Расчет вальмовой кровли четырехскатной крыши с чертежом

Строительство вальмовой конструкции крыши с четырьмя скатами считается одним из наиболее сложных вариантов возведения и обустройства из-за наличия в каркасе многочисленных достаточно непростых узлов сопряжения. До того момента, как начнется строительство стропильной системы, необходимо сделать общий расчет вальмовой кровли четырехскатной крыши с чертежом, и только после этого станет ясной ситуация, насколько массивной и тяжелой получится конструкция стропил.

Как сделать скатную крышу: алгоритм работ

Монтаж вальмовой кровли состоит из следующих этапов:

  1. Расчет материалов, необходимых для стропильного каркаса, паро-, тепло- и гидроизоляции, а также завершающего внешнего покрытия.
  2. Сбор всех инструментов, используемых при строительстве крыши.
  3. Подготовка дерева для стропильной системы: распил досок и обработка их различными антисептическими и противопожарными средствами.
  4. Монтаж каркаса.
  5. Установка паро-, тепло- и гидроизоляционных слоев.
  6. Монтаж кровельного покрытия.
  7. Завершающие работы, связанные с установкой доборных элементов.

Важным моментом является и монтаж вентиляционных устройств, которые необходимы для поддержания здорового микроклимата в доме.

Устройство вальмовой крыши

Конструктивно классическая четырехскатная вальмовая крыша состоит из двух основных скатов и двух боковых вальм. Для расчета длин и сечений бруса необходимо составить максимально точный эскиз, или лучше — чертеж будущей четырехскатной крыши. Используя схемы с различным исполнением углов наклона и высоты крыши, можно прорисовать и просчитать различные варианты компоновки кровли, и главное – определить геометрические размеры наиболее нагруженных деталей каркаса.

Основными элементами конструкции четырехскатной крыши являются:

  1. Рядовые стропильные балки, формирующие два основных ската. Стропила точно такие же по форме и исполнению, как в обычной двухскатной крыше. Скаты имеют форму равнобедренной трапеции;
  2. Вальмовые угловые, называемые еще накосными или диагональными стропилами, располагаются в углах каркаса крыши и формируют так называемые вальмовые скаты в виде симметричных равнобедренных треугольников;
  3. Нарожные стропила, из которых формируется плоскость вальмовых скатов;
  4. Вертикальные стойки, на которые опираются коньковая балка и все четыре ската.

Самые длинные стропила называются угловыми, наиболее короткие – нарожными.

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.

Планирование двускатной кровли
Планирование двускатной кровли

Чертеж стропильной части кровли

Планирование двускатной кровли
Планирование двускатной кровли
Планирование двускатной кровли
Планирование двускатной 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.

Планирование двускатной кровли

Особенности проектирования

Четырехскатная кровля вне зависимости от ее типа в обязательном порядке имеет каркас, конструкция которого предполагает наличие достаточно большого количества самых разных элементов.

Каждый из них имеет определенное назначение и должен соответствовать своим функциональным требованиям.

Для того чтобы такая кровля выдержала все возможные нагрузки в процессе своей эксплуатации, необходимо точно рассчитать возможности каждого ее составляющего элемента.

Такой расчет представляет собой достаточно сложные вычисления, которые не всегда можно произвести своими руками.

Лучше всего доверить расчет четырехскатной крыши квалифицированным специалистам, которые имеют профессиональную подготовку.

Расчет можно произвести и самостоятельно, однако для этого придется воспользоваться специальной программой.

Легче всего такой расчет произвести для беседки, так как ее конструкция имеет более простую форму и предполагает использования меньше количества элементов.

Производя расчет каркаса крыши, важно не допустить критических ошибок, так как это может привести к серьезным последствиям при ее последующей эксплуатации.

В том случае, если будут допущены ошибки, то их исправление может привести к серьезным денежным вложениям и удорожанию всего строительства.

В первую очередь, производя расчет каркаса кровли, важно определиться с углом наклона ее скатов. Расчеты показывают, что чем выше будет угол наклона, тем больше потребуется строительных материалов.

Также, производя расчет крыши, следует обязательно учитывать и тот факт, что чем ниже угол ее наклона, тем более мощной должна быть конструкция самого каркаса.

Видео:

Правильно произведенный расчет позволит сделать стропильную систему более качественной и мощной.

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.

Элементы входящие в каркас крыши

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.

Элементы входящие в каркас крыши
  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.

Элементы входящие в каркас крыши

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.

Материалы и крепеж

Монтаж 4-скатной кровли — трудоемкий процесс. Он требует удобной организации рабочего места и соблюдения техники безопасности. Все материалы должны находится в удобном доступе. Предварительно нужно провести обработку древесины от гниения и огня. Если пропитка была уже сделана, дерево имеет розоватый цвет.

Пиломатериалы

Для изготовления несущих элементов допускается применять пиломатериалы не ниже 2 сорта. Обрешетку можно сделать из обрезной доски 3 сорта, обязательно очищенной от обзола.

Крепеж

Стропильная система собирается и фиксируется врубками, а также дополнительным крепежом. Стыки усиливаются деревянными или металлическими накладками, зубчатыми пластинами, хомутами, уголками, скобами, резьбовыми креплениями.

Выбор крепежа зависит от материала стен:

  • В кирпичных и бетонных строениях отсутствуют большие усадочные деформации, поэтому используются жесткие соединения.

Новые деревянные здания подвержены сильной усадке, особенно в первые полгода. Для их компенсации применяются скользящие крепления. Они позволяют деталям крыши свободно перемещаться без критических напряжений.

Для соединения конструкций, испытывающих динамические нагрузки, гвозди предпочтительнее саморезов. Они хорошо работают на изгиб, а значит, стабильно удерживают элементы узла в нужном положении. Саморезы лучше сопротивляются выдергиванию, но боковая нагрузка может привести к их быстрому срезанию.

Рекомендуемая длина нагелей — 120 мм. Для временного крепления используются гвозди 90 мм.

Расчёт стропильной системы мансардной крыши

Стропильная система является основой крыши, поэтому важно выбрать ту конструкцию, которая наиболее подходит климатическим условиям региона и имеющимся требованиям к размерам жилой мансарды. После выбора конструкции производится расчёт угла наклона скатов и высоты конька для требуемых размеров мансардного помещения. Вычисления производятся с учётом размера карниза по следующим формулам:

  1. Lbc = Lac ∙ tg A, где Lbc − высота конька, Lac − половина ширины дома с учётом карнизного свеса, A − угол наклона ската.
  2. Lc = Lbc /sin A, где Lc − длина стропильной ноги.

    Расчёт стропильной группы мансардной крыши производится с помощью несложных тригонометрических формул

Значение тригонометрических функций можно найти в справочных таблицах.

Таблица: значения тригонометрических функций для различных углов наклона ската

Расчёт стропильной системы мансардной крыши
Угол наклонаската A, град. Значениеtg A Значениеsin A
20 0,36 0,34
25 0,47 0,42
30 0,58 0,5
35 0,7 0,57
40 0,84 0,64
45 1 0,71
50 1,19 0,77
55 1,43 0,82
60 1,73 0,87

Самым сложным при проектировании мансардных крыш является подсчёт пиломатериала. Рассчитать количество необходимых стропил и увязать их со стандартной длиной в 6 м иногда бывает довольно сложно. Допустим, что мы выбрали самую сложную в расчётах вальмовую крышу размером 10Х13 м с учётом карнизных свесов длиной 80 см и углом наклона скатов 45о. Тогда боковые стропила будут иметь длину 5 / sin 45о = 7,04 м. Поэтому стандартный шестиметровый брус придётся удлинять. Обычно для стропил длиной чуть больше 6 м используют брус 100Х200 мм или доску 50Х250 мм.

Если здание имеет большие размеры, то для него требуются стропила длиннее стандартного размера в 6 м, поэтому брус приходится удлинять

Что касается горизонтального бруса перекрытия, то поскольку ширина здания равна 10 м, затяжки должны состоять из двух частей, которые либо опираются на внутреннюю стену здания, либо стыкуются между собой усиливающими элементами и опираются на прогон. Для затяжек и прогонов используют брус сечением не менее, чем 50Х200 мм. По периметру здания проходит мауэрлат, для которого используется брус 150Х150 мм или 200Х200 мм. По выбранной нами схеме периметр здания составляет 39,6 м, поэтому для монтажа мауэрлата потребуется семь шестиметровых брусьев. Размеры всех остальных элементов стропильной системы не будут превышать 6 м.

Вес пиломатериала стропильной системы рассчитывается путём суммирования длин всех элементов с определённым сечением и пересчёта их количества в кубические метры. Это необходимо для определения массы всей крыши, а также бывает нужным при закупке и транспортировке материала. Подсчёт производится по таблице, а затем полученные значения умножаются на вес 1 м3 пиломатериала.

Таблица: расчёт количества пиломатериала в 1 м3 и объём одной единицы материала

Сечениепиломатериала, мм Количество единицв 1 м3 при длине 6 м Объём единицыдлиной 6м, м3
25Х200 33,3 0,03
50Х200 16,6 0,06
50Х250 13,3 0,075
150Х150 7,4 0,135
100Х200 8,3 0,12
200Х200 4,1 0,24
Расчёт стропильной системы мансардной крыши

Сосновый пиломатериал при 12% влажности весит 505 кг/м3, при транспортной влажности 25% − 540 кг/м3. Вот некоторые примеры расчётов:

  1. Если в 1 м3 материала сечением 50Х200 мм содержится 16,6 досок, то вес одной доски будет равен 540 / 16,6 = 32,5 кг.
  2. Если закупается 25 м3 пиломатериала, то весить он будет 25 ∙ 540 = 13 500 кг.
  3. Если требуется 100 досок 25Х200, то необходимо купить 100 / 33,3 = 3 м3 древесины, которая будет весить 3 * 540 = 1 620 кг.

Важно отметить, что обрезной пиломатериал желательно приобретать с наименьшей влажностью, чтобы после монтажа он не коробился и не растрескивался, особенно это касается бруса большого сечения. Для строительства стропильной системы влажность древесины не должна превышать 18%.

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. Последовательность работ по возведению стропильной системы крыши. Видео инструкции

Сборка стропильной системы

Мансардная вальмовая крыша с висячей стропильной системой

Наслонные стропила применяются, если для них есть опора в виде колонн или внутренних несущих стен. При конструировании системы допускается чередование двух типов стропил. Там, где внутренние стены исполняют роль опор, крепятся наслонные, а в других местах висячие.

Сборка стропильной системы

Крепление стропил в основном осуществляется путем устройства запилов (седел). Но их глубина не может превышать четвертой части ширины стропильной доски. Для того, чтобы запил был одинаковым на всех ногах, необходимо сделать шаблон. Кроме этого, элементы стропильной системы крепятся с применением металлических уголков, саморезов, гвоздей. Крепление также может производиться скобами, болтами и шпильками.

При монтаже мауэрлата не забудьте проложить слой гидроизоляции по верху стен. Если стены выложены из кирпича, то в последних рядах кладки устанавливаются закладные детали для дальнейшего крепления мауэрлата. Подобные крепления могут быть изготовлены в виде вертикальных шпилек или болтов, устанавливаемых с шагом не больше полутора метров.

Вальмовые кровли – это сложные конструкции, но это нисколько не снижает их популярности. Несмотря на сложность возведения, они дают возможность устроить дополнительное жилое помещения в чердачном пространстве, а если провести качественное утепление мансарды, то можно эксплуатировать ее и в зимнее время.

Сборка 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.

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
Читайте также:  Использование мягкой черепицы для возведения крыши беседки