Конструкция стропильной системы четырехскатной крыши

3D

Планирование двускатной кровли

Правильно составленный чертёж двухскатной крыши является отправной точкой для будущего строительства, поскольку не только позволяет детально продумать и визуализировать строение кровли, но и скомплектовать необходимое количество строительных материалов. При принятии решения о типе будущего покрытия строения необходимо принимать во внимание следующие ключевые факторы:

  1. Возможности для финансирования строительства. Если экономичность кровли является немаловажной, то не рекомендуется выбирать конструктивно сложное строение, лучше остановиться на стандартом равноскатном варианте. Стандартный равноскатный вариант крыши
  2. Необходимая функциональность подкровельного пространства. Двухскатная крыша является оптимальным решением для устройства в подкровельном помещении мансарды, как для летнего отдыха, так и для постоянного проживания. Оптимальным вариантом для этого является устройство ломаной кровли, которая позволяет максимально задействовать площадь подкрышной части.

    Чертеж и строительство ломаной кровли

  3. Особенности местности расположения будущего дома. Это важно, поскольку ветровые и снеговые нагрузки должны быть обязательно учтены при проектировании углов наклона скатов, чтобы обеспечить минимальное отрицательное воздействие атмосферных факторов и исключить возможные неприятные последствия.
  4. Планируемый материал для внешнего покрытия. Каждый тип кровельного материала имеет свои технологические особенности и специфические требования к устройству стропильной системы двухскатной крыши, которые должны быть учтены на этапе проектирования.

    Материалы для кровли крыши

Собрав воедино общую информацию по указанным факторам и выбрав подходящую конструкцию кровли, можно приступать к расчётам размеров элементов и составлять чертежи.

Наиболее простой способ выполнить расчёт двухскатной крыши своими руками это воспользоваться онлайн калькулятором, который на основании вводимых данных сделает все необходимые вычисления.

Варьируя исходными параметрами можно оптимизировать как количество материала, так и саму конструкцию. Другим возможным вариантом расчётов будет использование стандартных математических формул и справочных таблиц, на основании которых можно выполнить вычисления размеров и точек расположения элементов вручную.

Чертеж стропильной части кровли

Надо отметить, что говоря о чертежах будущей крыши, как правило, имеется в виду определение и детализация стропильной части, поскольку именно её конструкция отвечает за функциональность, надёжность и безопасность. Однако самостоятельно выполненный чертёж не заменит полноценный проект, выполненный специалистами.

Узлы стропильной системы мансардной крыши

Узлы стропильной системы крыши представляют собой место соединения отдельных элементов в единую конструкцию, которая позволяет равномерно распределить нагрузку на стены здания. Соединение производится гвоздями, саморезами или болтами с помощью накладных деревянных элементов или металлических угольников и пластин, а также путём соединения в паз. Для возведения двускатной крыши используют следующие основные узлы:

  1. Коньковый узел, обеспечивающий соединение стропильных ног между собой и коньковым прогоном.
  2. Места, в которых ригель связывает стропила для придания большей прочности и жёсткости стропильным фермам.
  3. Точки крепления подкосов и стоек, которые придают дополнительную опору стропилам.
  4. Карнизный узел, в котором стропила крепятся к затяжке или мауэрлату, образуя карнизный свес.

Узловые соединения стропильной системы должны выполняться так, чтобы обспечивалось максимально жёсткое крепление элементов между собой

Для двускатной ломаной крыши характерным является узел, где соединяются верхняя и нижняя стропильные лаги, вертикальная стойка, ригель и прогон. Такое сложное соединение требует применения врезок, болтов, стальных пластин и строительных скоб.

В самом сложном узле ломаной мансардной крыши соединяются пять стропильных элементов

Наиболее сложным узлом вальмовой мансардной крыши является место соединения боковых или диагональных стропильных ног с мауэрлатом. Боковое стропило в нижней части опирается на угловой брус мауэрлата и на врезанную балку, в другом варианте между врезанной балкой и стропильной ногой ставится вертикальная стойка или шпренгель. Верхняя часть вальмовых стропил крепится к коньковому прогону с помощью болтов или гвоздей.

Угловые стропила вальмовой крыши несут на себе наибольшую нагрузку, поэтому узел их соединения с мауэрлатом нужно продумывать наиболее тщательно

Описанные узлы применяются наиболее часто при монтаже стропильных систем разных конструкций и позволяют осуществить монтаж несущих элементов своими силами. Для эффективной и качественной сборки необходимы чертежи и изготовление шаблонов с выверенными углами стыков и врезок.

Видео: узлы стропильной системы

Четырехскатная крыша: чертеж

В начале любых строительных работ лучше всего произвести расчёты, чтобы потом уже при строительстве не переделывать конструкцию. Поэтому, даже если строительство стропильной системы четырёхскатной крыши у вас получится выполнить своими руками, то расчёт самого проекта четырёхскатной крыши лучше всего сразу доверить профессиональному архитектору.

Составляя проект четырехскатной крыши, нельзя ошибиться, так как он включает в себя огромное количество элементов и все они несут свою нужную функцию. Архитектор, который будет выполнять проект, а впоследствии и чертеж четырёхскатной крыши, обязательно даст подробное описание всех узлов и соединений, что существенно ускорит монтаж конструкции. Вам останется только приобрести необходимые материалы и инструменты и можно приступать к монтажу.

При составлении проекта важно помнить про уклон. Обычно он варьируется от 5 до 60 градусов. От угла наклона зависит и выбор кровельного материала. Если угол наклона в доме до 10 градусов, то рекомендуют использовать асбестоцементные листы или рулонное покрытие. При угле наклона от 14 до 60 градусов лучше всего подойдёт кровельный металл, а при наклоне от 30 до 60 градусов смело можете делать черепичную крышу.

Устройство четырёхскатной крыши таково, что чем больше угол наклона, тем больше кровельного материала пойдёт на строительство и, наоборот, чем меньше угол наклона, тем более мощный каркас необходимо сооружать, так как на такую крышу будет более сильная погодная нагрузка.

Делая расчёт, архитектор сразу учитывает, какие стропила будут использованы при строительстве: висячие или наклонные, нужны ли вам будут дополнительные элементы для поддержания прочности, а также всевозможные нагрузки на стропила. При расчёте нагрузок учитывают:

  • вес кровельного материала;
  • вес материала для утепления, паро- и гидроизоляции;
  • погодные условия;
  • оборудование или устройства, которые, возможно, будут установлены на крышу.

Параметры нагрузок изменяются в зависимости от различных факторов. В основном учитывают климат местности, в которой планируется возведение. А общую массу всей крыши рассчитывают, учитывая итоговое количество всех материалов, которое будет использовано при строительстве и площадь всего сооружения. Обязательно делают расчёт прочности стропил и степени возможной деформации от различных внешних и погодных изменений.

В качестве стропил профессионалы рекомендуют использовать прямоугольные бруса с сечением из пиломатериалов хвойных пород, обработанных специальным антисептическим составом. Для повышения устойчивости системы четырёхскатной крыши вводят дополнительные стальные элементы.

Поэтому, даже если вы решили начать строительство четырёхскатной крыши своими руками, не поленитесь воспользоваться советами опытных мастеров. Если все расчёты будут выполнены правильно и без ошибок, это позволит возвести привлекательную конструкцию с хорошими эксплуатационными характеристиками.

Этапы монтажа

При монтаже стропильной конструкции можно руководствоваться следующей схемой:

Установка мауэрлата

Мауэрлатный брус укладывают по стене, к которой будут крепить стропила. В домах из пористых материалов (пенобетона, кирпича) мауэрлат необходимо устанавливать по всей длине. В других случаях достаточно уложить брус между стропильными ногами. В качестве креплений используют анкерные болты, деревянные нагели, металлические скобы, шпильки или арматуру, шарнирные крепления или проволоку.

Установка стропильных ног

Обычно стропильные пары собирают на земле, а затем поднимают на крышу. При большом весе стропил монтаж проводят наверху. Перед началом работы лучше нарисовать схему и сделать разметку на деревянных заготовках — так стропильные пары будут абсолютно одинаковыми.

Монтаж конькового узла

В зависимости от сложности схемы, здесь могут быть использованы разные технологии крепления: со стропильным брусом или без него, метод накладки или врубки, фиксация специальными крепежными элементами. Выбор зависит от предполагаемой нагрузки и типа кровельного покрытия.

Фиксация обрешетки

Расчет шага обрешетки производят с учетом особенностей кровельного покрытия. К примеру, под металлочерепицу требуется 350 мм, под шифер или профнастил — 440 мм. Для мягкой кровли необходимо сплошное покрытие. Ондулин менее требователен к этим показателям — при уклоне более 15 градусов обрешетка монтируется с шагом 610 мм.

Более подробная информация представлена в видео:

Элементы входящие в каркас крыши

Мауэрлат как его часто называют (фундамент для крыши) — опорный брус для стропил, установленный на верхнюю часть стен дома, равномерно распределяющий нагрузку на здание. В доме из дерева, мауэрлатом выступает последний ряд сруба.

Установка мауэрлата на кирпичные либо блочные стены производиться с помощью мощных анкеров. Мауэрлат изготавливается из высушенной древесины, обработанной защитным противопожарным и противогрибковым средством, сечением от 100х100мм. до 150х150 мм.

Стропильные ноги — устанавливаются парами, с двух сторон крыши и закрепляются на коньке, тем самым образуя стропильную систему (контур крыши).

Шаг их установки обычно находится в диапазоне 0,6-1,2 м., и зависит от типа используемого кровельного материала. Чем более тяжёлая будет кровля, тем меньший используется шаг. Стропила изготавливаются из обрезной сухой доски хвойных пород, толщиной от 50 мм. Для безопасности и долговечности конструкции так же необходимо использовать специальные пропитки для дерева.

Конек крыши — горизонтальная, верхняя линия соединения стропильных ног между собой. Высота его в начале и в конце по отношению к верхним точкам стен, не должна отличаться. Измерить это можно с помощью гидроуровня.

  1. Стойки – вертикально установленные опоры под стропильную систему. В зависимости от ширины, стойки могут устанавливаться, как только под коньковый брус, так и дополнительно в промежутке от конька до карниза крыши. Выполняются опоры из обрезной доски либо бруса.
  2. Кобылки — данные элементы стропильной системы требуются для продления стропильных ног, когда те слишком короткие и нет возможности сделать свес необходимой длинны. Присоединяются к нижней части стропил, путём нахлёста доски меньшего сечения и скрепления их друг с другом гвоздём.
  3. Прогоны – горизонтальный брус, скрепляющий ноги стропил. Крепится с внутренней стороны у основания конька, либо по центру стропильных ног.
  4. Затяжка – закрепленный снизу брус, соединяющий стропильные ноги, не позволяющий им расходиться.
  5. Лежень – опорный брус, лежащий горизонтально на несущей стенке внутри сруба, на который устанавливаются стойки, поддерживающие стропильную систему. Материал – брус сечением от 100х100мм. до 150х150 мм..
  6. Подкосы и стойки – дополнительные опоры под стропильные ноги, дающие конструкции дополнительную устойчивость, крепятся к затяжке или лежню.
  7. Обрешётка – конструкция из брусков или досок, необходимая для укладки кровли, крепятся перпендикулярно стропильным ногам, шаг зависит от типа кровли. Под гибкую черепицу используют фанерные листы, уложенные на стропила сплошным ковром.

Двускатная крыша своими руками — элементы стропильной системыНаличие вышеперечисленных составляющих в конструкции крыши зависит от её типа и размера. Существует два варианта установки стропильной системы на двухскатную крышу: наслонная и висячая. В первом варианте стропила крепятся: внизу к мауэрлату, вверху к коньковому брусу. Конёк должен поддерживаться или внутренней стеной или вертикальными стойками.

Висячие же стропила вверху опираются друг на друга, а внизу к затяжке либо балкам перекрытия. В домах построенных из дерева крепление стропил к мауэрлату делают скользящим, это позволит избежать нарушение каркаса крыши, когда дом будет давать усадку.

Расчет стропильной системы вальмовой крыши

В мире инновационных технологий можно рассчитать материал для вальмовой крыши в онлайн режиме. Необходимо лишь знать следующие параметры:

  • длину основания;
  • ширину основания;
  • угол наклона кровли;
  • длину торцевых свесов;
  • длину боковых свесов;
  • шаг стропил.

На результат расчета могут повлиять такие значения как ветровая и снеговая нагрузка, сорт древесины, высота до конька здания и прочие. В общем онлайн-инструменты сегодня дают возможность без особых инженерных знаний предусмотреть примерное количество необходимого материала для построения вальмовой крыши и соответственно, финансовых затрат. Однако лишь профессионалы могут и должны составлять расчеты.

Лучше, чтобы над созданием проекта вальмовой крыши работали опытные специалисты. Так как незначительные ошибки при расчетах, весомо влияют на надежность и долговечность кровли.

Конструкции стропильных систем

Достаточно часто используют стропильные системы висячего типа. Данный вид конструкции предполагает обустройство двух независимых опор, которые не подразумевают какой-либо промежуточной поддержки.

Такие системы стропил работают, как на изгиб, так и на сжатие. Также висячий тип конструкции стропильной системы создает горизонтальное усилие, которое соответственно передается и на все несущие стены.

Снизить данный вид нагрузки можно за счет использования специальных затяжек, которые представляют собой перемычки, выполненные из дерева или металла, соединяющие между собой все деревянные ноги.

При возведении мансардной или чердачной кровли такие затяжки устанавливаются в основании ног. Если такая затяжка крепится выше основания стропил, то ее основная функция только закрепляющая.

Следует отметить, что чем выше устанавливается такая затяжка, тем более прочными должны быть все составляющие элементы стропильной конструкции.

В тех постройках, в которых предусмотрена несущая средняя стена, или дополнительно установлены специальные опоры, как правило, обустраивается система стропил, которая предусматривает обустройство наслонных стропил.

Такие наслонные стропила своими нижними частями опираются непосредственно на мауэрлат, который должен быть уложен по всей поверхности наружных стен дома. Кроме этого, у такой стропильной системы средняя часть дополнительно укрепляется в средней части дома.

Конструкция системы стропил наслонного типа работает на изгиб и имеет меньший вес, чем висячие стропила, а значит, для ее устройства используется меньшее количество строительных материалов.

Кроме этого, стропильная система, которая выполнена с использованием наслонных стропил, имеет более высокую прочность, а соответственно и жесткость.

Четырехскатная крыша для беседки своими руками

Сооружение уютной беседки на приусадебном участке является идеальным вариантом создания комфортной зоны отдыха. В зависимости от геометрической формы, сооружению можно подобрать наиболее подходящий вид четырехскатной крыши.

Четырехскатная крыша для беседки может быть построена как из бруса, так и из металлопрофиля

Для беседки квадратной формы целесообразно соорудить шатровую крышу с четырьмя равными по размеру треугольными скатами, соединенными в одной точке. Для конструкций прямоугольной формы идеально подойдут четырехскатные крыши вальмового типа.

Несмотря на то, что данная конструкция дороже и сложнее по сравнению с двухскатной, именно она является наиболее подходящим вариантом для беседки. Четырехскатная крыша является наиболее целесообразным решением для данной задачи по ряду причин:

  • за счет большого количества наклонных скатов обеспечивается эффективная защита от атмосферных осадков;
  • большие свесы способны долго сохранять тепло, которое аккумулируется на протяжении солнечного дня;
  • наклонные скаты хорошо защищают от проникновения навязчивых солнечных лучей, не заграждая при этом кругозор;

Четырехскатная крыша для беседки удобна тем, что скаты хорошо защищают от солнечных лучей, при этом сохраняется хороший обзор

  • надежная и жесткая конструкция гарантирует минимальное обслуживание и проведение текущего ремонта;
  • доступные по цене строительные материалы делают данный вариант идеальным и недорогим решением для устройства беседки;
  • благодаря тому, что беседка является небольшим сооружением, все монтажные работы по возведению четырехскатной крыши можно осуществить самостоятельно.

Как сделать четырехскатную крышу для беседки?

Прежде чем приступать к возведению стропильной системы для беседки, необходимо рассчитать угол наклона скатов, высоту конька и нагрузку для правильного выбора сечения стропил. Получив результат, необходимо составить чертеж стропильной системы, где отображаются все размеры и взаимное расположение элементов стропильного каркаса.

Размер и сечение стропил зависит от размера самой крыши, а также от угла наклона скатов

На основании чертежа производится подготовка необходимых элементов и их последующая сборка. Устройство четырехскатной крыши для беседки состоит из следующих последовательных действий:

  1. Усиление доской верхней обвязки каркаса беседки.
  2. Крепление к обвязке балки-затяжки при помощи металлических уголков.
  3. Отступив от середины затяжки одинаковое расстояние (около 50 см), необходимо установить две деревянные стойки высотой по 100 см каждая.
  4. Соединение верхушек стоек коньковым прогоном.
  5. Установка рядовых стропил с выбранным шагом.
  6. Закрепление диагональных стропил при помощи гвоздей к коньку таким образом, чтобы они продолжали коньковый прогон.
  7. Установка наружных стропил, которые крепятся одной стороной к диагональным ногам, а другой присоединяются к верхней обвязке конструкции. Шаг между стропилами составляет около 60 см.
  8. Укладка гидроизоляционного покрытия на стропила внахлест одной стороны на другую около 10 см и фиксация его степлером. Закрепление гидроизоляции вдоль стропил осуществляется при помощи реек контр-обрешеки.
  9. Установка обрешетки.
  10. Монтаж кровельного материала с обработкой всех стыков герметиком.

Пример удачного использования четырехскатной крыши для беседки, с покрытием из натурального сена

Ознакомившись с особенностями конструкции, можно смело приступать возведению выбранного типа четырехскатной крыши. Однако следует помнить о том, чтобы получить надежную, прочную и долговечную конструкцию не следует пренебрегать предварительными расчетами элементов конструкции и строго соблюдать алгоритм выполнения работ.

Подготовительный этап

После разработки проекта и составлении чертежей (модели) четырехскатной крыши начинается подготовка к возведению кровли. На этом этапе важно правильно выбрать материал, проконтролировать его качество и приготовить необходимый инструмент.

Перед покупкой основных и расходных материалов необходимо рассчитать их потребность, т.к. закупать их надо сразу на весь объем строительства, но без излишнего запаса.

Особое внимание уделяется деревянным элементам для стропильной системы. Для нее наиболее подходит доска, брус или бревно хвойных пород. Особо по прочности и стойкости к гниению выделяется лиственница. При наличии финансовых возможностей можно использовать дуб.

Расчет потребности стропил производится с учетом шага установки и высоты крыши (угла наклона ската). Длина каждого стропила определяется, как L=h/sinA. Пиломатериал эля стропильной системы должен быть высокого качества, и иметь остаточную влажность не более 20%.

Кровельный материал выбирается, исходя из финансовых возможностей, размеров дома и общего дизайна. Это может быть:

  • рулонный материал (в т.ч. ондулин),
  • шифер,
  • черепица,
  • профнастил,
  • металлочерепица,
  • асбесто-цементные или металлические листы.

Для гидроизоляции обычно выбирается битумная мастика, рубероид или полимерные пленки. В качестве утеплителя, чаще всего, применяется минеральная вата и пенополистирол (пенопласт).

Потребность этих материалов выбирается по площади кровли с учетом перекрытия элементов или полос, а также неизбежных отходов.

Необходимые инструменты

Перед началом основных работ надо подготовить такой инструмент:

  • болгарка,
  • ножовка,
  • электродрель,
  • шуруповерт,
  • рубанок,
  • топор,
  • молоток,
  • плоскогубцы,
  • отвертка,
  • стамеска,
  • строительный нож,
  • ножницы,
  • строительный или мебельный степлер,
  • малярная кисть и валик,
  • строительный уровень,
  • отвес,
  • рулетка,
  • металлическая линейка,
  • угольник.

При большом объеме работ желательно иметь циркулярную пилу.

Виды нагрузки и её расчет

От снега

Для кровли дома опасно скапливание большого слоя снега, если уклон небольшой, то на ней может собраться целый сугроб. Для компенсации веса массы снега возле элементов, выступающих над крышей, устраивают сплошную обрешетку, и усиливают слой гидроизоляции.

Кроме того, снеговой мешок при нормальном уклоне, постепенно станет сползать по скату кровли и постепенно достигнет карнизного свеса. При большом размере карниза, возможно его повреждение и даже разрушение.

От воздействия ветра

С ветровой нагрузкой проблема состоит в надежной фиксации кровли, если крепление недостаточно прочно, то ветер просто ее сорвет. С увеличением уклона кровли и ее высоты, усиливается ветровая нагрузка, но есть отличия в подъемной силе и давлении ветра.

Ветер создает давление на кровлю при большом ее уклоне, а при уменьшении уклона скатов появляется мощная подъемная сила, способная при мощных порывах ветра снести вашу крышу.

Для противодействия воздействия ветра, необходимо прочно закрепить все элементы кровли. К примеру, штырями, из металла забетонированными в стены, к которым будут крепиться стропильные ноги.

Масса финишного покрытия воздействует на кровлю не меньше, чем остальные факторы. Если уложено кровельное покрытие с большой массой, то учитывайте, что оно воздействует на конструкцию постоянно. Необходимо помнить, что с увеличением 1м 2 покрытия, необходимо увеличивать угол ее уклона.

Во время расчетов, нужно помнить и про теплоизолирующий материал, у которого может быть значительная масса. Если планируется построить и оборудовать мансардное помещение, необходимо включить в расчеты и вес материала, используемого для ее внутренней отделки.

Читайте также:  Гидроизоляция и пароизоляци кровли под профнастил: передаем все нюансы