Стропильная система четырехскатной крыши
В практике строительства встречается два основных вида стропильной системы четырехскатной крыши:
Обратите внимание
Вальмовая крыша – это крыша, состоящая из двух скатов в форме трапеции (вдоль более длинных противоположных стен) и двух скатов в форме треугольников (вдоль бюолее коротких противоположных стен).
Шатровая же крыша, как правило, строится на строениях с четырьмя одинаковыми стенами (основание здания – квадрат), или над отдельными частями здания имеющими форму квадрата.
Рассмотрим эти виды стропильных систем подробнее.
Расчёт вальмовой крыши
Вальмовая крыша имеет высокие эксплуатационные характеристики и сложную конструкцию, однако благодаря онлайн калькулятору произвести ее расчет сможет каждый домовладелец. Наш калькулятор достоверно рассчитает конструкцию вальмовой четырехскатной крыши. По результатам вычислений формируется 2D чертеж крыши и выполняется 3D визуализация.
Вальмовая крыша имеет четыре ската — торцовые в форме треугольников и боковые в виде трапеции. Скаты расположены под одинаковым углом к основанию. Их бока соединяются вальмами (наклонными ребрами), а верхушки – коньком. По периметру дома укладывают мауэлрат, на который опираются стропила. Вальмовая четырехскатная крыша имеет карнизный свес, в зависимости от ваших предпочтений
Достоинства и недостатки вальмовой крыши
Хоть расчет вальмовой крыши сложный, это одна из самых популярных конструкций для частного дома. Она имеет ряд преимуществ:
- Обтекаемость кровельного покрытия;
- Жесткость конструкции;
- Отсутствие фронтонов
Вальмовая крыша также имеет ряд недостатков:
Таким образом, достоинств больше, а онлайн калькулятор с чертежами крыши в деталях поможет в ее расчёте.
Специфика работы калькулятора расчета вальмовой крыши
Наш калькулятор сделает моментальный расчет стропильной системы вальмовой крыши – длину и количество стропил (в том числе диагональных), длину конька. От домовладельца требуется ввести лишь начальные параметры: длину и ширину дома, скат кровли, высоту. Хочется отметить, что ширину доски для стропил нужно выбирать исходя из нагрузок, как от ветровых и снега, так и от массы самого материала для кровли. Если вы делаете теплую крышу, то расстояние между стропил, должно соответствовать ширине утеплителя, чтоб избавиться от подрезок и не тратить материал.
Обрешётка
Доска для обрешётки обычно используется толщиной 30 мм. Ширина может быть разная, для металлочерепицы с шагом 35 см в соответствии с длиной продольной оси модуля МЧ «Монтеррей» оптимальная ширина доски — 100мм, для других типов покрытий, шаг и ширина доски может быть разной. Не забывайте, что на обрешётку для мягкой кровли, поверх будет класться ОСП или фанера сплошным ковром.
При устройстве теплой крыши необходимы:
- Утеплитель толщиной 100 мм, но лучше 150-200 мм.
- Гидроизоляция, пароизоляция;
- Контробрешетка толщиной не менее 30 мм.
Как вы уже поняли, рассчитать вальмовую крышу на онлайн калькуляторе очень легко, даже обладая совсем слабыми знаниями в строительстве. Основные конструктивные особенности вальмовой крыши схожи с геометрией школьной программы, по этому давайте считать вместе.
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
Виды и особенности систем
Четырехскатные кровли в нашей стране пользуются большой популярностью, так как являются достаточно практичными. Благодаря отсутствию фронтонов, вместо которых располагаются вальмы, на них меньше оказывается ветровая нагрузка. Кроме того, они получаются прочными и симпатичными.
Надо сказать, что четырехскатные кровли бывают нескольких видов:
Далее подробней рассмотрим как устроены все их виды.
Вальмовые
Вальмовая конструкция напоминает щипцовую, с той лишь разницей, что на торцах вместо фронтонов расположены вальмы, т.е. треугольные скаты.
Чертежи вальмового каркаса
Каркас вальмовой системы включает в себя следующие элементы:
- Боковые стропила. Представляют собой основные несущие элементы, которые образуют боковые скаты. Нижней частью стропильные ноги устанавливаются на мауэрлат, а верхней – крепятся к коньковому брусу или друг к другу;
- Фермы. Представляют собой треугольные конструкции, образованные двумя ответными боковыми ногами;
- Коньковый узел. Место соединения двух ответных боковых ног, т.е. вершина фермы;
Коньковый узел является вершиной фермы
- Коньковый прогон. Представляет собой центральный горизонтальную балку, соединяющую фермы;
- Мауэрлат. Представляет собой балки, которые укладываются на стены по периметру дома. Задача мауэрлата заключается в том, чтобы принять на себя нагрузку от скатов, и равномерно распределить ее на стены;
Мауэрлат является основой, которая равномерно распределяет нагрузку на стены
- Диагональные (накосные) ноги. Устанавливаются на углах скатов и выполняют несущую функцию, аналогичную коньку.
- Нарожники. Это промежуточные ноги, которые снизу опираются на мауэрлат, а сверху – на диагональные стропила;
Нарожники крепятся к диагональным ногам
- Центральные стропила. Устанавливаются по центру вальм, поэтому сверху опираются на торец балки.
Угол наклона трапециевидных и треугольных скатов может быть разным. Более крутые вальмы позволяют обустроить на чердаке жилое пространство.
Помимо основных элементов, сооружение может иметь дополнительные детали, повышающие ее несущую способность:
- Стойки. Представляют собой вертикальные опоры, которые могут устанавливаться под коньковым брусом, стропильными ногами или прогонами;
Подкосы и стойки увеличивают несущую способность конструкции
- Прогоны. Горизонтальные балки, которые крепятся под стропилами;
- Укосы, подстропильные ноги. Наклонные опоры, которые выполняют ту же функцию что и стойки;
Ригель – это балка, укрепляющая ферму
- Затяжка, ригель. Горизонтальная балка, которая соединяет две ответные стропильные ноги. Может располагаться как возле конька, так и у самого основания, т.е. мауэрлата.
Если внутри здания имеется несущая стена, опоры и укосы опираются на нее. Такая система называется наслонной. Если внутренних несущих элементов нет, выполняется висячая конструкция, стойки и подстропильные ноги которой могут устанавливаться только на затяжки или балки перекрытия.
Наслонные сооружения передают нагрузку на внутренние стены
Надо сказать, что монтаж дополнительных деталей, увеличивающих прочность конструкции, выполняется при строительстве всех видов систем. Поэтому далее, чтобы не повторяться, я о них рассказывать не буду.
Строительство начинается с установки конькового бруса, который крепится к двум стоякам. Затем к нему крепятся накосные и все остальные ноги.
Шатровая кровля состоит из одинаковых треугольных скатов
Шатровые
Шатровая крыша включает в себя только треугольные скаты. Она может быть построена только на квадратном здании, так как основное требование к ней – абсолютная симметричность.
Устройство шатровой крыши во многом напоминает вальмовую, с той лишь разницей, что у нее отсутствуют фермы и, соответственно, горизонтальный конек. Поэтому диагональные и центральные ноги сходятся в одной точке. В результате она напоминает шатер.
Все диагональные ноги «шатра» сходятся в коньковом узле
Как правило, по центу сооружения устанавливается стойка, на которую и опираются все накосные стропила. Но, иногда стойку не используют, т.е. каркас получается наслонным.
Строительства сооружения начинается с установки стойки, которая может быть как временной, т.е. установленной на период строительства, так и постоянной. Затем устанавливаются ответные диагональные ноги, на которые опирается вторая пара ног.
Датская крыша имеет небольшой фронтон над вальмой
Полувальмовая
Полувальмовая или датская кровля имеет небольшой фронтон у конька. Под фронтоном располагается трапециевидный скат.
Устройство практически не отличается от обычного вальмового аналога. Единственное, к крайним фермам крепится опорная доска, которая, по сути, представляет собой усиленный ригель. Иногда опорную доску так и называют.
Уровень расположения усиленного ригеля определяет высоту фронтона. Чаще всего фронтон занимает третью часть вальмы.
Схема устройства датской кровли
Между опорной доской и мауэрлатом устанавливаются нарожники. Пространство между опорной доской и коньком, т.е. фронтон, зашивается досками или любым другим отделочным материалом. Сооружение собирается так же, как и описанный выше аналог без фронтона.
Вот, пожалуй, и все основные виды четырехскатных крыш, о которых я хотел вам рассказать. Что касается расчета сечения несущих элементов, угла наклона и прочих параметров, требования такие же, как и к другим скатным кровлям. Подробную информацию по этой теме вы можете получить из других статей на нашем портале.
Первым делом во время кровельных работ укладывают мауэрлаты. Для деревянных домов эта составная часть является последним сегментом сруба. Крепят её с помощью запилов. Если же стены выполнены из кирпича, то фундамент всей кровли укладывается и фиксируется раствором и металлическими шпильками.
При этом, для того, чтобы элементы фурнитуры совпали с отверстиями, доску сначала кладут на поверхность стены со шпильками, а затем ударяют по ней молотком. На дереве останутся отметины, на месте которых нужно будет просверлить отверстия. Схема четырехскатной крыши предполагает наличие мауэрлатов по всем несущим стенам.
Перпендикулярно балкам перекрытий укладывается опорная доска. В качестве такого элемента часто используют двойную доску 50*200 с зазором посередине. Чтобы добиться нужного расстояния, между балками вкладываются бруски, а затем уже вкручиваются саморезы или забиваются гвозди. Её концы должны выходить за границы мауэрлатов примерно на 15 сантиметров.
Далее три доски, предварительно обрезанные по длине, устанавливают на центральную балку, используя при этом отвес. На верхние основания стоек фиксируется коньковая доска. Стропильная система четырёхскатной крыши может быть дополнена укосинами из бруса, поддерживающими стойки. Это нужно для повышения надежности и устойчивости конструкции.
Далее переходят к установке центральных стропил. Для этого доску прикладывают верхним концом к коньку, а снизу обрезают. Затем с помощью карандаша отмечаются места будущих запилов, а в мауэрлате делается паз на третью часть ширины стропильной доски, после чего стропилу крепят сначала к коньковому брусу, а затем вставляют в этот паз и фиксируют металлическими пластинами. Таким же способом устанавливаются промежуточные стропила с заранее выбранным шагом.
Следующий этап – монтаж угловых стропил. Начинается он с того, что вбивается два гвоздя в угол на стыке мауэрлатов и в угол конька, после чего между ними натягивается шнур. Вдоль этой линии и должна проходить угловая стропила. Устанавливается она также с помощью паза и накладок.
Чтобы укрепить кровлю, на нижнюю часть стропил фиксируются нарожники, которые представляют собой доски, стягивающие противоположные элементы каркаса. Далее вся крыша укрепляется затяжками и раскосами, а места, требующие повышенной прочности, укрепляются с помощью дополнительной фурнитуры. На этом заканчивается обустройство каркаса четырёхскатной кровли. После того, как все эти операции выполнены, обычно переходят к укладке кровельного пирога и финишного покрытия. Затем остаётся только наладить систему водоотведения, загерметизировать стыки и подшить свесы. На этом работы по строительству кровли с четырьмя скатами оканчиваются.
Элементы конструкции
- накосных стропил установленных к углам стен в наклонном положении;
- стропил небольшой длины (нарожников);
- подкосов и стоек;
- прогонов и лежней;
- шпренгелей;
- ригелей; используемый в качестве опоры для накосных стропил;
Устройство каркаса
Стандартный каркас таких крыш включает мауэрлат, коньковый прогон, диагональные и рядовые стропила, нарожники и подкосы. В зависимости от способа крепления стропил и сложности, конструкция усиливается лежнем, вертикальными опорами, шпренгельными фермами, затяжками и аналогичными элементами.
Опорная балка
Функции нижней опорной балки для всех четырех скатов кровли выполняет мауэрлат, надежно привязанный к стенам из блока или кирпича, или верхний венец деревянных срубов. В домах со стенами из материалов с высокой пористостью или низкой прочностью на изгиб (газо- и пенобетон, арболит, ракушечник, теплая керамика) под мауэрлатом обязательно закладывается монолитный разгрузочный пояс, отделяемый от пиломатериалов гидроизоляционной отсечкой.
С учетом высоких ожидаемых нагрузок (опорный брус воспринимает и перераспределяет вес всего каркаса, пирога и снежного покрова) данный элемент выполняется цельным, замкнутым по периметру и максимально прочным. Минимальное сечение мауэрлата составляет 100 мм, рекомендуемый шаг крепления не превышает 80-100 см.
Обычная привязка проволокой не допускается, мауэрлат под четырьмя скатами фиксируется с запасом на выдержку распорных усилий от стропил.
Накосные элементы
Формирующие скаты и наклон крыши, длинные диагональные стропила устанавливаются сдвоенными или имеют сечение от 100-150 мм. Их верхние концы упираются друг в друга при шатровом исполнении крыши или в край конькового прогона при вальмовом. Для обеспечения нужного примыкания они обрезаются под выбранным углом заранее и фиксируются гвоздями и перфорированными пластинами.
С учетом ограничения длины у стандартных пиломатериалов в 6 м и требуемого запаса в 5-10% по длине для обеспечения качественного крепления, диагональные ноги часто приходится сращивать. Сращиваемый участок размещают в верхней части, испытывающей максимальные нагрузки и дополнительно подпираемой подкосами или вертикальными стойками.
Коньковый брус
Верхняя горизонтальная продольная балка, образующая стык фасадных трапециевидных скатов, размещается строго по центральной оси крыши, с равным удалением от несущих стен.
В висячих конструкциях одиночный конек не имеет дополнительной поддержки, правильно рассчитать такой каркас четырехскатной крыши могут только профессионалы.
В остальных случаях конек опирается на вертикальные стойки и лежень, привязываемый к внутренним несущим перегородкам или мауэрлату.
В домах с жилыми мансардами стропильная система четырехскатной крыши может иметь два коньковых прогона, по аналогии – равноудаленных от центральной оси, друг друга и боковых стен. Такие конструкции лучше продуваются, но более сложны в расчете и монтаже.
План обустройства несущей конструкции
Остальные элементы остова (рядовые стропила и формирующие углы скатов нарожники) выпиливаются по шаблону из досок или бруса с сечением от 50 мм (от 30 – для нарожников) и размещаются с равным интервалом друг от друга. Нижний край опирается на мауэрлат, верхние соединяются между собой, опираются на конек или диагональные стропила.
Именно рядовые стропила и нарожники удерживают утепляющую прослойку кровельного пирога и обрешетку, перераспределяя вместе с ней весовые нагрузки по всей площади скатов. Также они формируют карнизные свесы, впоследствии подшиваемые с возможностью доступа свободного воздуха для вентиляции кровли.
Усиливающие элементы
Все зависимости от типа стропильной системы диагональные ноги каркаса всегда усиливаются в зонах максимальных нагрузок. При длине стропилины в пределах 7,5 м для этих целей достаточно 1 подкоса, монтируемого под углом в пределах 45-53° с упором в верхнюю часть ноги.
При длине в пределах 7,5-9 м накосная стропилина вдобавок усиливается шпренгельной фермой, размещаемой в углу, на высоте в пределах четверти длины балки. При длине более 9 м каркас укрепляется вертикальной стойкой, подпирающей центр.
При высоких рисках распирания стен каркас стягивается затяжками – горизонтальными балками, стягивающими стропильные пары и фиксируемые на мауэрлате. Эти элементы чаще встречаются в системах с висячими стропилами. Помимо этого, для усиления конструкции часто используются деревянные бруски и доски, набиваемые на нагружаемые узлы или участки.
Примером служит прибоина или шпренгель, дополнительно соединяющие обычные стропила в верхней части каркаса с двумя коньковыми прогонами, деревянные брусочки в местах фиксации нарожников или ветровая балка.
Источники:
