Грамотный расчёт четырёхскатной крыши: подготовка, алгоритм действий, удобные сервисы

Плюсы и минусы

Какие преимущества обеспечивает вальмовая крыша, если взять для сравнения квадратные дома с четырехскатной крышей? Есть ли у ее постройки какие-то сложности? Сейчас выясним.

Достоинства

Первое и основное: наличие наклонных конструктивных элементов позволяет ей успешно противостоять самым сильным порывам ветра. Наклонные скаты обладают гораздо меньшей парусностью по сравнению с вертикальными фронтонами, испытывающим воздействие ветровых нагрузок;

Вальмы обладают меньшей парусностью, чем фронтоны.

• Стропильная система обладает куда большей жесткостью и исключает любые деформации, просто потому, что форма стропильных ног — треугольник, Такая форма, как известно, является жесткой фигурой, основания опираются на мауэрлат и при прочном соединении бруса в углах его устойчивость к деформации ограничена лишь прочностью древесины на сжатие и растяжение;
• Равновысокие свесы по периметру здания эффективно защищают все его стены от дождей даже при умеренном ветре.

Дом с вальмовой крышей выглядит приземистым.

Недостатки

• Дороговизна. Стропильная система в целом будет несколько более сложной и дорогой, чем у двускатной крыши. Разница в расходах невелика на фоне общей стоимости строительства и обычно не превышает 30% от стоимости пиломатериалов; она в большой степени компенсируется экономией на возведении фронтонов;
• Повышенный расход. Кровельного материала тоже уйдет заметно больше. Треугольная форма вальм и стропильные элементы со скошенными краями дополнительных скатов резко увеличат количество обрезков при использовании крупных листов шифера или металлочерепицы;
• Уменьшение полезной площади. Вальмы заметно уменьшают полезную площадь эксплуатируемого чердака по сравнению с фронтонами. Разница делается особенно чувствительной, если речь идет о жилой мансарде;
• Установка окон. Вальмовая и шатровая крыши вынуждают использовать мансардные окна, требующие исключительно тщательной герметизации соединений с кровлей. Мало того: мансардные окна приходится закрывать в дождливую погоду, поскольку в открытом положении они оставляют часть проема открытой для воды.

Датская полувальмовая крыша с чердачным помещением.

Конструкция четырехскатной крыши и установка стропильной системы

Теперь, когда готов проект и у вас на руках есть чертежи четырехскатной крыши, можно приступать к устройству стропил системы крыши. Монтаж можно осуществлять несколькими способами – висячим и наклонным.

Наклонный способ более экономичен и не так сложен при возведении. При возведении стропильной системы необходимо учитывать элементы, которые обязательно присутствуют в каждой конструкции:

• накосные или диагональные стропила. В готовой конструкции их устанавливают так, чтобы они имели упор. Обычно упирают в мауэрлат и следующую пару стропильных ног;
• мауэрлатом называют нижнюю опору для стропил;
• прогоном-балку, которую используют как дополнительную опору, располагают обычно параллельно мауэрлату;
• укороченные стропильные ноги, также используют для упора в мауэрлат и стропильные ноги;
• стойки и подкосы используются для сооружения конструкции с многопролётностью, в этом случае необходимо ещё установить несколько опор на накосную ногу;
• ригели. Помогут если появились распоры. Обычно это происходит, если стропильная система четырёхскатной крыши при монтаже была установлена неправильно;
• лежень используют в качестве опоры для подкосов и стоек;
• шпренгель применятся как дополнительный элемент стропильной опоры.

Этапы работы

Первым делом, для равномерного распределения нагрузки от стропильной системы, кровельного покрытия и выпадения осадков в зимний период, на несущие стены укладывают опору для стоек и мауэрлат. Опору для стоек устанавливают на несущие перегородки. На эти опоры потом будут устанавливать опорные стойки. Здесь не обойтись без водяного уровня, при помощи которого выравнивают опорные стойки и закрепляют подпорами из досок. Крепят стойки с помощью металлических уголков. В зависимости от того, монтаж какой крыши выполняют, учитывают и необходимую расстановку стоек.

При монтаже стропильной системы для вальмовой крыши, стойки располагают в один ряд, а расстояние между ними должно быть не более двух метров. Если происходит монтаж шатровой конструкции, то тут стойки располагают по диагонали с одинаковым расстоянием от угла. На стойки потом укладывают прогоны и закрепляют их с помощью уголка на саморезы. Далее устанавливают диагональные стропила с шагом от 0,5 до 1,5 метра. Профессиональные плотники советуют изготавливать стропила из двух досок, объединённых в толщину, так как именно эти элементы конструкции испытывают нагрузку. Их упирают верхней стороной на стойку, а нижней на угол мауэрлат.

Далее нужно заполнить расстояние между стропилами. Для этого прекрасно подойдут укороченные стропильные ноги. Наибольшую нагрузку получает нижняя четверть диагональных стропил, поэтому рекомендуют под них установить дополнительные элементы стропильной опоры. Их ставят, как и коньковые стойки, на усиленные балки. На готовую конструкцию стропильной системы четырёхскатной крыши делают обрешётку, с последующим укладыванием на неё кровельного материала.

Преимущества и недостатки четырёхскатной конструкции

Если сравнивать четырёхскатную конструкцию с классической двускатной, сразу можно выделить ряд преимуществ и недостатков. К преимуществам относятся:

• благодаря мансардным крышам можно переоборудовать чердачное помещение в жилое, что значительно увеличит жилую площадь дома;
• четырёхскатная крыша за счёт особенности своей конструкции не подвержена временным деформациям;
• утепляя кровельный материал при монтаже, вы тем самым улучшаете теплоизоляцию всего дома, это экономия на отоплении;
• за счёт низких углов наклона конструкции, такие крыши лучше противостоят разным погодным изменениям;
• благодаря своему необычному дизайну, конструкция смотрится очень красиво и придаст изюминку любому помещению.

К недостаткам, пожалуй, можно отнести такие моменты:

• учитывая, что конструкция четырёхскатной крыши сложнее, чем двускатной, при монтаже она вам обойдётся дороже. Но опять же, благодаря ей можно не делать кирпичную кладку;
• скаты, расположенные с четырех сторон, забирают часть жилого помещения с коротких торцов;
• ещё одним недостатком считается то, что мансардные окна, которые устанавливаются, во время дождя могут стать причиной появления лужи на полу. Но опять же, только в том случае если вы забыли их закрыть. При желании даже в мансардную крышу можно установить обычные вертикальные окна.

Конструкционные особенности вальмовой крыши

• Основой конструкции, к которой крепятся несущие элементы крыши, является коньковый брус, располагаемый по центру кровли в самой верхней ее части.
• От торцов конька к противоположным стенам под углом 90 градусов отходят 6 центральных стропил, опирающихся на брус-мауэрлат, проложенный по периметру стен.
• Диагональные (вальмовые) стропила соединяют углы кровли с коньковым брусом, образуя треугольник – вальму. Опираются они на стену и торец конька.
• Промежуточные стропила формируют кровлю между центральными стропилами продольной стороны здания. Они опираются на коньковый брус и мауэрлат.
• Отличительные особенности строительства вальмовой крыши – это наличие коротких стропил, опираемых на диагональные. За счет данного приема и образуются на крыше треугольные участки кровли.

Особенности разметки при строительстве вальмовой крыши своими руками

Прочностные показатели возводимой крыши и ее устойчивость к ветровым нагрузкам во многом зависят от того, насколько точно была осуществлена разметка вальмовой крыши. Поэтому процесс работы выполняется в определенной последовательности.

1. Приняв прямоугольник, образуемый мауэрлатом за основу, делим его торцовые стороны пополам и проводим осевую линию, на которой и будет устанавливаться коньковый брус.
2. Изготавливаем мерную планку из подручного материала. И наносим на нее отметку, соответствующую половине ширины прямоугольника. Вторая отметка покажет величину выноса кровли за периметр стен (стропильный свес).
3. От углов вдоль продольной стороны мауэрлатной обвязки стен располагаем мерную планку и переносим метку на брус. В итоге получаем четыре одинаковых квадрата по торцам здания и прямоугольник в его центральной части. Это дает нам важный элемент разметки вальмовой крыши — длину конькового бруса, равняющегося по величине ширина образованного прямоугольника.
4. С обеих сторон здания вдоль узкой стороны прямоугольника делаем на мауэрлате разметку для крепления промежуточных стропил, отстоящих друг от друга на расстоянии 800 – 1000 мм. Аналогичные метки переносим на осевую линию для определения мест крепления стропил к коньку.

Особенности монтажа стропильной системы при строительстве вальмовой крыши

1. Работа начинается с установки конькового бруса, поднимаемого на необходимую высоту, равную высоте крыши. Опирается конек на вертикальные стойки, дополнительно соединяемые для прочности подкосом.
2. Шесть равных по длине центральных стропил опирают на торцы конька (по три с каждой стороны). Вторым концом стропила опираются на мауэрлат с учетом величины стропильного свеса – по одному стропилу монтируется в центре торцовых стен и по два с продольной стороны здания под углом 90 градусов к ней.
3. Немаловажная часть монтажа стропильной системы при строительстве вальмовой крыши – установка диагональных стропил, являющихся основой формируемой вальмы. Таких стропил четыре и проходят они от торца конькового бруса через углы, образуемые обвязочным брусом стен. Опора вальмовых стропил осуществляется на специально подрезаемую пятку для удобства крепления к коньку и мауэрлату. Эти стропила так же оснащаются свесом.
4. Следующий шаг работы – установка промежуточных стропил, осуществляемая по разметке: стропило крепят к коньку и мауэрлату, оставляя свободно висящим нижний конец для формирования навеса крыши над стеной.
5. Итогом монтажа стропильной системы вальмовой крыши является установка коротких стропил. Опираются они на диагональные стропила и мауэрлат, располагаясь параллельно центральному стропилу в торцовой части крыши на расстоянии 800 – 1000 мм друг от друга.

https://youtube.com/watch?v=n_Yr2QB3diM

Стропильная система возводимой своими руками вальмовой крыши считается одной из наиболее прочных и долговечных, главное правильно произвести монтаж ее несущих элементов

(Visited 3 496 times, 1 visits today)

Как правильно утеплить мансарду?

Кровля из камыша. Плюсы и минусы

В чем заключается ремонт мягкой кровли?

Крыша балкона своими руками

Что такое жидкая кровля?

Снегозадержатели на крышу: как защититься от обвала снега?

Выбираем качественные кровельные материалы

Как выбрать битумную черепицу?

Расчет покрытия кровли

Чтобы расчеты кровельного материала были как можно точнее, их обычно проводят после установки стропильной системы.

Только после завершения сбора конструкции можно определяться с более подходящим материалом для покрытия кровли.

Выбирают материал, взяв во внимания погодные условия на местности, количество осадков и располагающих для строительства финансов.

Кроме этого, количество материала всегда больше, чем площадь крыши.

Помимо того, что уложенные материалы для тепло-, паро- и гидроизоляции влияют на это значение, прибавку дает и способ укладки материала, который проводят зачастую внахлест.

Дополнительно на количество кровельного материала влияет наличие добавочных элементов.

Во всех расчетах вам поможет калькулятор вальмовой крыши — онлайн.

ОСТОРОЖНО!

Некоторые виды кровельного материала нуждаются в обустройстве дополнительной обрешеткой сплошной укладки. Это увеличивает затраты на строительство. К такому материалу можно отнести черепицу на мягком основании.

Последний нюанс, который стоит учитывать – это количество потерь материала. Учитывая устройство вальмовой разновидности конструкции, которая представлена трапециевидными и треугольными скатами, необходим раскрой материала.

В таком процессе теряется около 30 %. Оптимальным решением, позволяющим избежать столь больших потерь, является использование черепицы битумного типа или штучного материала для кровли.

Стандартный принцип расчета количества кровельного материала:

• Рассчитывается площадь общего покрытия крыши;
• Делится на площадь одного листа материала;
• При этом учитывается не полная площадь материала для кровли, а на полезную его часть, т.е. на ту, которая покрывает поверхность. Для этого вычитают из общей площади материала расстояние, которое уходит на стыковку и нахлесты. Обычно такое значение равно 15 см.

Для более ясного представления о расчетах, можно рассмотреть два примера с использованием различного типа кровельного материала: шифер и металлочерепица.

Для шифера пример расчета следующий:

1. Обычно используют для покрытия семь листов волнового шифера, полезная площадь которых равна 1,335 м2.
2. Если применяются 8 листов такого материала, то значение полезной площади равно 1,56 м2.
3. Далее, значение общей площади крыши делят на значение полезной площади материала. Если площадь крыши, например, 26,7 м2 то количество листов шифера, необходимого для оборудования кровли, равно 20 штук.

Пример расчета для металлочерепицы:

1. Выбирая подобный материал для покрытия, стоит знать, что чем меньше размер материала, тем больший размер стыков необходимо применять.
2. Изначально значение общей площади умножают на поправочный коэффициент, равный 1,1.
3. После этого получившееся значение площади делят на полезную площадь черепицы, в зависимости от ее размера и, соответственно размера нахлествов.

Если конструкция покрытия крыши комбинированная и сложная, то значение перерасхода может достигать 60%.

Калькулятор расчета крыши

Виды и типы конструкций крыш

Для начала разберемся с формами крыш, их устройством и наиболее часто встречающимися конструкциями, чтобы Вам было был более понятен разговор о крыше вальмовой. Собственно Вы и сами с этим быстро разберетесь если взглянете на этот чертеж-схему с обозначениями (можно увеличить).

какие бывают крыши – конструкции, формы и устройство

На фото цифрами:

СХЕМА ДВУСКАТНОЙ КРЫШИ

1. Подкосы
2. Затяжка
3. Наклонная стропильная нога
4. Мауэрлат
5. Перекрытие верхнего этажа
6. Кобылка

СХЕМА ЛОМАНОЙ КРЫШИ

1. Стропила верхнего пояса фермы
2. Затяжка верхнего пояса
3. Стойка
4. Балка нижнего пояса

Типы скатных кровель:

а – односкатная; б – двускатная; в – ломаная (мансардная); г – вальмовая; д – многощипцовая

Меряй понизу.

В соответствии с предлагаемой методикой все замеры следует делать по нижнему ребру стропил. Я не буду подробно останавливаться на том, как пришёл к этому выводу. Просто после того как я стал измерять именно так, а не по некой теоретической средней линии, всё встало на свои места. Делая разметку по нижнему ребру стропил, я замеряю именно до той самой точки, от которой и нужно делать рез. Количество рабочих этапов при этом сокращается, а значит, и уменьшается вероятность того, что будут допущены грубые ошибки.

Другое достоинство предлагаемой методики в том, что вам не придётся думать, на сколько следует опускать угловые стропила, поскольку для всей несущей конструкции предполагается использовать пиломатериал одного и того же сечения.

Например, для рассматриваемой в этой статье крыши и угловые (короткие), и промежуточные стропила я вырезал из доски сечением 50×150 мм. Благодаря этому верхние рёбра коротких стропил оказались чуть выше углового стропила, и, как следствие, — между последним и настилом крыши образовался зазор, позволяющий воздуху просачиваться вверх к вентиляционному проёму в коньке крыши.

Расчёты осуществлять несложно, так как расположение каждого стропила можно изобразить с помощью прямоугольных треугольников, а значит, и рассчитать с помощью теоремы Пифагора.

В данной статье вся технология показана на примере небольшой прямоугольной постройки. Поскольку её крыша невелика по своим размерам и весь каркас возводится из пиломатериала сечением 50×150 мм, поправок на более мощные коньковый брус и угловые стропила делать не приходится.

Фото 1.Конструкция вальмовой четырехскатной крыши

1. Угловое стропило всегда имеет более пологий уклон, чем промежуточные стропила. Для данной крыши с уклоном 6:12 уклон углового стропила составляет 6:17. Все стропила, смонтированные на данной постройке (включая угловые), вырезаны из досок сечением 50х 150 мм.
2. Короткие стропила стыкуются не с коньковым брусом, а с угловым стропилом, и имеют такой же уклон, что и промежуточные стропила.
3. Коньковый брус для данной постройки вырезан из того же пиломатериала, что и стропила.
4. Центральные промежуточные стропила. На концах конькового бруса стыкуются три промежуточных стропила, которые называют центральными промежуточными стропилами.
5. Промежуточные стропила. Эти стропила опираются на верхнюю обвязку и коньковый брус.

Ссылка по теме: Строительство крыши своими руками-из чего и как?

Мерная рейка и таблица коэффициентов.

Первым делом я знакомлюсь с конструкцией и прикидываю, как элементы будут соединены друг с другом. Затем изготавливаю мерную рейку из полоски фанеры шириной 50 мм. Кладу её на верхнюю обвязку торцевой стены и размечаю заложение (горизонтальную проекцию) промежуточного стропила, толщину стены (для подреза опорной части) и свес крыши (рис. 1).

Рисунок. 1. Разметка центральных промежуточных стропил.

На схеме видно, что центральные промежуточные стропила и стены формируют квадраты (закрашены в розовый цвет) в углах постройки.

Угловое же стропило делит каждый квадрат по диагонали, образуя два прямоугольных треугольника.

Также читайте: Каркас своими руками – схемы, фото, чертежи и устройство

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.

Стропильная система четырехскатной вальмовой крыши своими руками

Сложное устройство стропильной системы вальмовой крыши отпугивает начинающих мастеров от ее создания своими руками. Однако, такой способ перекрытия прекрасно подходит для частных домов небольшого размера в европейской стилистике. Чтобы качественно выполнить монтаж вальмовой кровли своими руками следует провести подготовительную, проектную детальность: выполнить расчет, составить чертеж и нанести разметку. Для этих процессов необходимы базовые знания о строении стропильного каркаса, строительные нормы по выбору угла наклона кровельных скатов.

Состав стропильных ферм

Стропильная система выполняет функции опорного каркаса, на котором лежит основной вес кровли. Ее основной элемент – стропильные ноги, вальмовая кровля насчитывает 4 различных разновидности стропил:

1. Диагональные (угловые) стропила. Конструкция стропильной системы вальмовой кровли имеет 4 угловых стропильных ноги. Они продолжают коньковый брус, соединяя его с углом торцевой стены. За счет угловых стропил формируется вальмовый скат, их длина превышает аналогичный параметр рядовых. Так как диагональные ноги несут на себе вес кровельного материала вальм, а также к ним осуществляется крепеж нарожников и торцевых рядовых стропил, для изготовления требуются доски сечением 100х150 мм или сдвоенные обычные, 50х150 мм. Иногда стандартная длина пиломатериалов меньше необходимой, в таком случае требуется изготовление своими руками наборных ног, составленных из элементов. Расчет длины диагональных ног выполняют с применением специального коэффициента, путем умножения на длину рядового стропила.

Залог надежности стропильной системы – элементы одинакового сечения, изготовленные из одного и того же материала, исключение составляет лишь диагональные стропила, сечение которых должно быть толще.

Опорные конструкции

Конструкция стропильных ног не позволяет им самостоятельно выдерживать вес кровли, подспорьем в этом деле им служат дополнительные опорные элементы:

Мауэрлат. Мауэрлатный брус укладывают на верхний пояс сооружения. У бревенчатого и брусового дома роль мауэрлата играют верхние венцы, укрепленные анкерными болтами. В кирпичных или газосиликатных постройках требуется монтаж мауэрлата своими руками на цементную армированную стяжку

Очень важно рассчитать места крепления бруса так, чтобы они не совпадали с расположением стропил. Прочность мауэрлата снижается с каждым отверстием, проделанном в нем, поэтому нужно делать лишь те, что определил расчет

Расчет составляющих стропильной системы основывается на весе кровли, размерах перекрываемого здания и величине сечения исходного материала.

Вычисление основных параметров системы

Специальные компьютерные программы облегчают вычисления параметров стропильной системы, однако расчет достаточно прост, так как основывается на тереме Пифагора о прямоугольных треугольниках. Схема вычислений выглядит так:

1. Первым делом своими руками измеряют ширину и длину перекрываемого сооружения. Необходимо использовать для измерений одну рулетку, каждый замер производить по два раза, чтобы избежать ошибок. На основе полученных данных составляют схематичный чертеж.

Расчет состава стропильной системы не только позволит закупить необходимое количество строительного материала, но верно определить объем фундамента, однако, учтите, кровельный материал нужно приобретать с запасом 15-25% на нахлест и подрезку.

Результатом вычислений должен стать подробный чертеж и упрощенная схема для нанесения разметки. Четырехскатная крыша может строится по готовым проектам, если использовать стандартный угол наклона.

«Золотые» правила кровельщиков

Опытные мастера-кровельщики говорят, что стропильная система крыши с торцевыми вальмами не сложнее двухскатной, если соблюдать «золотые» правила, которые сформировались за долгие годы работы:

• Использовать для изготовления стропил доски и брус одного сечения, то есть стропила и коньковый прогон выполнять из доски 50х150 мм, мауэрлат и лежень из бруса 150х150 мм.
• Выполнять расчет до начала работ по установке кровли, основываясь на неоднократно проверенных измерениях.
• Узлы стропильной системы должны быть отражены в проектной документации и проверены расчетом нагрузок.
• Выбирать сечение стропил нужно в соответствии с длиной, весом кровельного материала и перекрываемой площадью.
• Своими руками монтаж выполняют с помощью подсобника, длинные, тяжелые диагональные стропила сложно установить в одиночку.