соединяются в одной точке, при этом коньковая балка отсутствует. Фронтон состоит из четырех треугольных элементов. Шатровая двускатная крыша строится на равноценных стенах здания. Нагрузки от крыши, дождя и ветра распределяются между диагональными и центральными несущими балками. Процесс расчета, возведения и сборки такой конструкции является довольно сложным.
- Полушатровая крыша. Существует два типа этой кровли: датская и голландская. В первом варианте два склона, расположенных над входом и позади него, формируют сложные шестиугольные или восьмиугольные конструкции. Долины по бокам имеют обрезанные верхние части и поддерживаются небольшими фронтонами.
Голландская полушатровая крыша оказывается более функциональной по сравнению с датской, так как под ней располагается полноценный чердак. Крыша наклоняется с двух сторон, в отличие от четырех. Склоны имеют различную высоту и в нижней части украшены долинами. Голландские крышу с окнами и мансардами выделяются своей эстетикой и привлекательностью.
Существует также вариант шатровых крыш, состоящих из четырех скатов. Такие крыши обладают разнообразной геометрической формой и могут расходиться под углами от 10 до 60 градусов. Многие исторические дворцы и особняки имеют шатровые крыши. Эта конструкция дает возможность использовать чердак как жилое пространство. Тем не менее, разработка, расчет и возведение шатровой крыши представляют собой непростую задачу.
Чертеж стропильной системы конструкции
Процесс проектирования шатровой крыши с четырьмя скатами следует начинать с создания эскиза фасада и распределения балок каркасной системы на плане участка. Необходимо обозначить несущие стены, которые должны опираться на концы балок. Установите расстояние в пределах 0,6 — 1 м от края стены здания в масштабе чертежа. Полученный контур будет представлять собой выступ, который защищает фасад от атмосферных осадков.
Для того чтобы самостоятельно разработать план крыши, важно понимать основные термины, применяемые проектировщиками и архитекторами. Ознакомьтесь с ключевыми элементами стропильной системы четырехскатной крыши:
- Конёк — это брус сечением 50×150 мм, на который монтируются стропила. Он находится в центре двух трапециевидных груд.
- Диагональная балка — это элемент, который поддерживает бедро крыши. В некоторых источниках ее также обозначают как диагональную скобу. Верхняя часть диагональной скобы опирается на один конец коньковой балки.
- Центральные промежуточные балки. В двускатной крыше их обычно четыре. Эти балки сходятся в центральной части конструкции и образуют крест.
- Стропила — это короткие деревянные элементы, которые служат для поддержки всей конструкции крыши.
- Промежуточные стропила представляют собой балки, формирующие плоскость трапециевидных скатов в конструкции шатровой крыши с четырьмя скатами.
Кровельные материалы укладываются в желоба, которые крепятся к балкам под углом 90 градусов. Для шиферной и металлической кровли применяется тонкая обрешетка, где доски располагаются на расстоянии нескольких сантиметров друг от друга. В случае других кровельных покрытий обрешетка выполняется сплошной.
Несущая конструкция вальмовой крыши включает в себя следующие элементы:
- Хребет. В этом элементе используются определенные компоненты. Коньковые опоры могут быть убраны, если требуется освободить пространство под вальмовой крышей.
- Конек — важный элемент стропильной системы, который также функционирует как перекрывающая балка.
- Пересечение. Это деревянный элемент, предназначенный для создания свеса, когда длина балок оказывается недостаточной.
- Ветровая планка. Этот элемент обеспечивает высокую устойчивость крыши к неблагоприятным погодным условиям. Ветровая обрешетка соединяет несколько балок в одной наклонной плоскости.
- Обрешетка стены служит основой для установки балочной системы. Она используется для соединения стропильной фермы крыши со стенами здания. Мауэрлат представляет собой брус размером 100х100 или 150х150 мм.
- Спар. Данный конструктивный элемент применяется для усиления основной несущей конструкции. Подвесная линия крепится по углам к стеновым балкам и диагональным элементам.
- Частичные рамки. Эти элементы располагаются под определённым углом относительно основных балок.
Расстояние между балками и обрешеткой на плане называется обрешеткой. Это значение определяется с помощью специализированных формул. Оно зависит от массы элементов крыши, максимально возможного количества осадков в районе расположения здания и силы ветра. Также нужно учитывать высоту конька, угол наклона балок и их длину. Наиболее сложный расчет требует проектирование вальмовой крыши.
Наиболее распространенные методы крепления деревянных балок включают использование пластин и уголков. Менее часто применяются соединительная проволока, саморезы и скобы. Чтобы избежать деформации деревянных балок из-за усадки, важно выбрать систему скольжения для угловых соединений.
Расчет угла наклона скатов и длины стропил
Угол наклона крыши следует определять с учётом климатических характеристик региона, в котором проходит строительство. В зонах с сильными порывами ветра предпочтительно устанавливать шатровую крышу без софитов под углом от 15 до 25 градусов. Также важно учитывать рекомендации производителей кровельных материалов, так как для разных типов крыш предусмотрены минимальные углы наклона относительно горизонтальной поверхности земли.
Высота конька должна вычисляться с помощью тригонометрических формул, относящихся к прямоугольным треугольникам. В некоторых ситуациях сначала необходимо выбрать на плане приемлемый вариант верхней части крыши с четырьмя вальмовыми скатами, а уже затем произвести расчет угла, под которым будут размещены фронтоны. В этой формуле a обозначает высоту конька, а b — половину ширины объекта в плане. Рекомендуется использовать таблицы Брадиса для определения тангенса (tg) и котангенса (ctg) для вычисления угла наклона или высоты конька, используя значения a и b.
Определите длину балки L, используя концовые точки, наивысшую точку крыши или угол наклона согласно двум формулами. Если известна высота хребта: L=L1+L2.
Короче расстояние указывается с помощью длинных линий.
Все виды квадратных кровель обладают привлекательным дизайном и давно завоевали популярность за границей. В последние годы они становятся все более востребованными и в России.
Дизайн и преимущества
Четырехскатная крыша, также именуемая равнобедренной, включает четыре наклонные поверхности, фронтоны и прямоугольное основание. Из них две боковые стороны имеют трапециевидную форму, а торцевые фронтоны треугольные и располагаются там, где на скатной крыше традиционно находятся фронтоны. В этих фронтонах установлены дормеры или окна-эркеры, что придает этому типу крыши еще большую выразительность.
Люди, желающие самостоятельно возвести четырехскатную крышу, выделяют несколько ключевых преимуществ данного варианта:
- Отсутствие фронтона делает четырехскатную крышу более устойчивой к сильным ветровым порывам, что является значительным плюсом в условиях бурного климата.
- Увеличенное количество скатов способствует эффективному стоку дождевой воды, талого снега и прочих осадков с поверхности крыши. По этой причине вы редко увидите дома с четырьмя карнизами и снегозадержателями.
- Возможность организации просторного чердака, что крайне важно для владельцев, заинтересованных в рациональном использовании полезной площади.
Разработка проекта
Перед тем как приступить к строительству, крайне важно составить детальный план и чертежи, чтобы свести к минимуму вероятность ошибок во время монтажа. После того как определены длина и ширина здания, необходимо провести следующие расчеты:
- Мауэрлат. Это массивная балка с поперечным сечением 150х150 мм или 100х100 мм, предназначенная для равномерного распределения нагрузки крыши по периметру здания. Если у вас крыша с четырьмя скатами, необходимо установить четыре опорные балки. В случае, если дом выполнен из древесины, стена рассматривается как верхняя часть ствола дерева или деревянная балка. Для зданий из кирпича или силикатной глины нужно крепить железобетонный пояс к стенам, в который встраиваются длинные металлические дюбели, предназначенные для удержания кладки стен.
- Хребтовая обрешетка. Это брус, к которому прикрепляются верхние части балок и который формирует самую высокую точку крыши. При конструкции четырехскатной крыши конёк оказывается короче поверхности крыши из-за использования вальмовых элементов.
- Стропила представляют собой деревянные элементы с сечением 50х150 мм или 100х150 мм, которые формируют профиль скатов крыши. В конструкции стропильной системы четырехскатной крыши задействуются три категории балок: косые (диагональные), линейные и тополиные. Внутренние балки располагаются на трапециевидных откосах. Прямые балки обычно имеют большую длину по сравнению с обрешеткой, что приводит к более высокому уровню нагрузки на них, поэтому для их изготовления используется древесина большей толщины. Верхушки балок опираются на фронтон, а нижняя часть — на угол срезной балки. Верхние стропила или полустропильные ноги поддерживаются диагональными стропилами и каменщицкими скобами, образуя пальцевое соединение.
- Нагрузки от снега и ветра,
- ветровые нагрузки, снеговые нагрузки, погодные условия, а также тип кровельного материала,
- Эстетические характеристики здания.
- длина основания,
- ширина основания,
- длина и ширина крыши, ширина ската,
- длина торцевого карниза,
- длина боковых свесов,
- угол наклона стропил.
-
- Прикрепите брус к стенам и соедините его с помощью специальных дюбелей. Эти дюбели устанавливаются на этапе строительства стен, в то время как деревянная конструкция поддерживается с верхней ступени.
- Гидроизоляция осуществляется при помощи битумного листа, который укладывается между стропилами и стенами.
- Облицовка монтируется на стены несущей перегородки, а сверху устанавливаются опорные столбы. В случаях отсутствия внутренних перегородок опоры ставятся на усиленные балки перекрытия.
- Для перекрытия пола используются доски размером 50 × 200 мм, а балки изготавливаются из досок размером 100 × 200 мм или из двух досок, на которые устанавливаются колонны, поскольку они выдерживают более значительные нагрузки.
- Опоры располагаются на балках перекрытия или лесах, выравниваются по отвесу или уровню воды и затем временно фиксируются дощатыми опорами.
- Опоры фиксируются к облицовке или перекрытию с использованием металлических уголков либо зажимов. В случае шатровой крыши кронштейны размещаются в линию по центру. Максимальное расстояние между ними не должно превышать двух метров. Для скатной крыши кронштейны необходимо устанавливать по диагонали от угла на одинаковом расстоянии. Высота вертикальных стоек определяется особенностями конструкции крыши.
- На стойки монтируется обрешетка. В базовой конструкции вальмовой крыши коньковая обрешетка представляет собой систему, которая устанавливается на стойки и формирует коньковую часть крыши. В конструкции скатной крыши обрешетка укладывается прямоугольным способом на стойки и фиксируется саморезами по углам.
- Нанесите отметку верхней части на детали и аккуратно отпилите ее.
- Разместите элемент на хребтовой балке и отметьте нижний паз, который будет упираться в разделочную доску.
- Закрепите шаблон на коньковой обрешетке в местах, где будут ставиться боковые стропила, чтобы он точно соответствовал каждому из них.
- Установите балки согласно созданному шаблону и отметьте их положения. Уложите готовые балки на коньковую доску и жесткую опору и надежно зафиксируйте их.
- Балки расположены на расстоянии, равном расстоянию между ними. Они поддерживаются диагональными элементами сверху и каменной кладкой снизу. Не рекомендуется использовать толстые доски, так как они не смогут выдержать значительную нагрузку.
- Ножницы представляют собой вертикальные опоры, предназначенные для перераспределения нагрузки в нижней части диагональных балок. Эти опоры устанавливаются аналогично коньковым опорам.
- Элементы встраиваются в балки перекрытия или стропила на уровне земли, а также в стропила под углом 45 градусов к горизонту сверху.
- Внешние балки, выполненные в форме сдвоенных конструкций.
- Сдвоенные балки также устанавливаются как две соединенные балки. Нижняя часть толкающей скобы опирается на основную балку или столб. Соединения, укрепленные гвоздями, дополнительно усиливаются обрезками досок.
- Ламинированные покрытия (включая Ондулин),
- Алюминий (в том числе алюминизированный песок, также известный как песчаник), сланец,
- Материалы могут быть изготовлены из различных компонентов, включая песчаник (в число которых входят алюминит, гранит, шифер, плитняк и т.д.),
- Гофрокартон,
- Асбестоцементные или металлические панели.
- болторез,
- ножовка,
- электродрель,
- отвертка,
- строгальный станок,
- топор,
- молоток,
- плоскогубцы,
- долото,
- секаторный нож,
- ножницы,
- строительный или мебельный степлер,
- кисть и валик,
- спиртовой уровень,
- рулетка,
- металлическая линейка,
- угловой элемент.
- Стойки — вертикальные балки, которые поддерживают конструкцию и обеспечивают ее необходимую высоту.
- Фермы — угловые элементы, предназначенные для поддержки коротких фронтонных балок.
- Конёк — деревянная ферма, выполняющая функции поддержки для балок и устанавливаемая на внутренних стенах или крыше.
- Валки и тяги — горизонтальные брусья, которые соединяют стропила в верхней и нижней части соответственно.
- Консоли — наклонные стойки, используемые для укрепления столбов, что повышает общую прочность конструкции.
- Свесы — доски, образующие выступы конструкции.
Расчет угла наклона
Определение угла наклона крыши осуществляется с учетом трех основных факторов: нагрузки от ветра, количества осадков и выбранного кровельного материала. В регионах, где часто наблюдаются сильные порывы ветра, рекомендуется устанавливать угол наклона, не превышающий 30 градусов, чтобы минимизировать подъемную силу. С другой стороны, в зонах с высоким уровнем осадков следует выбирать более крутой уклон, начиная с 60 градусов, чтобы избежать накопления воды и снега на крыше. В умеренных климатических условиях, таких как средняя полоса России, целесообразно использовать четырехскатную крышу с углом наклона в диапазоне 40-50 градусов. Для каждого вида кровельного материала необходимо рассчитать минимально допустимые углы наклона, которые представлены в справочной таблице и требуют проверки.
Компоненты стропильной системы
Для того чтобы освоить процесс строительства четырехскатной крыши, необходимо разобраться в составе несущей конструкции. Эта система включает в себя все ключевые элементы, формирующие каркас, на который потом укладывается кровельный материал. Основные составляющие включают:
Для обеспечения надежности соединений концы деревянных элементов скрепляются фермой. В зоне соединения на концах производится надрез глубиной 25-30 см.
Угол наклона вальмовой крыши
На значение данного параметра оказывают влияние несколько факторов:
В условиях обильных осадков зимой угол наклона склонов крыши должен быть максимально выраженным. В сильный ветер рекомендуется опустить край вальмовой крыши. Также важно придерживаться установленных максимальных и минимальных углов наклона для кровельного материала, чтобы не нарушить его функциональные свойства и эксплуатационные характеристики. Например, для шифера оптимальные значения угла наклона составляют от 15 до 65 градусов. Игнорирование этих рекомендаций может привести к проникновению влаги в стыки кровельных мембран.
Если чердак используется как жилое пространство, необходимо определить высоту крыши с учетом практических аспектов. Угол наклона крыши может варьироваться от 1,9 до 2,1 метра. Тем не менее, крыши с меньшим наклоном являются более экономичными, так как требуют меньшего объема материалов.
С точки зрения эстетики, крыша с уклоном, равным половине высоты первого этажа, выглядит более привлекательно.
Расчет стропильной системы вальмовой крыши
В эпоху современных технологий вы можете вычислить необходимый материал для вальмовой кровли онлайн. Для этого вам потребуется знать следующие параметры:
На итоговые расчеты могут оказывать влияние такие параметры, как нагрузки от ветра и снега, качество используемой древесины, высота конька строения и ряд других факторов. В настоящее время с помощью онлайн-ресурсов можно без специальных знаний оценить примерные потребности в материалах для вальмовой кровли, а также сопутствующие расходы. Тем не менее, только квалифицированные специалисты должны выполнять необходимые расчеты.
Проектирование вальмовой крыши целесообразно доверить профессионалам. Даже незначительные ошибки в расчетах могут серьезно сказаться на прочности и долговечности крыши.
Установка стропильной системы традиционной вальмовой крыши
Из-за меньшего числа квадратных крыш по сравнению с прямоугольными, четырехскатные крыши часто возводятся в классическом стиле. Стропила необходимо изготавливать исключительно из высококачественной древесины, которая была сушена в печи. Процесс постройки можно разбить на несколько этапов.
Потолок
После возведения стен и заливки арматурного слоя, специалисты создают по периметру специальное углубление для укладки балок перекрытия. На эту конструкцию устанавливаются балки крыши. Обязательно нужно разместить несколько слоев гидроизоляции между древесной частью и стенами.
В том случае, если производители не обеспечили наличие углублений, балки перекрытия размещаются непосредственно на стеновой рейке, монтаж которой описан в дальнейшем. Расстояние между панелями определяется параметрами теплоизоляции. Для усиления жесткости пола рекомендуется прибивать деревянные перемычки между балками.
Гвозди следует вбивать в древесину под определённым углом, иначе существует риск появления трещин.
Укладка основного бруса
Процесс сборки деревянного каркаса начинается с установки обрешетки для стен, представляющей собой брус большого фанерного сечения (например, 100х100 или 100х150 мм), который фиксируется по всему периметру строения. Стыки на каждой секции перекрываются согласно схемам, представленным на рисунке.
Брус монтируется на гидроизоляционный материал, обычно это рубероид.
При возведении стен из кирпича или газобетона перед установкой Mauerol необходимо предварительно залить железобетонную плиту. В эту плиту на расстоянии 10-12 см монтируются металлические дюбели, которые будут использованы для крепления балок.
Диаметр используемых крепежных элементов должен составлять примерно 1 см. Длина таких элементов определяется в зависимости от поперечного сечения древесины.
Установка вертикальных стоек и коньковой балки
Одним из ключевых этапов возведения балочной конструкции является корректировка положения обрешетки. Она должна находиться точно в центре здания. Для этого специалисты используют диагонали, натягивая струну, и многократно измеряют расстояние от стен до зажимов.
Опоры для коньковой конструкции следует устанавливать на расстоянии примерно 3-4 метра, в зависимости от длины постройки. Временно зафиксируйте направляющие скобы для их удержания в вертикальном положении. Соедините вертикальные опоры с горизонтальной балкой, используя прямые соединители или прогоны. Убедитесь в правильности положения обрешётки при помощи уровня.
Закрепление боковых наклонных элементов
Прежде чем установить боковые балки, отметьте места крепления на хребтовой балке. Расстояние между элементами обычно составляет от 50 до 150 сантиметров. Их верхние окончания крепятся аналогично креплению для скатной крыши. Балки обрезаются под углом 45 градусов и соединяются на концах коньковой балки. Все фигурные элементы верхней части балочной системы крыши крепятся и усиливаются с помощью металлических или деревянных пластин.
Собранные нагрузки нужно суммировать и умножить на площадь, подверженную воздействию балки. Для вычисления линейно распределенной нагрузки по длине балки, разделите итоговую величину всей нагрузки на длину этого элемента.
Создание четырехскатной крыши для дома своими руками: Обзор и Пошаговая инструкция +Видео
Мы уверены, что эта информация окажется для вас настоящей находкой и будет полезной! Если вы планируете возведение собственного дома, важно понимать, что потребуется для этого, из каких элементов он состоит, какие материалы будут необходимы и какова их стоимость. Прежде чем приступить к строительству, необходимо тщательно разработать проект дома и обозначить все характеристики. Особое внимание стоит уделить одной из ключевых частей конструкции — четырехскатной крыше и ее стропильной системой.
Существуют множество видов крыш, и одной из самых привлекательных и долговечных является четырехскатная крыша.
Такая конструкция отличается высокой устойчивостью к сильным ветрам, снеговым нагрузкам и обильным осадкам. Четырехскатная крыша может иметь как простую форму, так и включать в себя различные архитектурные элементы.
В отличие от двускатной модели, скатная крыша имеет другую форму и конструктивные особенности. Хотя четырехскатная крыша предполагает более сложное строение, ее можно создать самостоятельно для небольших сооружений.
Шатровая крыша обладает как трапециевидными, так и треугольными углами наклона.
Полувальмовая крыша отличается двумя трапециевидными скатами и двумя ендовами. Эта конструкция позволяет установить в мансарде большие окна.
Односкатная крыша имеет отличия от шатровой конструкции.
Сложная крыша с четырьмя скатами включает мансардные и ендовые окна.
Четырехскатная крыша включает все элементы, присущие скатной крыше, однако для ее строительства необходимы дополнительные детали из-за сложности конструкции.
Компоненты четырехскатной крыши:
Стеновая обрешетка представляет собой деревянную конструкцию, которая устанавливается на основные стены.
Обрешетка состоит из несущих брусьев, которые располагаются с внутренней стороны и укладываются на опорные стены.
Джойсы — это косые элементы или боковые стропила, которые обеспечивают дополнительную поддержку.
Балки и нагели служат опорами, на которые опираются основные балки.
Коньковая балка является горизонтальной опорой для перекрывающих балок в верхней части крыши.
Балки и тяги формируют горизонтальные элементы, соединяющие боковые балки.
Балки — это конструкции, установленные на диагональные элементы.
Ветровые и толкающие скобы представляют собой элементы, которые значительно усиливают конструкцию крыши.
Свесы – это элементы, формирующие необходимый свес крыши.
Конструкция крыши определяет материалы и детали, которые могут быть использованы в строительстве, такие как карнизы над окнами, козырьки и обрешетка.
Перед началом строительства крайне важно произвести расчеты необходимого материала, определить размеры и форму крыши, а также разработать детальный проект.
Технология возведения
Чтобы равномерно распределить нагрузку от несущей системы и внешних факторов по основным стенам, устанавливаются стеновые обрешетки и прогоны.
Для этих целей чаще всего применяются балки с сечением 100×150 мм или 150×120 мм, а в некоторых случаях могут использоваться железобетонные балки.
Монтаж стропильной группы и обрешетки
В традиционной скатной крыше боковые стропила размещаются аналогично стропилам, используемым в классической конструкции.»
Необходимо положить доску, ширина которой равна ширине бруса (150 мм), на коньковую балку в области расположения торцевых стоек и изготовить подходящий шаблон.
Для создания диагональных балок используются две деревянные доски, объединенные между собой, поскольку они должны выдерживать значительные нагрузки. Изготовление диагональных балок осуществляется по вышеописанному методу.
Выемки в досках для диагональных балок необходимо выполнять под углом 45 градусов к плоскости досок, так как нижняя часть опирается на угол сваи, а верхняя — на металлическую скобу. Промежутки между диагоналями в прокатных балках должны заполняться дополнительными балками.
Определение потребности в балках основывается на угле наклона и высоте крыши (угол наклона). Длина каждой балки вычисляется по формуле L=h/sinA. Для балок необходимо использовать древесину высокого качества с остаточной влажностью не более 20 %.
Четырехскатная крыша своими руками: обзор конструкций + инструктаж по строительству
Классическая четырехскатная крыша по-прежнему не особенно популярна в российских регионах и вызывает ассоциации с экзотическим образом жизни. Поэтому её обычно возводят с целью придать архитектурному облику дома уникальность с точки зрения стиля и визуального восприятия, чтобы он выделялся на фоне однообразных стандартных построек.
Кроме того, на практике, четырехскатная крыша, выполненная своими руками с учетом всех правил строительного искусства, обладает множеством преимуществ, особенно для суровых климатических условий России. Давайте разберемся подробнее?
Содержание
Четырехскатная крыша состоит из скатов, которые формируют равнобедренные треугольники и сходятся в одной верхней точке. Если данная конструкция имеет квадратную форму при взгляде сверху, её называют скатной крышей.
Если конструкция не является квадратной и имеет прямоугольную форму, то это вальмовая крыша. Она получила свое интересное название благодаря наклонным скатам.
Голландская крыша: традиция четырех скатов
Голландская или шатровая крыша рассматривается как классический тип, который отличается высокой устойчивостью к воздействию ветра и накоплению снега.
Стандартная шатровая крыша характеризуется двумя трапециевидными скатами на длинных сторонах и равным числом треугольных скатов на коротких сторонах. В отличие от обычной скатной крыши, эта форма считается более привлекательной с эстетической точки зрения современными архитекторами.
Шатровая крыша имеет четыре диагональные фермы — опорные балки, которые идут от вершин скатов к верхним углам здания.
Шатровые крыши делятся на два типа: с обрезанными только верхними краями фронтона или с обрезанными нижними краями. Таким образом, шатровая крыша может иметь форму треугольника или трапеции и называется датской или голландской шатровой крышей.
Полувальмовая голландская крыша: особая устойчивость
Голландская вальмовая крыша сочетает в себе характеристики двускатной и четырехскатной кровли. Ее отличие от классического варианта заключается в усеченных карнизах и треугольных торцевых фронтонах. По установленным нормам, длина двускатной крыши должна составлять от 1,5 до 3 раз меньше длины трапециевидных краев скатов.
Главное преимущество такой конструкции – возможность установки вертикального окна. Кроме того, отсутствие крутых свесов, как у двускатных крыш, позволяет крыше лучше справляться с экстремальными ветровыми нагрузками.
Полувальмовая датская крыша: европейские традиции
Датская скатная крыша представляет собой разновидность обычной скатной конструкции. В данной модели фиксируется только нижняя секция торцевого фронтона, а под коньком формируется небольшой вертикальный фронтон.
Одним из основных достоинств этого типа крыши является отсутствие сложностей с герметизацией мансардных окон. Это позволяет обеспечить естественное освещение в мансарде благодаря установке полного вертикального остекления, что в настоящее время пользуется большой популярностью.
Шатровая крыша: идеальные пропорции
Скатная крыша чаще всего используется на сооружениях с равными стенами, создающими квадратное основание. Этот тип крыши, состоящий из четырёх скатов, имеет каждый из них в форме равнобедренного треугольника. Это можно назвать идеалом для кровельщиков и настоящим испытанием для строителей.
На самом деле, схема классической скатной крыши более сложна, чем у вальмовой, так как все балки должны соединяться в одной центральной точке:
Конструкция стропильной системы крыши с четырьмя скатами
Представляем простой пример устройства стандартной вальмовой крыши для маленького загородного дома:
Этап І. Планирование и проектирование
Перед возведением четырехскатной крыши следует тщательно продумать все нюансы, включая даже самые незначительные аспекты. Очень важно, чтобы вы строили даже самую простую конструкцию крыши с четырьмя скатами, руководствуясь заранее подготовленным планом. Дело в том, что на типичной двускатной крыше недостатки и несовпадения почти не заметны, однако если при строительстве аналогичной вальмовой или двускатной крыши произойдет ошибка, то диагональные стропила могут не совпасть на макушке, и исправить такую проблему будет крайне затруднительно.
Таким образом, если у вас есть доступ к специализированным программам, вы можете создать трехмерную модель вашей будущей крыши в них. В противном случае вам придется сделать детализированный чертеж, и будет замечательно, если в этом процессе вам окажет помощь профессионал. Каждый элемент данной конструкции должен быть тщательно спланирован до мельчайших подробностей!
Замечу, что в современном дизайне популярны не только крыши, но и их различные функциональные элементы;
Этап ІІ. Заготовка конструктивных элементов
Если у вас уже есть проект крыши или вы самостоятельно разработали его и уверены в качестве вашего замысла, настало время подготовить необходимые элементы для стропильной системы. Для начала важно узнать, как правильно называть эти компоненты.
Прежде чем приступать к строительству крыши с четырьмя скатами, необходимо уделить внимание обрешетке стен. Это конструктивный элемент в виде балки квадратного или прямоугольного сечения, которая располагается поверх стен по всему периметру здания. Она служит опорой для несущих балок и помогает равномерно распределять вес всей крыши между стенами и фундаментом. Оптимальным вариантом будет использование доски размером 15 x 10 см в качестве настила.
Следующим этапом является установка стропил — важнейшего элемента, который устанавливает угол наклона кровли. Обычные стропила изготавливаются из древесных досок размером 50 x 150 мм, а диагональные стропила создаются из досок размером 100 x 150 мм.
Вам понадобятся тяги, главный функционал которых заключается в том, чтобы предотвращать смещение балок. Для этого вы изготавливаете тяги и соединяете их с нижними концами. В качестве основного материала используются доски размером 50×150 мм.
На верхней части конструкции соедините диагональные балки со стандартными и закрепите их к коньку. Для этой цели используйте брус с размерами 150 x 100 мм.
В центре двух противоположных сторон необходимо установить поперечную балку — обрешетку — для обеспечения устойчивости стоек, которые в свою очередь поддерживают коньковую клетку. В этом случае подойдет деревянный брус размером 100х100 мм или 100х150 мм.
Уголки выполняют функцию поддержки стоек и предотвращают их перемещение. Для этого рекомендуется использовать тот же материал, что и для обрешетки.
Карнизные и фронтонные свесы играют важную роль в отводе влаги от стен жилого дома. Эти элементы являются завершающими компонентами крыши и задают её финальный облик. Длина свесов должна составлять не менее 25-30 см, однако зачастую она варьируется от 45 до 70 см.
Угол наклона скатов и высота крыши
Угол наклона скатной крыши определяется исходя из снеговых и ветровых нагрузок, характерных для вашего региона. При увеличении снеговой нагрузки гребень обязательно следует поднимать, чтобы сделать склон более крутым и предотвратить накопление большого объема снега. В то же время, если в вашем районе преобладают сильные ветры, конёк следует опустить, чтобы уменьшить площадь фронтона и тем самым снизить ветровую нагрузку.
При определении угла наклона крыши необходимо принимать во внимание как эстетические, так и практические аспекты. Эстетическая часть вопроса заключается в том, что строение должно гармонично вписываться в окружающую среду. Наиболее эффектно оно выглядит, если высота крыши составляет от 0,5 до 0,8 высоты первого этажа (или единственного).
Один из возможных вариантов стропильной конструкции для полураскрытой крыши.
Практические соображения могут быть различными. Во-первых, если под крышей предполагается обустроить жилое пространство, важно учесть площадь, которую удобно использовать. Комната с высотой потолка не менее 1,9 м считается достаточно комфортной. Однако это утверждение справедливо для людей среднего роста. Если ваш рост превышает 175 см, то стоит увеличить высоту потолка.
С другой стороны, чем выше крыша, тем больше строительных материалов потребуется для ее возведения. Это второй важный практический момент, который необходимо учитывать.
Кроме того, стоит обратить внимание на такой аспект: каждый тип кровельных материалов имеет свои минимальные и максимальные углы наклона, при которых они могут эффективно функционировать. Если у вас есть определенные предпочтения в выборе кровельного материала, этот фактор также следует учесть. Он влияет на то, на какую высоту необходимо поднять стропильную систему четырехскатной крыши относительно стен.
Стропильная система четырехскатной крыши с вальмами
Четырехскатная крыша часто представляет собой вальмовую конструкцию. Начнем с того, что основная часть стропильной системы аналогична той, что применяется в скатной кровле. Эта система может быть выполнена как с седловыми балками, так и с подвесными балками. Подвесные балки могут собираться «на месте» — непосредственно на крыше, для чего достаточно двух человек. Если же говорить о треугольных фермах, их можно собирать на земле, а затем подниматься и устанавливать на нужной высоте. Такой подход снижает необходимость работы на высоте, однако для подъема и установки таких сборных ферм потребуется либо специализированное оборудование (например, кран), либо команда из четырех и более работников.
Стропильная конструкция вальмовой крыши с консольными балками
Ключевые отличия в стропильной конструкции вальмовой крыши проявляются в участках, где фермы имеют укороченную длину (полувальмовые фермы), создавая вальм — треугольные хорды. На этих элементах монтируются диагональные балки, которые также известны как тиги. Они прикрепляются к внешним или внутренним углам здания и характеризуются большей длиной по сравнению с обычными балками. Диагональные балки требуют повышенного внимания, так как на них воздействует нагрузка, которая в полтора раза превышает нагрузку на соседние балки. В связи с этим, диагональные балки усиливаются путем скрепления двух досок с использованием гвоздей. Для дополнительной поддержки диагональных балок устанавливаются дополнительные элементы конструкции, называемые прогонами.
Конструкция крыши с четырьмя скатами: Вальмовая крыша
Одной из замечательных особенностей вальмовой системы является то, что обрешетка размещается по всему периметру здания, а не только на длинных гранях каркаса. Это объясняется тем, что балки опираются по всему краю, а не лишь с двух сторон, как это имеет место в случае скатной крыши.
Стеновая обрешетка представляет собой важный элемент кровельного покрытия здания. Это может быть брус или блок, устанавливаемый вдоль внешней стены по всему периметру. Она выполняет функцию нижней внешней опоры для стропил.
Диагональные стропила
Как уже упоминалось, диагональные балки подвержены значительным нагрузкам: они выполняют функцию поддержки для более коротких боковых фронтонных и коньковых балок. Длина диагональных балок вальмовой крыши чаще всего превышает обычные параметры бруса, составляя свыше 6 метров. По этой причине их соединяют с помощью сварки или стыковых соединений. Такой подход позволяет решить сразу две задачи: мы получаем балки необходимой длины и увеличиваем их несущую способность. Две соединенные доски способны выдерживать большую нагрузку, чем одна цельная балка того же сечения. Кроме того, балки, выполненные со стыковыми соединениями, изготавливаются из того же материала, что и стандартные балки, что делает их более экономичными и избавляет от необходимости искать специальные компоненты.
Как соединить балки на лодке
При использовании боковых стропил обычно устанавливаются диагональные стропила, которые фиксируются с помощью скользящих лонжеронов и/или обрешетки.
Датская полувальмовая крыша
Система крыши в датском стиле с четырьмя наклонами отличается от традиционной вальмовой конструкции. В этом варианте конструкция лонжерона предполагает установку опорной доски, которая должна быть толщиной не менее 5 см, на определенном расстоянии от конька. К этой опорной доске крепятся двойные диагональные стропила. Вы можете сами определить, на каком уровне разместить эту доску. Тем не менее, следует помнить, что чем ниже расположена доска, тем меньше угол наклона крыши, что может негативно сказаться на ее водоотводе. Если фронтон значительных размеров, необходимо тщательно рассчитать нагрузку и скорректировать толщину используемых балок.
С другой стороны, низкое положение опорной доски позволяет создать довольно просторное горизонтальное окно. Это особенно удобно в случаях, когда жильё находится под вальмовой крышей.
Для того чтобы прибойна (доска, соединяющая две противоположные балки) не прогибалась под действием вертикальных нагрузок, устанавливают коротыш — небольшой отрезок той же доски, прикрепленный к столбу, поддерживающему коньковую балку. Аналогичные упоры размещаются по краям фланца и надежно фиксируются с помощью коротких гвоздей (шаг укладки составляет 5-10 см с смещением).
Опорная система для четырехскатной крыши: датская скатная крыша
При таком устройстве важно усилить места соединения складных балок, поскольку нагрузка от них передается на концевую пару балок. Существуют два типа армирования:
Если дом имеет прямоугольную форму и конёк не слишком широкий, можно выбрать установку толкающих скоб или соорудить внешние балки из сдвоенных элементов. В противном случае датская система балки крыши монтируется точно так же, как было описано выше.
Голландская вальмовая крыша представляет собой конструкцию, которая сочетает характеристики как двускатной, так и четырехскатной кровли. В отличие от традиционного варианта, она имеет усеченные карнизы и треугольные торцевые фронтоны. Согласно строительным нормам, длина двускатной части крыши должна составлять от 1,5 до 3 раз меньшую величину по сравнению с длиной трапециевидных краев ската.
Подготовительный этап
После завершения проектирования и составления планов для четырехскатной кровли, начинается процесс подготовки к ее установке. На данном этапе необходимо тщательно выбрать подходящие материалы, убедиться в их качестве и подготовить нужные инструменты.
Прежде чем приступить к покупке основных и вспомогательных материалов, следует произвести расчеты их необходимого количества, так как закупка должна быть выполнена на весь объем строительства, избегая при этом чрезмерного запаса.
При проектировании балочной системы необходимо тщательно подбирать деревянные материалы. Оптимальными вариантами являются доски, балки и бревна, изготовленные из хвойных пород деревьев. Ларнака проявляет высокую прочность и стойкость к гниению. В случае наличия достаточного бюджета, допустимо использовать дуб.
Определение потребности в балках базируется на угле наклона и высоте крыши. Длина каждой балки вычисляется по формуле L = h / sinA. Для изготовления балок необходимо использовать качественную древесину с остаточной влажностью не более 20%.
Выбор материала для кровли зависит от финансовых возможностей, размеров строения и общего стиля. Возможные варианты включают:
Для выполнения гидроизоляционных работ чаще всего применяются битумная мастика, рубероидные листы или полимерные мембраны. В качестве теплоизоляции наиболее распространены минеральная вата и пенополистирол.
Необходимость в этих строительных материалах определяется в соответствии с площадью крыши, принимая во внимание нахлест отдельных элементов и неизбежные потери материалов.
Необходимые инструменты
Перед началом основных работ следует подготовить следующие инструменты:
Для выполнения масштабных работ рекомендуется использовать циркулярную пилу.
Конструкция стропильной системы
Стропильная система с крепежными элементами является основой для четырехскатной крыши. Однако остальные компоненты конструкции также имеют большое значение для обеспечения необходимой прочности и надежности.
Опорная балка
Для надежного соединения балок с несущими стенами и равномерного распределения нагрузки устанавливают кладочную сетку, представляющую собой брус или балку, закрепленную по верхнему периметру стен здания.
В основном применяется деревянный брус с размерами 10х10, 10х15 либо 15х15 см. Его необходимо монтировать горизонтально, создавая тем самым непрерывную несущую конструкцию.
Накосные ноги
На месте соединения больших и малых скатов четырехскатной крыши с обеих сторон здания устанавливаются наклонные балки. Эти балки имеют большую длину по сравнению с другими, формирующими углы крыши.
Нагрузка на эти элементы также значительно выше. Для изготовления опорных участков обычно применяются двускатные доски. Их стандартные размеры составляют 10×15 или 10×20 см.
Коньковая балка
В конструкциях шатровых крыш балки соединяются при помощи элемента, известного как коньковая балка или верхний настил. Этот элемент обеспечивает жесткость всей стропильной системы и служит верхней опорой для стропил.
Конструкции со скатными крышами не имеют данного элемента. Наиболее часто используемым материалом для коньковой балки является брус с размерами 10х10 см.
Схема устройства несущей конструкции
Стропила составляют фундамент несущей конструкции крыши, которая в действительности является опорной частью крыши. В случае шатровых крыш помимо опорных структур применяются два типа балок — главные балки (парные) и стропильные балки (короткие балки).
Эти балки формируют продолговатые скаты, которые опираются на стену внизу и соединяются с коньковой балкой в верхней части. Их конструкция имеет сходство с балками скатной крыши.
Коньковые балки фиксируют соединения со стеновой решеткой. Выбор типов балок представлен выше.
Укрепляющие элементы
Система балок должна быть надежной и жесткой конструкцией. Для усиления данной системы применяются следующие элементы:
Необходимость дополнительных креплений определяется размерами перекрываемого проема и длиной балок.
Пошаговая инструкция по строительству четырехскатной кровли для частного жилья
Инструкция, описывающая поэтапное возведение четырехскатной крыши для загородного дома или беседки, включает несколько стандартных этапов. Все работы следует выполнять в строгом порядке, принимая во внимание технологические особенности процесса.
Монтаж мауэрлата
При строительстве стен, которые могут быть выполнены из кирпича или легких цементных блоков, создается зона армирования — это залитый бетон с проделанным арматурным каркасом. В процессе заливки дыри вставляются вертикальные арматурные стержни диаметром от 10 до 14 мм и площади до 10 см², с целью обеспечения надежной фиксации стеновой решетки.
Перед началом укладки стен на балках необходимо тщательно определить местоположение брусьев. Отверстия под крепежи сверлятся согласно ранее проведенной разметке. Стена должна сформировать непрерывную прямоугольную рамку вдоль всего периметра здания.
Для достижения этой цели концы древесины крепко соединяются с помощью фермы. На концах деревяшек выполняется надрез в середине, длиной 25-30 см.
Элементы укладки располагаются внахлест и надежно фиксируются гвоздями, саморезами и дополнительными крепежами. Рама прочно соединяется со столбами посредством использования молотка.
Горизонтальное выравнивание проверяется при помощи спиртового уровня. В некоторых случаях для повышения надежности вместо стержней применяются анкерные болты.
Укладка лежней
Следующий этап включает в себя создание опоры для балок. Балки могут быть выполнены из горизонтальных деревянных досок размером 10х10 см или же составных досок.
Крепление может осуществляться к несущим внутренним стенам. Если это не предусмотрено проектной документацией, необходимо установить балки перекрытия и организовать леса для работы на них.
Установка стоек и конька
Скобы фиксируются на строительных лесах. Сначала они устанавливаются под верхними гранями обрешетки, а затем между ними размещаются стойки под стропилами. Наклон установки должен соответствовать углу наклона опорной системы. Стойки соединяются с балками при помощи уголков и металлических пластин.
До завершения строительных работ стойки укрепляются временной арматурой из досок.
Важно следить за тем, чтобы все столбы были выровнены по центру здания и высота крыши была одинаковой. Для проверки вертикальности стоек можно использовать отвес.
После этого к верхней части стоек прикрепляется коньковый брус. Он фиксируется с помощью гвоздей, а соединения усиливаются металлическими уголками и пластинами. В случае больших проемов в крыше устанавливаются опоры на сжатие и растяжение, которые располагаются с обеих сторон стоек, соединяя под углом опору стойки с балкой конькового каркаса.
Для крыш с уклоном опоры должны размещаться по диагонали. Стропила крепятся непосредственно к этим опорам, поэтому длина стропил должна соответствовать углу наклона.
Монтаж стропил
Установка балок начинается с размещения главных балок на заданном расстоянии друг от друга. Верхний край балок необходимо обрезать под прямым углом и надежно прикрепить к коньку крыши.
Нижняя часть балок образует свес, а их соединение с решеткой осуществляется «в проходе». Для этого требуется сделать углубление, соответствующее размерам балки.
