Как самому сделать чертеж четырехскатной вальмовой крыши

Крыши сложной формы привлекают особое внимание к архитектуре здания. Четырехскатные кровли популярны при возведении загородных домов. Четыре ската, расположенные в разных плоскостях, придают жилищу респектабельный вид. Чаще всего скаты выполняются разной формы: два из них получаются треугольными и выступают в роли фронтонов, два имеют форму трапеции.

Проектирование стропильной системы

Двухскатная крыша – достаточно простая конструкция, проектирование которой можно выполнить самостоятельно. При разработке проекта, в частности, следует учитывать :

  • размеры и конфигурацию постройки (в том числе принять во внимание наличие внутренней стены или опорных колонн);
  • материал, из которого выполнены строительные конструкции;
  • предназначение чердачного помещения (эксплуатируемое/неэксплуатируемое).

Важно правильно выбрать тип стропильной системы (наслонные или висячие стропила, ломаная крыша), а также выполнить ряд расчетов. Угол наклона скатов выбирается исходя из климатических особенностей региона – требуется учесть снеговую и ветровую нагрузку. Кроме того, на данный параметр влияет выбор кровельного материала.

На этапе проектирования необходимо рассчитать размеры элементов стропильной системы, в частности, длину и сечение стропильных ног, а также подобрать шаг установки стропил. Подготовленный чертеж должен содержать подробную информацию о том, как будет монтироваться конструкция. Выполняется схема каждого типа узла крепления с указанием необходимых крепежных элементов.

Для выполнения инженерных расчетов можно использовать соответствующую справочную информацию, в том числе таблицы подбора сечения и шага установки стропил в зависимости от угла наклона ската и кровельного материала. Следует правильно рассчитать, какой вес будет иметь сама конструкция крыши, для этого суммируется вес :

  • элементов стропильной системы и обрешетки;
  • кровельного покрытия;
  • гидроизоляционной мембраны;
  • утеплителя и пароизолятора;
  • внутренней обшивки чердачного помещения.

Точность расчетов при проектировании и правильный выбор технологии монтажа узлов позволит избежать деформации и разрушения крыши в процессе ее эксплуатации .

Для установки двухскатной крыши могут использоваться стропила висячие или наслонные. Особого подхода требует стропильная система ломаной двухскатной крыши, которая возводится при необходимости получить просторную мансарду. Ее устройство подразумевает применение принципов монтажа наслонных и висячих стропил.

Висячие стропильные фермы

Висячие стропила – конструкция, в которой предусмотрено опирание стропильных ног только на внешние стены сооружения. Висячие фермы могут устанавливаться для перекрывания пролетов, имеющих длину до 7-12 метров . К недостаткам висячих стропил относится большое усилие на распирание, которое передается стенам дома и может вызвать их деформацию или разрушение. Чтобы скомпенсировать распирание, требуется устройство горизонтальной затяжки.

Выбранная схема изготовления висячих стропильных ферм может предусматривать монтаж нижней затяжки, соединяющей нижние концы стропильных ног – в этом случае горизонтальные перемычки выполняют функцию лаг будущего пола чердачного помещения. Если затяжку (ригель) необходимо установить ближе к коньку, ее требуется крепить максимально прочно, так как чем выше расположена горизонтальная перемычка фермы, тем выше нагрузка, которую она испытывает. Ригель рекомендуется делать из деревянного бруса, толщина которого должна позволять выдерживать серьезные нагрузки на растяжение, либо из двух досок, закрепленных с обеих сторон пары стропильных ног.

Чтобы не делать лишнюю работу по подгонке каждой пары стропильных ног по месту установки фермы, рекомендуется воспользоваться шаблоном . С этой целью на подготовленный мауэрлат (после проверки его геометрических параметров и горизонтальности) следует поставить пару стропильных ног. В нижней части необходимо делать специальные запилы, чтобы установить стропила под заданным углом, строго симметрично. Верхние части стропил должны упираться друг в друга.

После точной подгонки деталей, стропила опускаются на землю (устройство стропильных ферм удобнее вести на ровной подготовленной площадке). По готовым стропилам изготавливаются шаблоны – их следует делать отдельно для правых и левых стропильных ног. Затем подготовленные элементы попарно поднимаются на крышу, где крепятся к основанию и между собой в коньке. На следующем этапе монтируются ригели, обеспечивающие жесткость конструкции и снимающие распорную нагрузку со стен.

Предварительное крепление элементов рекомендуется выполнять при помощи гвоздей, а после поверки геометрических параметров конструкции следует укрепить узлы металлическими пластинами или другим крепежом.

Если требуется обеспечить дополнительную жесткость конструкции, под стропила следует поставить дополнительные подпорки – подкосы. Устройство ферм с подкосами требуется при большой длине пролета двухскатной кровли или высоких внешних нагрузках на крышу.

Как рассчитать четырехскатную крышу беседки

Существуют два реальных способа:

  • Использовать готовый чертеж или прототип четырехскатной крыши, использованной при строительстве дома. Нужно будет только в масштабе пересчитать размеры и сечения основных несущих элементов кровли в привязке к размерам своей беседки;
  • Выполнить расчет четырехскатной крыши с использованием готовых программных комплексов, но для этого нужно как минимум сделать проект самой беседки.

Для работы можно распечатать эскизы с размерами и углами запилов. Имея на руках стопку эскизов, проще купить материал или заказать изготовление деталей каркаса у профессионального столяра.

Стропильная система для двухскатной крыши своими руками

Проще всего выполнить монтаж системы с висящими стропилами — древесины расходуется меньше и по времени все происходит быстрее., т.к. сборку можно выполнить на земле. Поэтапную технологию можно представить так:

  1. Монтируют мауэрлат параллельно будущему коньку заподлицо с поверхностью стены, прикрепляя его к несущей стене с шагом не более 12 см. Перед монтажом его пропитывают антисептиком. Если стена толще мауэрлата, то брус снаружи закладывают кирпичами, заизолировав древесину рубероидом в 2 слоя. Надежность системы при этом повышается.
  2. Устанавливают балки перекрытия. Сечение их зависит от габаритов строения. Вначале закрепляют 2 балки по краям, затем размечают места установки остальных при помощи рулетки. Крепят балки гвоздями к мауэрлату, выравнивая их по горизонтали.
  3. Укладывают поверх балок временный настил.
  4. Устанавливают по центру строения стойки, закрепляя их распорками. Высота их равна длине стен от пола до верхней кромки мауэрлата.
  5. Выполняют установку конькового бруса из доски 15 х 5 см.
  6. Собирают из стропил треугольник. Для определения размеров один конец доски прикладывают к балке, а другой к коньковому брусу. Наносят контрольные линии, затем отпиливают лишнее.
  7. Примеряют шаблон и делают его копии в нужном количестве.
  8. Выполняют монтаж стропил: устанавливают первое и сразу закрепляют противолежащее. К балке крепеж осуществляют при помощи скоб или металлических уголков, а к коньковому брусу — с использованием гвоздей. Стропила верхней частью должны упираться в конек, а низом — в мауэрлат. Если так не получается, используют дополнительную деталь, называемую подпятником.
  9. Устанавливают под стропила ригеля, располагая их горизонтально и вертикальные стойки.
Стропильная система для двухскатной крыши своими руками

Внимание! Перед установкой стропильной системы нужно сделать из доски 5 х 15 см фронтоны.

Читайте также:  Инструкция по монтажу водосточной системы

При монтаже системы двухскатной крыши стоит заранее позаботиться и о финальных материалах покрытия: кровле, утеплителе и гидроизоляции

Проектирование

Проект дома с мансардой

Угол наклона для скатов выбирается исходя из рекомендаций изготовителей кровельного материала и природных особенностей. Для мягкой рулонной кровли достаточно угла до 18 градусов, для шифера подойдет угол в 15–60 градусов, а под черепицу стоит заложить наклон от 30 до 60 градусов.

Большое значение имеет количество осадков зимой, если выпадает значительное количество снега, то лучше выбирать крутые скаты, на которых осадки меньше задерживаются.

Пример расчета нагрузки на стропила в программе

Выбрав угол наклона, можно рассчитать высоту конька и остальные параметры, необходимые для постройки четырехскатной крыши. Для вычисления площади используются геометрические формулы для треугольника и трапеции.

Расчет стропил в программе

При проектировании стропильной системы необходимо многое учесть: сечение бруса, длину стропил, величину прогона, шаг установки элементов. Все возможные нагрузки на кровлю выясняются на стадии проектирования, к ним относят:

  • вес выбранного кровельного покрытия;
  • годовое количество осадков;
  • масса утеплителя и гидроизоляции;
  • устройство на крыше различного оборудования (антенны, фонари, окна и т. д.);
  • снеговая и ветровая нагрузка.

Кроме заложенных нагрузок, кровля дома должна иметь запас прочности, гарантирующий устойчивость конструкции в непредвиденной ситуации. Для возведения стропильной системы применяются брус и доски. Если есть необходимость усилить элементы, доски сдваиваются.

Схема стропильной системы вальмовой крыши

Перед началом работы все пиломатериалы проходят обработку антисептиком.

Возведение стропильной системы

Стропильная система, которую можно сделать своими руками, состоит из целого ряда элементов, объединенных в единое целое. Стропильная А-образная ферма является жесткой конструкцией, работающей «на распор». Если строительство крыши ведется на брусовом доме, противоположные стены следует укрепить стяжками из бруса 100×150 мм на уровне балок потолочного перекрытия. Это делают, чтобы стены не раздвинулись под нагрузкой.

На потолочное перекрытие укладываются лежни – дополнительные элементы из бруса 150×150 мм или более, которые служат опорой для стоек и перераспределяют точечную нагрузку на поверхность перекрытия. Укладку лежней своими руками следует делать по линиям расположения стен будущего чердачного помещения. Если чердак не планируется использовать, лежень может быть уложен непосредственно под коньком для монтажа опорных стоек. При необходимости можно делать сращивание бруса, но только в местах, где стык будет лежать на балке. Шиповое соединение укрепляется скобой или металлической пластиной.

Повторяющиеся детали стропильной системы следует делать полностью идентичными друг другу, чтобы построить равнобедренную двускатную крышу, вес которой будет распределяться равномерно даже под атмосферными нагрузками. С этой целью своими руками изготавливаются шаблоны одинаковых деталей.

На перекрытии дома раскладываются доски 50×150 мм, изготавливается треугольник необходимой высоты из двух стропильных ног и доски-стойки (ее длина соответствует высоте будущей крыши), соединенных гвоздем. Вдвоем или втроем конструкция поднимается — стойка устанавливается на центральной оси перекрытия, стропила устанавливаются на мауэрлат.

В процессе подготовки шаблона можно удлинять элементы, варьируя высоту крыши и выбирая наиболее подходящий вариант.

Определившись с размерами, необходимо сделать фигурные запилы на стропилах в местах их контакта с обвязкой. Стропильная нога должна жестко упираться в мауэрлат. Существует целый ряд способов крепления, следует выбрать наиболее удобный и надежный, желательно использовать металлические накладки. С тонкостями технологии можно ознакомиться по видео. Получившая стропильная конструкция в дальнейшем выступает как шаблон, а доска-опора помогает контролировать высоту установленных ферм.

Проектирование (чертежи) и необходимые расчеты

Для того чтобы сделать четырехскатную крышу, необходимо правильно произвести расчеты и установить основные параметры кровли. Наиболее важно определить ее площадь, т.к. она определяет эксплуатационные нагрузки, размеры и количество стропил, угол наклона скатов, от которого зависит высота крыши.

Для возведения четырехскатной кровли обязательно разрабатываются детальные чертежи. Без знания точных размеров всех элементов кровли невозможно свести их в единое целое. Лучше всего создать 3D модель по специальной компьютерной программе. С ее помощью будут определены точные размеры всех деталей.

Расчёт площади

Общая площадь кровли складывается из площадей 4-х скатов. В расчетах используются формулы для равнобедренных треугольников и прямоугольников.

Читайте также:  Дымоходы из нержавеющей стали — рекомендации по выбору и монтажу

В шатровой крыше общая площадь кровли составит S=4Sc=4(аха/2cosA)/2 =аха/cosA, где:

  • а – длина стены дома,
  • А – угол наклона скатов.

В вальмовой крыше общая площадь складывается из 2-х треугольников и 2-х трапеций: S=2(b+c)h/2 +2ah/2sinA = h(b+c)+ah/sinA, где:

Проектирование (чертежи) и необходимые расчеты
  • а – ширина дома,
  • b – длина дома,
  • с – длина конькового прогона (конька),
  • h – высота крыши над перекрытием,
  • А – угол наклона треугольного ската.

При расчете необходимо учесть длину свеса, который формируется со всех сторон кровли. Для этого к расчетной площади надо прибавить 3-5% в зависимости от длины свеса.

Расчет сечения стропил

Полный расчет стропильной системы достаточно сложен. Он учитывает все эксплуатационные нагрузки, длину стропил, угол наклона ската, шаг установки, реакции опор и другие факторы.

Самостоятельно проводить его не всегда возможно, а потому рекомендуется пользоваться строительными нормами.

Выбор сечения стропил основывается на прочностных свойствах материала с учетом коэффициента запаса порядка 0,8. В целом, расчет вальмовой кровли во многом аналогичен расчету двухскатной крыши.

Рекомендации по выбору сечения стропил с учетом некоторых факторов сведены в табл.1.

Таблица 1. Сечение стропил вальмовой четырехскатной кровли:

Длина стропила, м Размеры стропил, мм Шаг установки стропил, м
брус (спаренная доска) Бревно, диаметр
До 3 80х100 90х100 90х160 100 150 160 1,1 – 1,4 1,4 – 1,7 1,7 — 2,2
3- 4 80х160 80х180 90х180 160 180 190 1,1 – 1,4 1,4 – 1,7 1,7 — 2,2
4- 5 80х200 100х200 200 200 1,1 – 1,4 1,4 – 1,8
5- 5,8 100х200 200 1,1 – 1,5
До 6,5 120х220 240 1,1 – 1,4

Длина стропила не превышает 6,5 м. При необходимости получения большей длины приходится делать сращивание и вводить дополнительные упрочняющие элементы.

Выбор угла наклона

Угол наклона скатов выбирается, исходя из снеговой и ветровой нагрузки, применяемых кровельных материалов и размеров чердачного помещения (мансарды). Он может колебаться в широких пределах – от 5 до 65°.

Для регионов со значительной снеговой нагрузкой необходим угол 45-65°. Причем при наклоне 60% нагрузку от снега можно вообще не учитывать, т.к. он не накапливается на крыше.

Однако с увеличением наклона повышается парусность сооружения, что снижает сопротивление ветру. Эту нагрузку можно не учитывать при угле менее 25°в. Для регионов, где возможны сильные ветра, наклон не должен превышать 45-48°.

Проектирование (чертежи) и необходимые расчеты

С учетом свойств различных кровельных материалов и особенностей их наложения рекомендуются такие углы наклона:

  • мягкие, рулонные материалы – от 5 до 20°;
  • шифер, металл, асбесто-цементные листы – 12-65°;
  • керамическая черепица – 22-60°.

Важно также учитывать, что с увеличением угла наклона ската увеличивается высота крыши, а значит, и расход материалов. В каждом конкретном случае следует искать оптимальное соотношение между размером чердачного помещения и затратами на материалы.

Шаг стропил

Расстояние между стропилами или шаг их установки зависит от эксплуатационных нагрузок, а также размеров сооружения и самих стропил. Важное значение имеет вес кровельного материала. Кроме того, учитываются размеры элементов кровли или ширины рулонов мягких материалов.

Минимальные шаги необходимы для шифера, металла, черепицы. Они устанавливаются в пределах 0,6-0,8 м. При укладке мягкой кровли шаг увеличивается до 1,4-1,6 м.

Другой важный фактор – длина стропила. Так при длине более 4 м оптимальный шаг для мягкой кровли составляет 1-1,2 м.

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

Строительство каркаса для крыши с четырьмя скатами – непростой процесс с характерными технологическими особенностями. При возведении используются собственные конструктивные составляющие, отличается последовательность производства работ. Зато результат поразит эффектной формой и стойкостью при отражении атмосферных атак. И домашний мастер сможет гордиться личными достижениями на поприще кровельщика. Однако прежде чем решиться на устройство подобной конструкции, стоит ознакомиться с алгоритмом, согласно которому сооружается стропильная система четырехскатной крыши и со спецификой ее устройства.

Монтаж кровельного покрытия

Для крыши шатрового типа не укладывают кровельное покрытие по одному градусу, например:

  • гибкая черепица монтируется при уклоне на 8−18 градусов;
  • асбестоцементные материалы монтируются при 14−16 градусах;
  • металлическая черепица монтируется при уклоне на 30−60 градусов.

Кроме основных кровельных материалов, можно применять и специфические виды, например, камышовые и тростниковые варианты. Надежность и долговечность такой кровли сводится к минимуму, особенно если регион находится в суровых климатических условиях.

В основном для сложной формы крыш используют гибкую и металлическую черепицу. Материал существенно дороже, но обладает высоким сроком службы. В первом случае для монтажа используется специальная газовая горелка. Материал наплавляется путем разогрева гибкой черепицы и основания крыши. А во втором случае закрепление листов выполняется при помощи шуруповерта и саморезов. Покрытие всегда производится снизу вверх.

Отходы кровельного покрытия будут большими, поскольку крыша имеет фигурную форму и без подрезки не обойтись. Это надо учесть при расчетах на расход материала.

Если работа будет проводиться в одни руки, то следует запастись терпением и силами. Ведь на всех этапах сборки кровельного изделия придется где-то поддержать брус или подать лист кровли. Поэтому желательно включить в работу еще одного человека, который станет помогать в сложных ситуациях. Однако если такая крыша будет предназначаться для маленькой беседки, то в таком случае можно справиться и своими силами.

Конструкция двухскатной кровли

Двускатная крыша

Принципиальное устройство двухскатов элементарно, и заключается в наличии у крыши двух наклонных прямоугольных плоскостей, по которым и происходит сброс атмосферных осадков, будь то снег или вода.

Конструкция двухскатной кровли

Эти плоскости сходятся сверху в одной горизонтальной линии, называемой “коньком”. При построении такой геометрической формы с торцов скатов неизбежно образуется два вертикальных треугольника – фронтона.

Читайте также:  10 лучших производителей мягкой черепицы

Виды двухскатов

Отличия крепления стропил

1 Классическая – наиболее распространённая конструкция. При такой компоновке крыша формируется с симметричными скатами, т.е. с одинаковой их крутизной.

В своём строительстве простой “двухскат” может формироваться двумя способами:

Конструкция двухскатной кровли
  • наслонная
  • висячая

Более подробно эти системы будут рассматриваться ниже.

Крыша каркасного дома

Преимуществ такой вариации налицо:

  • Простота в проектировании. С расчётами справиться практически каждый, владеющий азами математики. Существует множество готовых проектов, которые находятся в открытом доступе
  • Надёжность конструкции. Минимальное количество соединительных узлов делает её прочной и долговечной
  • Простота монтажа. Ничего “хитрого” здесь нет – элементов немного, узловые соединения элементарны, инструмент простой, крепёж доступен
  • Классический дизайн всегда в моде. К тому же при желании домовладелец легко может изменить облик дома, поменяв угол наклона скатов кровли
Конструкция двухскатной кровли

2 Ассиметричные формы – это необычно. Однако при нарушении симметрии нарушается баланс в распределении нагрузки, что неизбежно влечёт за собой значительное усложнение в несущем “скелете” всего конструктива. Самостоятельно рассчитать такой проект крайне сложно. В этом случае придётся воспользоваться услугами профессионалов

Асимметрия – это красиво

3 Мансардный тип кровли – ещё одна разновидность. От классической вариации она отличается тем, что скатную поверхность создают ломанной.

Конструкция её несколько сложнее, чем у классических аналогов, но также доступна для простого обывателя, который решил своими силами её спроецировать и скомпоновать.

Главное отличие от классики заключается в том, что мансардный тип сочетает обе технологии, используемые для строительства стропильных крыш.

Конструкция двухскатной кровли

Терминология и элементы

Варианты исполнения

Для полноценного изучения кровельной тематики без специальной терминологии не обойтись. В цели наглядности ниже представлена схема с примерами использования описываемых элементов.

Основные элементы стропильных систем

  • Маурлат – элемент практически любой кровельной конструкции. Выполняется из деревянного доски или бруса, жёстко крепится по периметру торца внешних стен постройки. Главное его предназначение – равномерно распределять нагрузку на несущие стены здания. Именно к этому элементу крепятся все стропильные ноги кровли
  • Стропила – несущий каркас для кровельного покрытия. Устанавливают их парно, соединяя между собой в верхней части, называемой коньком. Нижняя часть их, как уже упоминалась крепиться к маурлату. Выставленные с определённым шагом стропила, служат основой для обрешётки, на которой в дальнейшем будет крепиться кровельный материал
Конструкция двухскатной кровли

Много вопросов возникает по поводу соединительных узлов – хороший видеоматериал можно найти по следующей ссылке:

ВИДЕО: Узлы стропильной системыУзлы стропильной системы

  • Ригель и (или) затяжка. Элементы усиления конструкции. Устанавливаются горизонтально, врезаются в стропильные пары, крепятся на гвозди, болтовые соединения и т.п. В случае необходимости, для придания дополнительной жёсткости дублируются два-три раза (верхний – средний – нижний)
  • Стойка или бабка – служит в роли как основной, так и дополнительной вертикальной опоры. Они устраняют прогибы каркаса
  • Прогоны – брус, одна или две сшитые доски, а также может быть и отдельная конструкция. В простых вариантах коньковый прогон пришивается к узловым соединения верхней части стропильных ног, в более сложных он подпирается бабками (вертикальными стойками), которые в свою очередь крепятся к лежню
  • Лежень – это прогонная балка, т.е. брус, лежащий по всей длине крыши. Формируется для дополнительной фиксации и усиления всей кровельного формирования. Укладываться может как на несущую перегородку здания, так и лишь на внешние стены (в двух местах)
  • Подкосы – усиливающая деталь. Применяют в случаях, когда стропильные ноги обладают повышенной длинной, когда есть необходимость дополнительно усилить и исключить их прогиб. Чем сложнее крыша, тем больше этих деталей может потребоваться

Система стропил для четырехскатной крыши

Завершающий конструкционный элемент здания должен не только надежно защитить от осадков, сохранить тепло, но и подчеркнуть архитектурные достоинства. Форма классифицируется по: углу наклона (плоские, скатные); наличию сводов, куполов; числу наружных и внутренних ребер; количеству плоскостей (скатов). Чем сложнее система, тем вероятнее, что для выполнения работ придется нанять строительную бригаду. Необходимо подобрать не самый простой вариант, но интересный с точки зрения дизайна. Четырехскатная крыша – идеальное решение.

Система стропил для четырехскатной крыши
  • Вальмовая – состоит из двух треугольных скатов, упирающихся вершинами в окончания конька. Две другие плоскости – трапеции.
  • Полувальмовая – отличается от первого исполнения тем, что часть наклонной поверхности занимает фронтон. Кровля по одной или двум плоскостям имеет укороченный вид. Испытывает меньшие ветровые и снеговые нагрузки. Еще один плюс – возможность установки на мансарде полноценных окон или балконов в области фронтонов.
  • Шатровая – треугольные скаты сходятся в одной точке. Применение такого решение целесообразно для дома с одинаковыми размерами внешних стен.
Система стропил для четырехскатной крыши

Особенности четырехскатных крыш:

Система стропил для четырехскатной крыши
  • Более равномерное распределение нагрузки на фундамент, по всему периметру.
  • Сокращение объема чердачного пространства – уменьшение расхода тепла на обогрев, сложность организации мансардного помещения.
  • Хорошее противостояние ветровым и снеговым нагрузкам.
  • Более высокая жесткость конструкции за счет увеличения числа внешних ребер.
Система стропил для четырехскатной крыши

Нюансы четырехскатной крыши:

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