Четырехскатная крыша своими руками: обзор конструкций + инструктаж по строительству

Возведение четырехскатной крыши

Все деревянные детали для каркаса кровли обрабатывают специальным составом, который убережет дерево от пожара. В местах, где брус будет прилегать к кирпичу или камню, его нужно обвернуть в гидроизоляцию.

Начинают устройство четырехскатной кровли с укладки по периметру площади крыши здания мауэрлата.

Крепят его с помощью проволочных петель или шпилек, которые заделывают в стену или в плиты перекрытия. Далее устанавливают центральную балку, которая располагается на центральной оси дома.

Она должна опираться на плиту перекрытия или внутреннюю стену.

Чтобы конструкция была абсолютно симметрична, важно правильно рассчитать и разметить расположение диагональных стропил, а также опоры конька. Высота конька также должна быть размечена с максимальной точностью

Высота конька также должна быть размечена с максимальной точностью.

После того как по периметру площади крыши был установлен мауэрлат, ставят балки под коньковый прогон. Высота конька должна строго соответствовать проектным чертежам.

К коньковому брусу далее крепят диагональные балки, для чего используют брус или двойную доску.

Диагональные балки выдерживают высокую нагрузку во время службы, поэтому они должны быть установлены очень качественно.

Если длины бруса или доски не хватает, диагональные опоры делают из двух частей. Для того, чтобы место стыка не испытывало предельную нагрузку, под него устанавливают опорный брус.

Наиболее жесткой можно сделать конструкцию, если расположить стык с опорой на таком расстоянии, которое равно четвертой части длины стропильной балки от ее верхнего края, который присоединяют к коньку.

Лучше всего устройство диагональных стропил осуществить с помощью сборных ног для стропил, которые удобно монтировать. Процесс установки диагональных стропил вы можете посмотреть на видео.

Видео:

Далее происходит установка стропил для обрешетки.

Устройство данной крыши подразумевает установку не только стропил полной длины, которые соединяют с коньком, но и таких, которые крепятся к диагональным балкам – нарожников.

Чем ближе к углу дома, тем короче нарожники.

Расстояние между стропилами определяется еще в процессе разработки проекта крыши, но следует учитывать, что каждый скат должен иметь как минимум три центральных стропильных балки.

Для придания конструкции максимальной жесткости в необходимых местах крепят опоры, раскосы и затяжки. Схему крепления стропил можно видеть на фото.

Завершающим этапом устройства крыши является монтаж обрешетки стропил. Обычно для обрешетки используют брус размером 50 на 50 мм. Шаг обрешетки зависит от того, какой материал кровли вы выбрали.

Далее по всей площади закрепляют гидроизоляцию и материал кровли, а изнутри по всей площади крепят пароизоляцию и утеплитель.

Далее площадь четырехскатной крыши покрывают кровельным материалом, для чего его крепят саморезами к обрешетке. Затем устанавливают конек, который перекрывает расстояние между скатами.

На сегодняшний день все производители кровельных материалов предлагают также коньковые детали тех же фактур и цветов.

На четырехскатную крышу устанавливают основной конек, и коньки, которые прикрывают зазоры между основными скатами и вальмами.

Завершают монтаж четырехскатной крыши установкой карнизов и водосточных желобов. Весь процесс показан на видео.

Видео:

Недостатки

1. Техническая сложность. Такие крыши могут рассчитывать и строить только высокопрофессиональные специалисты. Без большого практического опыта строительных работ правильно построить вальмовую крышу невозможно.
   Шатровая крыша своими руками

   Наклонные мансардные окна следует не забывать закрывать во время сильного дождя, иначе на полу будет лужа

2. Большие потери кровельных материалов. Вальмовая крыша имеет четыре примыкания скатов, в каждом необходимо подрезать кровельные покрытия. Это приводит к увеличению непродуктивных потерь дорогостоящих материалов и, как следствие, к возрастанию сметной стоимости сооружения.
3. Небольшое чердачное пространство. Малые параметры по высоте и ширине, необходимость монтажа дополнительных опор и раскосов стропильной системы значительно уменьшает размеры чердачного пространства. Вальмовые крыши не используются во время строительства мансардных помещений. А это в настоящее время очень востребованные проекты домов, позволяют при минимальных финансовых потерях существенно увеличивать площадь жилых помещений.

Окно, встроенное в скат крыши, может быть и вертикальным. Такое окно называют «летучая мышь». Встроенное в кровлю из натурального шифера или металлочерепицы, смотрится очень эффектно

Еще один вариант встройки в крышу полноценных окон

Как видим, преимущества четырехскатной крыши сомнительны, а недостатки весомые.

Состав стропильной системы

Чтобы понять, как сделать четырехскатную крышу, нужно узнать состав ее стропильной системы. Это совокупность всех опорных элементов, образующих каркас, на котором лежит кровельный материал. В ее состав входит:

1. Мауэрлат. Толстый, прочный брус сечением 150х150 мм или 100х100 мм. Он распределяет вес кровли по периметру дома. Для четырёхскатной крыши требуется 4 опорных бруса. Если дом строят из дерева, то в роли мауэрлата выступают верхнее венцы из бревна или бруса. В том случае если строительство ведут из кирпича или газосиликата, то на верхней поверхности стен сооружают армированный бетонный пояс, в который вмуровывают длинные металлические шпильки на который крепят мауэрлат.
2. Коньковый прогон. Брусок, к которому крепят верхние части стропильных ног. Он формирует высшую точку крыши. У четырехскатной крыши конек меньше дины дома из-за вальмовых элементов.

3. Стропила. Это доски сечением 50х150 мм или 100х150 мм, которые задают геометрию скатов крыши. При возведении используют три вида стропильных ног: накосные (диагональные), рядовые, нарожные. Рядные стропила устанавливают на трапециевидных скатах. Накосные стропила обычно большей длины, чем рядные и нагрузка на них выше, поэтому для изготовления используют пиломатериал вдвое большей толщины. Они верхней частью опираются на коньковый прогон, а нижней на угол мауэрлата. Нарожники или стропильные полуноги имеют опору на диагональные стропила и мауэрлат и формируют вальму.

4. Лежень. Опорный брус, укладываемый на несущую внутреннюю стену, если она используется в наслонной стропильной системе. Его функция – переносить вес кровли на фундамент, распределяя его.
5. Стойки. Вертикальные опоры из бруса, устанавливаемые на лежень. Они подпирают собой серединную часть стропильной ноги или коньковый прогон.

6. Подкос. Опорный элемент, также называемый подстропильная нога, который устанавливают под углом 45 градусов к стропилам и упирают в стойку. Они предотвращает прогиб ног и переносит часть веса на несущую внутреннюю стену.

7. Шпренгель. Вертикальная опора, наподобие стойки, поддерживающая накосные стропильные ноги. Чаще используют шпренгельные фермы, то есть шпренгели которые упираются в горизонтальные схватки между мауэрлатом смежных скатов.
8. Затяжка, ригель. Горизонтальные бруски, схватывающие стропильную пару в верхней или нижней части. Они гасят распирающую нагрузку, которой подвергаются стены при условии использования висячей стропильной системы.
9. Кобылки. Доски, которые используют для удлинения стропильных ног, чтобы сформировать свес крыши, защищающий стены от сырости. Чаще всего кобылки необходимы для диагональных стропил, так как их длина превышает стандартные размеры пиломатериалов.

Сравнительная характеристика видов каркаса: шатрового и вальмового

В категорию крыши с четырьмя скатами входят 2 типа каркасных систем, которые схематично выглядят как квадратный (шатровая конструкция) и прямоугольный (вальмовая кровля) конверты. В нашей стране крыша конверт достаточно популярна. Главной особенностью четырехскатных крыш является отсутствие фронтонов. Для сооружения стропильной системы четырехскатной крыши в обоих случаях применяются висячие и наслонные стропила. Методы их сборки являются стандартными для крыш с любым количеством скатов.

Отличительные черты четырехскатных кровель различной конструкции:

• В случае с шатровым каркасом, кровля состоит из четырех равнобедренных треугольников, которые соприкасаются вершинами в одной точке. В данном случае функции конька возложены на центральную опорную балку в наслонных конструкциях, либо на верхнюю точку фермы висячих стропил.
• Крыша вальмового типа предполагает наличие двух треугольных и двух скатов в форме трапеции. В данном случае трапециевидные скаты примыкают к коньковой балке верхними ребрами, а треугольные – вершинами. При этом все четыре ската соприкасаются друг с другом боковыми ребрами.

Изучая план стропильной системы четырехскатной крыши, можно сделать вывод, что выбор конфигурации четырехскатной кровли зависит от формы строения. То есть, квадратные дома перекрывают шатровыми конструкциями, а прямоугольные – вальмовыми кровлями. При этом можно использовать любые кровельные материалы, как жесткие, так и мягкие.

При составлении чертежей стропильной системы четырехскатной крыши следует четко обозначить геометрическую форму, а также указать положение отдельных элементов и проекции скатов с точными размерами.

Для опоры четырехскатной конструкции можно использовать мауэрлат, являющийся верхней обвязкой на бетонных или кирпичных стенах, а также верхний венец бревенчатого сруба. Наслонную технологию применяют в тех случаях, когда есть возможность установить верхнюю и нижнюю опору под каждую стропильную ногу.

Некоторые рекомендации по монтажу наслонных стропил:

• Мауэрлат должен быть закреплен с усилением, чтобы выдержать распирающие усилия в случае жесткой фиксации стропильных ног деревянными накладками или металлическими уголками.
• Если же верхняя часть ноги будет зафиксирована жестко, а нижняя – на шарнирном креплении, производить фиксацию мауэрлата можно обычным способом. В таком случае при усилении нагрузок на каркас стропила смогут слегка сдвинуться.
• Распирающая нагрузка и давление на мауэрлат будут нивелированы при использовании жестких креплений нижней части стропил и шарнирных – на верхних пятках.

При сооружении вальмовых и шатровых каркасов используются такие специфические узлы стропильной системы четырехскатной крыши:

• Диагональные ноги, из которых выполняются хребты скатов. В каркасах шатрового типа такие накосные ноги совмещают углы крыши с ее верхней точкой. Вальмовые каркасы предполагают стыковку консолей коньковой балки с углами посредством диагональных стропил.
• Нарожники (полуноги) – элементы, монтируемые под углом 90 градусов к карнизам. Поскольку они стыкуются с диагональными стропилами и располагаются параллельно друг другу, их длина будет отличаться. Из таких элементов создаются скаты крыши.

Эти же конструктивные элементы применяются для создания ендов, с той лишь разницей, что углы делаются вогнутыми.

Именно установка накосных стропил представляет наибольшую сложность. Более того, на эти элементы будет приходиться повышенная нагрузка, поскольку они служат опорным элементом для крепления в верхней части нарожников, то есть выполняют функции конька. Поэтому перед началом работ необходимо выполнить расчет стропильной системы четырехскатной крыши.

В целом процесс возведения крыши с четырьмя скатами включает такие этапы:

1. Укладка мауэрлата на стены из кирпича или бетона. В бревенчатых домах этим элементом служит верхний венец.
2. Монтаж центральной опорной балки под шатровый каркас или сборка опорных конструкций для вальмовой крыши.
3. Установка наслонных стропильных ног под ту или иную конструкцию.
4. Крепление диагональных стропилин, которые совмещают углы крыши с центральной вершиной или торцами конька.
5. Разметка и монтаж нарожников.

Если предполагается висячий тип стропильной системы, то первым этапом создания шатровой конструкции станет размещение центральной фермы в форме треугольника. При создании конструкции вальмового типа на стартовом этапе крепят несколько стропильных ферм.

Стропильная система четырехскатной кровли

Устройство кровли данного типа частных домов подразумевает осуществление расчета нужного сечения стропил. Расчет производят основываясь на нагрузки, получать которые будет ваша четырехскатная крыша.

Расчеты, а также проект конструкции должны включать ветровую нагрузку, максимально возможную массу снега зимой, угол наклона кровли.

При расчете расстояния между стропилами нужно оценить их способность выдерживать нагрузки, а также запас их прочности, который должен равняться 1,4 и больше.

Если в доме есть несущая стена или опоры из столбов, то обычно используют наслонные стропила, если же устройство опоры невозможно, то в таком случае делают висячие стропила.

В некоторых постройках применяют оба вида стропил одновременно.

Осуществляя чертеж и проект будущей постройки, важно не только определиться с типом стропильной системы, но также учесть дополнительные элементы крепежа, которые придадут конструкции прочность и снизят нагрузку на балки. Видео:

Видео:

Устройство стропильной системы и монтаж вальмовой крыши

Стропильная система является мощным каркасом, который должен выдерживать нагрузку всей кровли, включая слои кровельного пирога и покрывной кровельный материал. От того, насколько правильно и точно рассчитана нагрузка на стропильную систему, зависит прочность и надежность кровли.

Возводить стропильный каркас следует с установки элементов, необходимых для возведения стропильного каркаса:

• Установка мауэрлата. Для этого в процессе возведения верхнего ряда боковых стен в них монтируют опалубку, в которую заливается бетонная смесь с установленными в ней крюками. К этим крюкам и крепят мауэрлат — деревянные брусья, к которым крепят основание каркаса;
• Установка лежня для коньковой опоры с установкой на них вертикальных стоек;
• На стойки опор крепится балка конька. Балка должна быть большого сечения, чтобы выдерживать нагрузку центральной части стропильной системы.

Установка мауэрлата

Когда основные части для установки стропильных ног подготовлены, следует приступить к креплению стропил.

Установку стропильных ног производят в следующем порядке:

• Устанавливаются диагональные доски. Крепление нижней части стропильного бруса к мауэрлату производится путем врубки;
• Крепятся центральные стропильные доски;
• Устанавливаются угловые брусья стропил, крепление которых происходит к диагональным ногам;
• Крепление затяжки. Располагают у конька для закрепления стропильных ног;
• Установка центральных стоек. Стойки крепятся одним концом к коньку, другим — к ригелю (затяжке);
• Крепление подкосов — балок, закрепленных на ригеле и стропильной ноге;
• Установка шпренгеля — балки, которая крепится к закрепленной на мауэрлате доски одним концом и к стропильной ноге — другим.

Когда стропильные ноги установлены, к ним прибивается обрешетка.

Когда стропильная система готова, можно приступить к укладке слоев кровельного пирога, а далее — к внешнему покрытию кровли.

Чертеж стропильной системы

Достоинства и недостатки

Не бывает идеальной конструкции кровли: каждая имеет свои индивидуальные особенности.

Важным достоинством шатровой крыши являются ее аэродинамические свойства: ветровые потоки проходят по скатам, не нанося вред кровле, и не попадают в чердачное пространство. Кроме того, отсутствие фронтонов обеспечивает устойчивость конструкции.

Недостатками шатровой конструкции является сложность монтажа, а также при желании обустройства мансарды, ее площадь будет слишком мала.

Несмотря на то, что конструкция шатровой крыши требует значительных трудовых ресурсов, конечный результат однозначно будет оправдан: шатровые конструкции являются одними из самых привлекательных кровельных систем.

Достоинства и недостатки

Расчет четырехскатной шатровой крыши

В плане, простейшая схема четырехскатной крыши представляет собой квадрат. На практике план крыши повторяет план строения и чаще всего является прямоугольником. Для расчета весовой и ветровой нагрузки следует знать общую площадь кровли. Она равна сумме площадей всех скатов, поэтому её несложно рассчитать самостоятельно.

Если скат имеет треугольную форму, то его площадь равна половине произведения высоты на основание фигуры. Если речь идет о вальмовой кровле, то площадь тех скатов, которые имеют форму трапеции, равна половине произведения длины нижнего и верхнего оснований на высоту трапеции.

При выборе угла наклона кровли следует руководствоваться общепринятым методикам, приведенным в соответствующих строительных СНиПах. При этом учитываются зональные особенности климата, действие ветровых и снеговых нагрузок. Не последнюю роль играет также дизайн кровли, который приходится увязывать с техническими особенностями конструкции стропильной системы. Поэтому проектирование этой части здания лучше поручить специалистам.

Площадь используемых кровельных материалов равна площади кровли, умноженной на поправочный коэффициент, величина которого выбирается в зависимости от технологии укладки используемого покрытия. Более точно расход материала для крыши можно получить, нарисовав на проекте скатов схему его укладки.

Стропильная система четырехскатной крыши выбирается исходя из веса кровли и расположения внутренних стен, которые являются основанием для опорных стоек. Лучшим вариантом будет наслонная конструкция. Но прочности стен при этом должно хватать для компенсации распорного усилия стропил.

В этом случае верхний пояс кирпичной стены имеет смысл укрепить бетонной стяжкой, поверх которой закрепить мауэрлат. Деревянные стены стягиваются в углах скобами, болтами и другими крепежными элементами, обеспечивающими необходимую жесткость верхнего горизонта коробки.

Гораздо меньше проблем создает четырехскатная крыша, стропильная система которой висячего вида. Благодаря затяжкам она не распирает стены, а просто опирается на них своим весом. Впрочем, висячие стропила подходят только для относительно небольших строений. Поэтому на практике нередко используют различные варианты смешанной наслонно-висячей стропильной системы.

Устройство четырехскатной крыши своими руками включает накосные элементы, опирающиеся с одной стороны на мауэрлат, а с другой — на стропила.

Проектирование крыши

При разработке кровельной конструкции необходимо учитывать возможность ее противостояния большому количеству снега, сильным порывам ветра. Возводимая кровля должна быть достаточно устойчивой, чтобы можно было в течение нескольких лет обойтись без ремонта.

Длительность срока эксплуатации кровельного пирога в значительной мере определяется типом и качеством использованного в качестве кровельного покрытия материала. Однако проблемы могут касаться и других областей. Например, обрешетка может быть поражена гнилью.

В любом случае предварительный расчет при строительстве кровли необходим.

Другой тип четырехскатной кровли – шатровая. Она состоит из четырех равнобедренных треугольников, что дает возможность использовать значительно меньше строительного материала.
На этапе расчетов определяют также угол наклона скатов. Данный показатель зависит от нескольких факторов и параметров и выбирается в зависимости от назначения помещения чердака. Величина угла может варьироваться в диапазоне 5–60 градусов.

При выборе угла наклона следует учитывать также климатические особенности региона. При наличии сильных ветров и небольшом количестве осадков рекомендуется устройство скатов под минимальным углом. Если для региона характерно большое количество дождя и снега, оптимальным выбором является угол наклона 45–60 градусов.

Есть определенные правила, руководствуясь которыми, можно правильно сориентироваться при выборе типа покрытия для кровель с различными углами наклона скатов.

Если величина угла колеблется в пределах от 8 до 18 градусов, то рекомендуется применять рулонные материалы или шиферные листы.

Величина от 14 до 60 градусов требует применения кровельной стали или асбестоцементных листов.

При угле наклона от 30 до 60 градусов подойдут различные типы черепицы или других штучных кровельных материалов.
Выбирая угол наклона четырехскатной кровли, надо учитывать то обстоятельство, что крутая крыша требует расхода большего количества кровельного материала – следовательно, больших финансовых вложений.

Выбрав угол, надо приступать к расчету высоты конька. Для этого следует использовать тригонометрическое выражение для прямоугольных треугольников.

Затем можно приступать к составлению проекта. Его начинают с расчета системы стропил.

Определение сечения элементов конструкции производится в результате анализа величины потенциальных нагрузок, которые будут на них оказываться. При этом учитывают и интенсивность ветров, и максимально возможное количество снега, и наклон скатов.

Помимо этого следует учитывать стропильный шаг и объективно оценивать несущую способность стропильных брусьев. На стадии проектирования выбирают также тип конструкции. На данном этапе не только определяется, будут ли стропила наслонными или висячими, но также решается вопрос о необходимости использования дополнительных элементов.

Значительно сократить оказываемую на стропила нагрузку можно в результате использования раскосов. Применение затяжек придает конструкции дополнительную прочность и препятствует ее расшатыванию.

Порой пиломатериалы в пределах стандартных размеров не дают возможности достичь требуемого результата. В этом случае разрабатываются меры для изменения их размеров.

К примеру, можно увеличить длину стропила, балки соединять параллельно. Рекомендуется также использование наборных (склеенных) стропильных ног, которые отличаются повышенной прочностью по сравнению с обычными и с успехом применяются при создании достаточно сложных конструкций.

Для возведения четырехскатной кровли необходимо как точное проектирование, так и составление чертежа.

Специфика устройства вальмовой крыши

Для стропильной системы четырехскатной кровли характерно наличие диагональных стропил, расположенных по направлению к углам постройки. Для их устройства, как правило, применяется двойная доска, брус, поскольку значительное количество нагрузки приходится именно на данные элементы. Диагональные стропила – самые длинные. Они нередко состоят из двух частей.

Чтобы избежать проблем, которые могут возникнуть в местах стыков, под ними размещается опора, придающая конструкции дополнительную прочность и позволяющая избежать ее ослабления.

Опоры-стойки надо расположить на расстоянии ¼ длины всего диагонального стропила от коньковой детали.

Специфической особенностью кровли вальмового типа является применение дополнительных стропил, по длине немного уступающих обычным. Они получили название «нарожники». Отличительная черта данных элементов: нарожники опираются на диагональное стропило, а не на конек. Именно по этой причине их длина меньше.

При устройстве четырехскатной кровли надо учитывать еще один момент: крепление диагональных стропил может производиться тремя способами.

Если есть два коньковых прогона, то на их консоли необходимо осуществить монтаж шпренгеля со стойкой. Он будет выполнять функции основания, поддерживающего диагональные стропила из досок.

Стропила на основе бруса должны опираться на короткую толстую доску, прибитую к стропилам скатов.

Этот тип вальмовой кровли называется датской. В ее классическом варианте короткая доска располагается значительно ниже конька, а крепление диагональных стропил производится в точках, где сходятся боковые стропила и прибоина.

Образовавшийся между основными скатами и началом вальм зазор можно использовать с целью обустройства чердачного окна.

Проектирование четырехскатной крыши

Расчет четырехскатной крыши и проект должен учитывать все нагрузки, которые будут оказывать влияние на постройку.

Конструкция должна быть очень прочной, противостоять сильному ветру, снегопаду и другим погодным условиям. От того, насколько правильно будет подобран материал крыши, зависит и срок ее службы.

Именно поэтому, создавая проект и чертежи, очень важно правильно все рассчитать. Проект четырехскатной кровли на фото:

Перед созданием проекта и чертежа четырехскатной крыши дома, нужно сначала выяснить угол наклона скатов, который зависит от многих факторов, таких как целевое назначение чердака, выбор материала крыши, а также особенности атмосферных влияний.

Чаще всего угол наклона кровли индивидуальных домов равен от 5 до 60 градусов.

Если же в вашей местности идут частенько сильные дожди, а зимой снегопады, то угол наклона четырехскатной кровли домов должен составлять от 40-45 и до 60 градусов.

От варианта, какой же угол наклона будет у конструкции, зависит также и материал отделки, а также особенности монтажа:

• если угол наклона составляет меньше 18 градусов, для кровли используют волнистый и плоский шифер, а также рулонные материалы для кровли;
• когда угол наклона до 30 градусов, используют обычно разновидности черепицы;
• для крыши, угол уклона которой составляет не меньше 30 градусов, используют обычно штучный материал.

Расчет уклона кровли на фото.

Проект и расчет конструкции должны учитывать, где будут расположены все элементы кровельной системы. Когда вы определили угол уклона четырехскатной крыши, нужно также рассчитать высоту конька.

Преимущества

Отсутствие вертикальных фронтонов значительно понижает аэродинамическое сопротивление крыши. Такие здания рекомендуется строить в регионах с большими значениями ветровых нагрузок. Вальмовая крыша имеет одинаковые показатели парусности со всех сторон, во время строительства зданий нет необходимости учитывать розу ветров в данном регионе.
Стропильная система четырехскатной крыши

Устройство и конструкция четырехскатной крыши

Небольшой угол наклона скатов дает возможность существенно увеличивать величину свеса стропильных ног. Четырехскатная крыша одновременно может служить навесом для веранды, повышает защищенность фасадных стен от негативного воздействия осадков.

Линейные параметры крыши позволяют органично сочетать новые строения с существующим стилем старых одноэтажных построек

Это очень важно в городах, где местные власти пытаются сохранить первоначальный исторический вид застроек.

Четырехскатная крыша двухэтажного загородного дома. Большие свесы хорошо защищают стены от дождя и снега