Нагрузки на стропильную систему
Стропильная система подвергается как постоянным, так и временным нагрузкам. К первым относят массу кровли, обрешетки, контробрешетки, прогонов и стропил; а ко вторым – влияние ветра, снега. Расчетный параметр нагрузок для средней полосы по СНиП – около 180 кг/м² (при горизонтальной проекции крыши); накопившийся снеговой пласт увеличивает порой эту величину до 450 кг/м². Величина ветровой нагрузи – 35 кг/м².
Распределение нагрузок на стропильную систему вальмовой четырехскатной крыши.
Все эти величины учитываются в чертеже дома, который выполняют специалисты. Параметры вышеперечисленных нагрузок могут немного корректироваться из-за местных условий климата. Масса системы вычисляется, исходя из площади сооружения и используемых материалов. В наше время большинство застройщиков в роли стропил применяет прямоугольный брус с сечением, соответствующим рассчитанным нагрузкам, или доски 5х15 и 5х20 см, при необходимости их сплачивают. Чаще всего покупаются пиломатериалы хвойных пород (ель, сосна, лиственница), они не должны иметь дефекты, показатель влажности – 18-22 %.
Для повышения жесткости и обеспечения неизменности стропил каркас и другие участки делают с применением стальных деталей. Пролеты между металлическими элементами заполняются деревом. Комбинированная конструкция не только становится прочнее, но и позволяет стропилам выполнять свои функции по безраспорно-наслонному методу.
Настил кровельного материала
Перед тем, как покрыть трехскатную крышу кровельным материалом, проводят ее гидроизоляцию. На поверхности земли растягивают рулон пленки, нарезают его на полосы. Затем их с помощью строительного степлера закрепляют на стропилах горизонтально, располагая внахлест 10-15 см. Поверх гидроизоляции крепят контр-обрешетку из тонкой рейки и монтируют обрешетку. Для металлочерепицы и профнастила подходи решетчатая схема обрешетки, а для мягкой кровли только сплошная.
Настил кровельного материала начинают снизу, располагая листы или отрезы так, чтобы они находили друг на друга в местах соединений на 10 см. Все швы и углы между скатами обрабатывают герметиком на силиконовой основе. Крепеж используют только тот, что поставлялся в комплекте с кровельным материалом. Обычно это специальные гвозди или саморезы, изготовленный из оцинкованного металла, снабженные каучуковой шляпкой. При закручивании такая шляпка расплющивается, чтобы защитить отверстие от попадания влаги, благодаря чему кровля не будет протекать.
Трехскатная крыша – не только эстетичное, но и функциональное решение обустройства кровли, затраты на которое окупаются долгим сроком эксплуатации и высокой степенью защиты от ветра и осадков!
Сборка и монтаж вальмовых стропильных ног
По натянутой шнурке от конька к центру ската замеряем нижний угол γ и вычисляем противоположный угол δ=90º-γ. Так же, как и с диагональными деталями, изготавливают шаблоны для запилов на верхней и нижней пятке элемента, чтобы он плотно вошел между диагональными стропилами. Изготовив центральное стропило вальмы, его нужно установить в соответствующем месте.
Жесткость конструкции и надежное крепление наиболее коротких нарожников обеспечивается путем установки коротких выносов между карнизом и угловыми выносами.
На следующем этапе делают шаблоны для нарожников:
- Кусок доски отпиливают под углом δ и примеряют на месте соединения с диагональной ногой.
- Различают лишние участки, затем их отпиливают. Этот шаблон понадобится для создания всех нарожников, которые будут установлены с одной из сторон вальмы. Для другой половины запил на заготовках нужно будет сделать с противоположной стороны.
- Нижнюю пятку нарожников подрезают по шаблону, отпиленному под углом γ. Такая заготовка подойдет для создания нижних стыков на всех нарожниках.
Изготовление нарожников производится с учетом расчетной длины элементов и согласно изготовленным шаблонам. Они заполнят плоскости вальм и основных скатов. Установку этих деталей выполняют так, чтобы места стыковки накосов с нарожниками с противоположных сторон не сходились в одном месте, то есть вразбежку. Крепежными элементами для соединения нарожников с диагональными стропилами служат уголки, а с выносами и балками перекрытия – зубчатые пластины или уголки – кому что удобнее.
Сооружение крыши с шатровым типом каркаса выполняется по тем же технологиям, что и с вальмовым. Единственное отличие заключается в отсутствии конька в шатровых крышах. В данном случае монтаж стропильной системы шатровой кровли начинается со стыковки диагональных стропил, а затем – нарожников. Если же используются висячие стропила, сначала выполняется монтаж центральной фермы.
Таким образом, детальное изучение особенностей строительства четырехскатных крыш позволит вам приступить к созданию каркасной конструкции со знанием дел.
Конструкция шатровой крыши
В основе конструкции обязательно присутствует мауэрлат (мощный брус или бревно), сбитый в цельную раму по форме основания и уложенный поверх армопояса. Вся система стропил привязана к мауэрлату. Выглядит она как четыре наклонных бруса сечением 50 на 100 мм, скреплённых в центре крыши (размер бруса зависит от габаритов и веса будущей кровли). Если дом сложен из камня или кирпича, в качестве мауэрлата выступает верхняя обвязка стеновой панели, в деревянных постройках — верхний венец сруба. Мауэрлат обязательно гидроизолируют (например, рубероидом). Потом его закрепляют на внутренней верхней части подготовленных и выровненных стен.
Коньковый узел шатровой крыши соединяется в одной точке
Постройка четырёхскатной крыши требует использования большого количества деревянных элементов. Перед использованием их следует обработать противопожарным и антисептическим средством.
Для возведения строений с эркером шатровая крыша не подходит, так как форма коробки у неё квадратная. Поэтому обычно используется полувальмовый тип крыши.
Виды стропильных систем для шатровой крыши
По своей структуре стропильная система будущей шатровой крыши бывает или наслонной, или висячей. Висячая стропильная система отличается тем, что её балки опираются прямо на стены. Она чаще всего применяется при большом размере пролётов, когда другой опоры нет, а подпорки не предусмотрены. При таком варианте образуется горизонтальная распирающая сила, и чтобы её уменьшить, используют затяжки.
Наслонную систему не рекомендуется использовать при угле скатов свыше 40°
Процесс строительства и ремонта такой крыши сложен, поэтому обычно предпочтение отдаётся наслонной стропильной системе. Она более удобна с точки зрения монтажа и эксплуатации, а нагрузка на стены практически отсутствует. Для её установки подойдёт крыша, имеющая наклон не более 40 градусов. Для монтажа необходима несущая внутренняя стена или дополнительные опоры по центру крыши. Распоры на стены в этом случае не нужны, так как у крыши имеются опоры на пике и на стропильных ногах.
Благодаря дополнительным опорам наслонная стропильная система более удобна для монтажа и эксплуатации
Допустимый размер пролёта — около 4,5 м. Если он больше и одной центральной опорой ограничиться нельзя, то устанавливаются подкосы.
Подкосы — это опоры для стропильных ног
Элементы стропильной конструкции
В стропильную систему шатровой крыши входят следующие основные элементы:
- мауэрлат — опорный каркас для нижней части стропил;
- диагональные или накосные стропила, установленные по углам основного каркаса;
- нарожники — укорочённые стропила, прикрепляемые к накосным;
- стойки и подкосы — опоры для стропильных ног;
- лежни — укладываются на столбики из кирпича в качестве подпорок для подкосов и стоек;
- ригели для упора стропильных ног друг в друга возле пика;
- прогоны — параллельные мауэрлату балки (используются в зависимости от типа конструкции и имеющихся опор);
- шпренгели — дополнительные опоры для придания постройке жёсткости.
Стропильная система из металлического профиля
Стропила из металлических ферм обладают большой прочностью и выдерживают значительные нагрузки, что делает здание более долговечным. Металлические фермы можно эксплуатировать более 100 лет. Обычно их используют, если длина скатов превышает 10 метров. Собрать такую конструкцию проще, чем деревянный каркас, так как можно приобрести уже готовые для монтажа элементы. Минус металлических ферм только в том, что их сложнее утеплять. На них появляется конденсат, который оказывает разрушительное воздействие на кровельный пирог. Поэтому для жилых строений предпочтительнее дерево.Можно также комбинировать металлические и деревянные стропила. Но при этом деревянные части должны быть хорошо обработаны антисептическими средствами.
Металлические стропила чаще используются для промышленных зданий
Стропильная система
Четырехскатная крыша своими руками – оптимальное решение для всех желающих сэкономить средства семейного бюджета . Последовательность строительных работ:
Если расчет четырехскатной крыши сделан неправильно, исправить ситуацию будет достаточно сложно – в результате ошибки диагональные стропила не соединятся в коньке. Лучше воспользоваться оптимальным вариантом, подготовьте чертеж с помощью одной из специальных графических программ.
Создание модели 3D позволяет увидеть, как будет выглядеть будущая крыша, чтобы подготовить детальный чертеж, обратитесь за профессиональной помощью.
Разновидности четырёхскатных крыш
Прежде чем приступать к возведению четырёхскатной крыши, нужно тщательно изучить, какие виды подобных конструкций существуют. Сегодня принято выделять следующие разновидности таких кровельных систем.
Вальмовая (голландская)
Считается классикой. Как видно на фото четырёхскатных крыш, подобная кровля состоит из двух трапециевидных скатов, стыкующихся в коньке, и двух треугольных. Последние называются вальмами.
Система стропил вальмовой крыши включает в себя монтаж 4-х накосных стропил, которые представляют собой диагональные опорные брусья, идущие от 2-х вершин скатов к верхним углам дома.
Полувальмовая
Имеет аналогичную конструкцию. Единственное отличие составляют укороченные треугольные скаты (вальмы). Из чертежей и проектов четырёхскатных крыш полувальмового типа вытекает возможность организовать оконные проёмы во фронтоне под вальмами – прочность кровли при этом не пострадает.
Шатровая
У такой кровли все четыре ската имеют форму равнобедренного треугольника. Она менее эффектна. Инструкцию для расчёта четырёхскатной крыши такого типа можно найти в Интернете.
Виды и особенности четырехскатной крыши
Если вы решили выбрать строительство дома от фундамента до крыши собственными руками, то при наличии определенных навыков и опыта, времени и средств вы построите собственный очаг. Но когда вы трезво взвесите собственный опыт и возможности, и поймете, что не имеете достаточного строительного стажа, то наилучшим вариантом будет строить дом, который будет покрыт односкатной или двускатной конструкцией.
Нетрадиционная крыша
Она не на много отличается удобством и красотой, а в процессе строительства не составит труда. Если внимательно рассмотреть четырехскатную крышу, то вы обязательно увидите несколько больших особенностей, которые выгодно отличают ее от остальных вариантов. Прежде всего, это разновидности четырехскатных кровель:
- вальмовый тип. Он отличается тем, что состоит из конструктивных составляющих в форме треугольников или трапеций. Они и носят название вальмов, здесь отсутствуют фронтоны, а при желании украсить окнами – они отлично располагаются на плоскостях скатов;
- полувальмовый тип – отличаются наиболее изломанным рельефом, который строится из треугольника вверху и трапеции внизу;
- шатровый тип – без фронтонный вариант, где одинаковые грани позволяют создавать идеально правильную форму строения.
Такие варианты могут быть комбинированными, то есть составлять сложную конструктивную систему. Использовать свои задумки и делать из простого проекта вашего дачного или загородного дома настоящий маленький замок. Всегда считалось, что возведение дома с подобными конструктивными изысками было самым сложным в области строительства индивидуального жилья. И это действительно так, потому что в этом случае стоит вспомнить все азы геометрии и физики, сделать точный план и рассчитать проект.
Схема крепления стропил
Как это можно осуществить – внимательно изучив предлагаемые инструктивные материалы и руководство, где подробно описываются все без исключения нюансы этого достаточно сложного процесса. Крыша своими руками четырехскатная – дело очень кропотливое и точное, где каждый, самый крошечный просчет может быть чреват нарушениями правил безопасности.
Как строить крышу в четыре ската
Процесс проектирования и строительства можно распределить на несколько этапов. Они достаточно просты:
- чертеж в эскизном варианте;
- расчет нагрузок на стропильную систему;
- монтаж стропил;
- создание кровельного пирога.
Поэтому этапы создания четырехскатной кровли нужно рассмотреть более внимательно.
Проектирование кровли
Четырехскатная крыша имеет множество вариаций. Самая простая конструкция представляет собой 2 ската трапециевидной формы, соединяющихся по центру кровли, и 2 треугольных ската со стороны фронтонов. Иногда все четыре ската делают треугольными, тогда ребра крыши сходятся в центральной точке. Более сложные конструкции предполагают наличие ломаных линий, сочетание коротких скатов с фронтонами, встроенные прямые и наклонные окна, а также многоуровневые скаты.
Четырехскатная крыша
Проект четырехскатной крыши
Конструкция вальмовой крыши
Наклон скатов может иметь угол от 5 до 60 градусов. Чтобы высчитать оптимальное значение уклона, необходимо учесть следующие факторы:
- функциональность чердака;
- вид кровельного покрытия;
-
атмосферные нагрузки в данном регионе.
Для обустройства мансарды пологие скаты не подходят, поскольку они забирают слишком много свободного пространства. Поэтому, если мансарда запланирована в проекте дома, угол наклона кровли должен быть от 45 градусов и выше. Выбрать угол наклона в зависимости от вида кровельного покрытия можно с помощью таблицы.
Таблица
Атмосферные нагрузки также имеют большое значение. Там, где выпадает много снега, нельзя делать уклон меньше 30 градусов, иначе стропильная система не выдержит нагрузок. Если же угол наклона больше 60 градусов, снеговую нагрузку можно не учитывать. Кроме перечисленных факторов следует продумать расположение таких объектов, как баки для воды или вентиляционные камеры. Обычно они подвешиваются к стропилам и оказывают на них дополнительную нагрузку. После предварительных расчетов можно приступать к составлению чертежа стропильной системы.
Что такое вальмовая крыша?
В последние годы архитекторы ищут новые ходы, улучшения и в результате вальмовая крыша приобрела множество оригинальных разновидностей, которые весьма мало напоминают изначальную конструкцию.
В классическом же исполнении такая крыша состоит из четырех плоскостей, соединяющих карниз здания с его коньком. Две из них устанавливают от узких карнизов – они имеют треугольную форму и называют вальмами. Поэтому вся конструкция получила название именно от них. Две другие плоскости имеют большие размеры и форму трапеции.
Сравнительно недавно в нашей стране получили распространение полувальмовые крыши, которые также называют ещё голландскими. В этом случае карнизы вальмов расположены значительно выше, чем карнизы трапециевидных скатов. Чаще всего такой прием используется в случаях, когда хотят оборудовать на чердаке дома просторную, уютную мансарду. Смотрится такая крыша значительно привлекательнее, чем классическая вальмовая, но в производстве значительно сложнее – к тому же нужно дополнительно наращивать стены, чтобы они сформировали две стены будущей мансарды.
Проектирование и расчет
Перед тем как построить систему (своими руками вы будете это делать или обратитесь за помощью к строителям), необходимо ее спроектировать, осуществить расчет будущего здания, сделать чертеж конструкции. Уклон скатов четырехскатной вальмовой крыши варьируется от 5 до 60 градусов, все зависит от нагрузок, типа кровельного продукта и предназначения чердака. В регионах, где часто бывают сильные ветры или климат предполагает небольшое количество осадков, кровля делается с небольшим наклоном; при частых дождях и обильных снегопадах наклон лучше сделать в 45-60º.
Формула расчета угла наклона четырехскатной крыши.
Угол наклона определяет и материал для крыши, например, если он – 5/18º, то лучше сделать рулонное покрытие. – первый пункт в составлении проекта. Сечение их определяет совокупность ожидаемых нагрузок (сколько будет весить стропильная система, ; ветровые и снеговые нагрузки), а также степень уклона крыши.
Расчет определяет и шаг между деталями, помогает проверить несущую способность. На данном этапе работы решается, какие стропила будут делаться (висячие или наслонные), выясняется, нужны ли дополнительные элементы (раскосы, дающие возможность уменьшить нагрузку на стропила; затяжки, препятствующие расшатыванию конструкции). Если вдруг выясняется, что стандартный размер пиломатериалов не годится для будущей постройки, то делается расчет их изменения (подпиливания или наращивания).
