Конструкция крыши деревянного дома особенности каркаса и монтажа

Для зданий большой площади двускатная кровля не обеспечивает требуемой защиты и надежности. Такая конструкция опирается только на 2 внешние несущие стены, поэтому нагрузка на стропила чрезмерно велика. Для большого дома лучше выбрать четырехскатную крышу, которая эффективно выдерживает атмосферные нагрузки и более равномерно распределяет давление на внешние несущие стены и фундамент.

Классификация и разновидности

Все четырехскатные крыши делятся по форме исполнения на несколько типов:

  • Шатровые. Такие конструкции возводятся на прямоугольных или квадратных строениях. Скаты такой кровли – равнобедренные треугольники, сходящиеся в одной точке;
  • Вальмовые. 2 ската такой конструкции представлены трапециями, 2 – треугольниками. Именно скаты треугольной формы на фронтонах называются вальмы. Стоит отметить, что вальмовые типы кровель наиболее распространены среди всех четырехскатных видов;
  • Многощипцовые, или ендовые. Очень сложные для строительства типы кровли, которые встречаются не так часто, как указанные выше.

Шатровые и вальмовые конструкции лишены фронтонов, поэтому их устройство считается экономичным. Самым важным этапом строительства такой крыши является точный монтаж стропильной системы и грамотные расчеты необходимого материала.

Классификация и разновидности

Пример реализации кровельной системы

Для крепления стропил используется один из 2-х способов: наслонный или висячий. Наслонная методика установки стропил очень сложна с технической точки зрения и используется там, где отсутствуют несущие стены внутри кровли. Наслонный способ более прост и дешев. Используется на всех кровельных конструкциях с 4 скатами и углом наклона, не превышающим 40°.

Вальмовая крыша – преимущества и недостатки

Плюсы:

  • большая жесткость конструкции. Достигается за счет угловых ребер, соединяющихся возле опорной балки конька;
  • возможность обустройства более выступающих свесов, что обеспечивает дополнительную защиту стен дома;
  • эстетическая привлекательность.

Минусы:

  • сложность расчета и монтажа;
  • более высокая стоимость реализации проекта;
  • уменьшение площади чердачного помещения (в частности в месте установки диагональных опор);
  • невозможность устройства мансарды;
  • естественное освещение возможно только посредством установки окон в кровельном пироге.

Поскольку недостатки не критические – четырехскатная крыша вальмового типа активно практикуется в современном строительстве частных домов.

Конфигурации четырехскатных кровель

Геометрическое исполнение такой крыши объединяет 4 наклонных плоскости, основаниями которых служат несущие стены дома по периметру. Существует несколько конфигураций, которые определяют форму и взаимное расположение наклонных поверхностей.

Вальмовая крыша

Конфигурации четырехскатных кровель

Простая конструкция, внешне отчасти напоминает двускатную: параллельно длинным стенам формируют 2 плоскости, которые соединяются по центру коньковым перекрытием. Противоположные фронтоны заменяют наклонными треугольниками-вальмами. Конструкция применяется для крупных по площади зданий, две стороны которых значительно превосходят другие по длине. 

Полувальмовая крыша

Отличается конфигурацией торцовых скатов. Основания треугольников поднимаются выше нижнего края конструкции. Оставшееся место заполняет фронтон. Углы при основании больших скатов вертикально срезаются. Это позволяет сделать под кровлей просторную мансарду и установить стеклопакет.

Конфигурации четырехскатных кровель

Шатровая крыша

Подходит для квадратных домов или зданий, у которых все стены приблизительно равны. Четыре ската представляют собой треугольники, соединенные вершинами в общей центральной точке. Горизонтальный конек у таких конструкций отсутствует.

На этих конфигурациях основано строительство всех четырехскатных крыш, в том числе комбинирование различных элементов в сложные конструкции.

Конфигурации четырехскатных кровель

Многие дачные беседки имеют форму правильного многоугольника, часто к ним возводят шатровую кровлю. Почему для небольшого сооружения используется четырехскатная крыша, объясняется практичностью и эстетической завершенностью такой конструкции. Строить кровлю с двумя наклонными поверхностями для дачной беседки непрактично: отсутствие закрытых фронтонов оставит часть сооружения незащищенной от осадков, например, во время косого дождя. Четырехскатная кровля в этом выигрывает.

Проектирование конструкции

Как выбрать угол ската:

  • Боковые углы и вальмовые скаты чаще всего имеют одинаковый уклон, но могут и различаться. Если уклон одинаков, то нагрузка будет распределяться равномерно.
  • Угол уклона должен быть от 20 до 45 градусов. Если крыша монтируется в регионах с большой снеговой нагрузкой, то скат делают круче. Если дом будет находиться в месте, где дуют сильные ветра, то уклон должен быть не больше 30 градусов.
  • Нижние границы скатов будет зависеть и от типа кровли.
  • Для вальмовых крыш лучше использовать штучный кровельный материал, потому что при монтаже листовой кровли будет много отходов.
Читайте также:  Отзывы о полимерпесчаной плитке: плюсы и минусы

Как рассчитывается высота конька:

  • К коньку будет сходиться промежуточные стропила и они же, только размещенные по диагонали.
  • Высоту конька следует находить по формуле:H= d*tqα Где d – это ширина здания, tqα – угол ската.
  • Конек должен размещаться строго по оси продольной.

Как определить длину конькового прогона:

  • Если угол уклона вальмового и бокового ската одинаковый, то длина стропил в центре системы также должна быть одинаковой.
  • Край конькового прогона должен находиться от торца стены здания на том же расстоянии, что и прогон от параллельных торцов.
  • Рассчитать длину конькового бруса можно, если вычесть из длины дома его ширину. Находиться он должен только по центру.
  • Коньковый прогон делается из тех же материалов, что и стропильные ноги в центральной части. Вырезаться вертикальные стойки должны с учетом ширины брусков. Верхний край конька размещается на высчитанной высоте.
  • Коньковую раму лучше всего усилить, используя диагональные подкосы.

Как определить длину стропильных ног в центре:

  • Если будет определена высота конькового прогона и его промежуток от мауэрлата, то можно высчитать и длину стропил, находящихся в центре.
  • Расчет ведется по теореме Пифагора. Нужно высчитать гипотенузу, она и будет длиной стропил в центре. Высота – это катеты, ширина – это основание.
  • Длина промежуточных стропил рассчитывается точно так же.
  • Чтобы соединить стропила, необходимо высчитать его угол, по следующей формуле: В=90◦-α.
  • Соединить их можно и по-другому – внахлест, тогда коньковый прогон будет находиться снизу. Но в этом случае надо рассчитывать размеры и высоту, как стропил, так и стоек. Высшая точка тогда – это прямое пересечение досок, находящихся вверху во всей стропильной системе.
  • Можно определить и удлинение стропил, если они понадобятся для формирования карнизного свеса. Существует для этого формула: ▲L=k/cos α, где k – это ширина карнизного свеса, а cos α – угол уклона кровельного покрытия.
  • Общую длину ноги стопил можно найти, суммировав L и ▲L.
  • Длина ног стропильных по диагонали находится с помощью теоремы Пифагора. Где стропило, находящиеся по диагонали – это гипотенуза с основанием, которая будет равняться ½ ширины дома, а высота приравнивается к длине центральной вальмовой стропилы.

Как определить шаг установки стропил:

  • Нагрузка на крышу в основном приходится на стропильные ноги. Если их шаг будет небольшим, то в сечении будет использоваться поменьше пиломатериалов.
  • Определить шаг можно по специальной таблице. Найти ее можно в любой строительной методичке либо форумах.

Расчет нагрузки на стропильные ноги:

  • Нужно знать следующие параметры:
    • Угол ската;
    • Вид покрытия крыши;
    • Снеговую нагрузку;
    • Уровень ветра.
    • Высоту строения в коньке;
    • Степень открытости земельного надела;
    • Шаг стропил.
  • Определяется нагрузка.

Расчет длины нарожников и шаг их установки:

Чтобы рассчитать эти данные, необходимо знать длину центрального стропила и использовать формулу:

L1=2/3 * L

Рассчитав все эти параметры, можно определиться с количеством материала. Чтобы закупить нужное количество кровельного материала, нужно высчитать площадь покрытия: ΣS=ΣL*(2B +4 k), где ΣL –сумма длин стропил, В – длина дома, k – ширина карнизного свеса.

Материалы для установки:

  • Стропильные ноги из бруса;
  • Мауэрлат из бруса различных параметров от 100*100 до 150*150;
  • Коньковые брусы, прогоны, лежаки различных параметров;
  • Ригели из досок 50*100 либо 50*150;
  • Кобылки и подкосы из доски 50*100;
  • Стойки из бруса 100*100 либо 150*150;
  • Доски подшивные, ветровые или торцевые – 20*100 либо 25*150;
  • Деревянная обрешетка.
  • Слой пароизоляции.
  • Теплоизоляционное покрытие.
  • Слой гидроизоляции.
  • Дощечки деревянные для обрешетки.
  • Сама кровля.

Способы крепления элементов стропильной системы

Требований к стропильной системе много, все они основаны на правильной укладке элементов и правильном и грамотном креплении. Поэтому стоит рассмотреть каждый крепежный узел по отдельности. С мауэрлатом более или менее все понятно. Единственное, на что необходимо обратить внимание, это анкера, которые закладываются в сейсмопояс.

Способы крепления элементов стропильной системы

По сути, это обычные шпильки с резьбой на конце, которые с противоположного конца загнуты. Их устанавливают в опалубку и крепят к армирующему каркасу, который изготавливается из арматуры. Крепление производится электросваркой. После чего в опалубку заливается бетонный раствор. Расстояние между анкерами – 50-100 см.

Способы крепления элементов стропильной системы

Что касается крепления стоек под коньковый брус, то необходимо обозначить, что это один из самых нагружаемых узлов во всей конструкции крыши. Поэтому стойки, как уже упоминалось выше, крепятся к нижнему брусу укосинами. При этом саму опору к брусу дополнительно закрепляют металлическими уголками на саморезы с двух сторон. Для усиления можно еще добавить металлические полосы, которые крепят между собой стойку и горизонтальный нижний брус.

Способы крепления элементов стропильной системы

Коньковый же брус крепится к опорным стойкамтеми же уголками или хомутами из металлической полосы толщиною 2-3 мм. Чаще оба крепежных изделия используются одновременно. По сути, такой каркас под стропила будет сам по себе надежным, потому что он с двух сторон будет подпираться стропильными ногами.

Способы крепления элементов стропильной системы

Как крепятся стропильные ноги.

Способы крепления элементов стропильной системы

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.

Читайте также:  Двухскатная крыша своими руками, пошаговая инструкция

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

Четырехскатная крыша для беседки своими руками

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

Четырехскатная крыша для беседки своими руками
  • 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

Четырехскатная крыша для беседки своими руками

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.

Четырехскатная крыша для беседки своими руками

Крыша без единого гвоздя

Курицы врубались в несколько боковых слегов. Сами курицы вырубались из еловых стволов, крюк получался из корневой системы. На курицах держался поток – выдолбленное бревно, в которое упирался дощатый настил – тёс кровли. Верхняя часть тёса свободно укладывалась на коньковую балку таким образом, чтобы при усадке верхние концы теснин могли свободно сходиться. Для этого оставляли место при укладке. Коньковая балка (кнес) обтёсывался с двух сторон, чтобы теснины плотнее прилегали.

Читайте также:   8. Плюсы и минусы крыши из профнастила

Если оставить 10 см для подъёма теснин по кнесу, то этого хватит с лихвой, потому что при усадке будет опускаться и курица, а значит и теснины лежащие на слегах. Сверху теснины придавливали к коньковой балке охлупнем – тяжёлым выдолбленным бревном. Таким образом тёснины закреплялись и в верху крыши и на отвесах.

Кончено, дотошно следовать древней технологии сейчас никто не заставляет, где уместно, можно использовать гвозди, саморезы и т.п. Главное уловить принцип. А в чём он?

Вот в чём:

Таким же образом можно крепить сегодня сплошную обрешётку на слеговой крыше. Если нет желания возиться с курицами (хотя это не труднее, чем со стропильной системой), то можно упирать доски в выдолбленную в верхнем венце ложбину. Причём можно наоборот – крепить доски на коньковой балке, чтобы они потом опустились в ложбину в верхнем венце. Именно таким образом действуют при устройстве тёплой крыши по «норвежской» технологии, о которой я вкратце скажу ниже.

Разработка индивидуального проекта

В собственном доме хочется создать максимальную уникальность. Как в случае выбора собственной формы, так и при использовании одной из нижеприведенных схем, владельцу во избежание проблем нужно сделать четкий план постройки. Требуется подогнать общие чертежи под свой дом, произвести перерасчет параметров с учетом новых материалов. Для успеха соблюдайте следующие советы, рассказывающие, как сделать проект правильно:

  • Создайте мансарду такой высоты, чтобы можно было не только находиться в сидячем положении, хранить вещи, но и спокойно ходить. Особенно актуально в случае жилого пространства.
  • Соблюдайте размеры чердака. Не делайте его чересчур большим, иначе здание будет выглядеть некрасиво.
  • Не используйте широкие скаты крыши, иначе будут перекрываться окна и комнаты станут затемненными.
  • Стропильная система мансардной крыши требует чертежи. Не экономьте время на наглядном плане, он поможет при постройке.
Разработка индивидуального проекта

Крепление угловых выносов стропильной системы

В углах за карнизной доской необходимо установить угловые выноса.

Их крепят так:

  • От угла до места условного пересечения балки перекрытия с крайней опорой каркаса натягивают шнурку.
  • По ее контуру в нужном месте размещают брусок. На бруске нужно отметить места, где он пересекает балку перекрытия и угловой стык карниза. По разметке все лишнее обрезают.
  • С помощью уголков готовый элемент крепится к перекрытию и мауэрлату.

Те же действия выполняются со всеми оставшимися выносами.

Расчет конструкции

Для того чтобы построить четырехскатную крышу, необходимо выяснить массу конструкции, площадь, количество требуемого материала, приемлемый угол и т. д. Если вы составили чертеж, то для проведения точных расчетов выводятся следующие моменты:

  • все значения – основания, толщина мауэрлата:
  • высота подъема конька;
  • длина и ширина всех свесов;
  • шаг и толщина стропил;
  • шаг и толщина досок обрешетки;
  • сорт древесины;
  • тип местности.
Расчет конструкции

Чтобы выяснить какая нагрузка предстоит на несущие стены, нужно воспользоваться онлайн-сервисом в интернете.

Онлайн-калькуляция для четырехскатных крыш происходит быстро, и вам точно скажут — правильно ли вы хотите подобрать материал, сколько лучше использовать стропил и т. д. К тому же вам объяснят какой материал лучше подходит в вашем регионе, какой выбрать угол для вашей местности. Для онлайн-расчетов используются данные СНиП – «Нагрузки и воздействия».